畢業(yè)設(shè)計（論文）-尋跡控溫智能小車

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1、徐州師范大學(xué)單片機(jī)培訓(xùn)班畢業(yè)論文第一章緒論1.1課題背景我國的貨車的發(fā)展已有幾十年的歷史了，隨著要求越來越多、越來越經(jīng)濟(jì)化，比如南方的水果要運(yùn)往北方，還有工廠里面的貨物流通對時間對溫度都有要求，倘若忽略時間的影響，那就可能有很大的損失，浪費(fèi)大量資源。所以我們很有必要對車?yán)锏倪\(yùn)貨倉實(shí)行溫度監(jiān)控，來避免不必要的資源流失。在如今的工廠里都實(shí)施自動化系統(tǒng)來節(jié)省大量的人力資源，未來的發(fā)展趨勢是沿著人性化的方向前進(jìn)的，工廠自動化系統(tǒng)會在未來得到更加的重視和發(fā)展。1.2研究的目的通過本次的設(shè)計，熟悉紅外對管、L298N驅(qū)動芯片，熟悉匯編語言編譯環(huán)境，進(jìn)一步熟悉單片機(jī)

2、各端口的特性和作用，減速電機(jī)的應(yīng)用。1.3文章的結(jié)構(gòu)在下面的章節(jié)中對電路設(shè)計的方案、單片機(jī)及其部分芯片的基本原理、硬件的組裝、電路的調(diào)試與測試、程序的編寫做了詳細(xì)的闡述。在電路方面討論了多組方案，對于方案的可行性進(jìn)行了論證；在基本原理中對AT89S51單片機(jī)、L298N芯片等進(jìn)行分析；電路的測試主要對硬件組裝的成品進(jìn)行通電檢測，調(diào)試硬件電路解決問題，最后對部分外文資料進(jìn)行翻譯工作。-26-徐州師范大學(xué)單片機(jī)培訓(xùn)班畢業(yè)論文第二章模塊方案設(shè)計比較與論證根據(jù)設(shè)計要求，本系統(tǒng)主要由控制器模塊、電源模塊、循跡傳感器模塊、減速電機(jī)及其驅(qū)動芯片L298N等模塊構(gòu)成。

3、為較好的實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，分別選擇了幾種方案并分別進(jìn)行了論證。2.1車體設(shè)計方案方案1：自己制作電動車。一般的說來，自己制作的車體比較粗糙，對于白色基板上的道路面行駛，車身重量以及平衡都要有精確的測量，而且也要控制好小車行駛的路線和轉(zhuǎn)彎的力矩及角度，這些都比較難以實(shí)現(xiàn)，所以此方案不妥。方案2：購買玩具電動車。購買的玩具電動車具有組裝完整的車架車輪。我們可以保留左右兩輪轉(zhuǎn)動動軸，并改換轉(zhuǎn)軸力矩大的電機(jī)來精確調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)彎角度，采取保留后方向輪，并使用直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的方案。玩具電動車具有如下優(yōu)點(diǎn)：首先，這種玩具電動車由于裝配緊湊，使得各種所需電路的安裝十分方便

4、，看起來也比較美觀。其次，玩具電動車是依靠電機(jī)與相關(guān)齒輪一起驅(qū)動，能適應(yīng)題目中小車準(zhǔn)確前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎的要求，而且這種電動車一般價格適中，則此方案較好?；谝陨戏治?，我們選擇了方案2。2.2電機(jī)模塊方案方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位，可以實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)路程和位置的精確定位。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)。經(jīng)綜合比較考慮，我們放棄了此方案。方案2：直流電機(jī)。直流電機(jī)的控制方法比較簡單，只需給電機(jī)的兩根控

5、制線加上適當(dāng)?shù)碾妷杭纯墒闺姍C(jī)轉(zhuǎn)動起來，電壓越高則電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。對于直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，可以采用改變電壓的方法，也可采用PWM調(diào)速方法。PWM調(diào)速就是使加在直流電機(jī)兩端的電壓為方波形式，通過改變方波的占空比實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)?；谝陨戏治?，我們選擇了方案2，使用直流電機(jī)作為電動車的驅(qū)動電機(jī)。-26-徐州師范大學(xué)單片機(jī)培訓(xùn)班畢業(yè)論文2.3電機(jī)驅(qū)動模塊方案方案1：用分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動電路。由分立元件構(gòu)成電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實(shí)際中被廣泛應(yīng)用。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。因此放棄了此方案。方案2：采用SM6135W電機(jī)遙控驅(qū)動模塊。SM6135W是

6、專為遙控車設(shè)計的大規(guī)模集成電路。能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、向右、向左、加速五個功能，但是其采用的是編碼輸入控制，而不是電平控制，這樣在程序中實(shí)現(xiàn)比較麻煩，而且該電機(jī)模塊價格比較高。方案3：采用電機(jī)驅(qū)動芯片L298N。L298N為單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅(qū)動，可直接的對電機(jī)進(jìn)行控制，無須隔離電路。通過單片機(jī)的I/O輸入改變芯片控制端的電平，即可以對電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，非常方便，亦能滿足直流減速電機(jī)的大電流要求。調(diào)試時在依照上表，用程序輸入對應(yīng)的碼值，能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)的動作。表1是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系。表2-1L298N的引腳和輸出

7、引腳的邏輯關(guān)系ENA（B）IN1（IN3）IN2（IN4）電機(jī)運(yùn)行情況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2（IN4）同IN2（IN4）快速停止LXX停止基于以上分析，我們選擇了方案3，用L298N來做為電機(jī)的驅(qū)動芯片。2.4尋跡傳感器選擇方案方案1：采用發(fā)光二極管+光敏電阻，該方案缺點(diǎn)：易受到外界光源的干擾，有時甚至檢測不到黑線，主要是因?yàn)榭梢姽獾姆瓷湫Ч乇淼钠教钩潭取⒌乇聿牧系姆瓷淝闆r均對檢測效果產(chǎn)生直接影響。克服此缺點(diǎn)的方法：采用超高亮度的發(fā)光二極管能降低一定的干擾，但這又會增加檢測系統(tǒng)的功耗。并且這種方案受光照影響很大，不能穩(wěn)定的工作。因此我們考慮

8、其它更穩(wěn)定的方案。-26-徐州師范大學(xué)單片機(jī)培訓(xùn)班畢業(yè)論文方案2：用紅外發(fā)射器和接收管自己制作