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无人驾驶 汽车 车速 控制系统 设计

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11223344DDCCBBAATitleNumberRevisionSizeA4Date:2017/4/24Sheet ofFile:D:项目文件.无人驾驶汽车的车速控制系统.SchDocDrawn By:EA/VPP31X119X218RESET9RD/P3717WR/P3616P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PRDG30P31/TXD11P30/RXD10U1STC89C5212Y112Mhz22pFC22pFC3RSTP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.55VP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.710uFC15VS110KR3RSTGND单片机最小系统P3.6P3.7GNDQ1ITR9606D2ITR96065VGNDGND10KR25V50RR1P3.2D3S212P2DC0055VGNDF15AD41N4148GND10KR9GND电源电路红外对管测速电路K2选择K3加K4减GNDK1模式P3.0P3.1P3.3P3.4C4104C5104C6104C7104GND按键控制电路A01A12A33A44VCC8WP7SCL6SDA5U3AT24C02GNDGND4.7KR74.7KR8EEPROM存储电路VCCVCCP1.5P1.6abcdefgabcdefgdpdpcomabfcgdedpLED1abcdefgabcdefgdpdpcomabfcgdedpLED2abcdefgabcdefgdpdpcomabfcgdedpLED3abcdefgabcdefgdpdpcomabfcgdedpLED4P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P1.0P1.1P1.2P1.3数码管显示电路13254DELAY15V 5脚继电器5VQ2SS8050GND5.1KR62KR5D11N4148123P1Header 3COMNONCCOMNONCU2Optoisolator1GND1KR45VP1.7速度控制电路PIC101PIC102COC1PIC201PIC202COC2PIC301PIC302COC3PIC401PIC402COC4PIC501PIC502COC5PIC601PIC602COC6PIC701PIC702COC7PID101PID102COD1PID201PID202COD2PID301PID302COD3PID401PID402COD4PIDELAY101PIDELAY102PIDELAY103PIDELAY104PIDELAY105CODELAY1PIF101PIF102COF1PIK101PIK102COK1PIK201PIK202COK2PIK301PIK302COK3PIK401PIK402COK4PILED10aPILED10bPILED10cPILED10comPILED10dPILED10dpPILED10ePILED10fPILED10gCOLED1PILED20aPILED20bPILED20cPILED20comPILED20dPILED20dpPILED20ePILED20fPILED20gCOLED2PILED30aPILED30bPILED30cPILED30comPILED30dPILED30dpPILED30ePILED30fPILED30gCOLED3PILED40aPILED40bPILED40cPILED40comPILED40dPILED40dpPILED40ePILED40fPILED40gCOLED4PIP101PIP102PIP103COP1PIP201PIP202COP2PIQ101PIQ103COQ1PIQ20BPIQ20CPIQ20ECOQ2PIR101PIR102COR1PIR201PIR202COR2PIR301PIR302COR3PIR401PIR402COR4PIR501PIR502COR5PIR601PIR602COR6PIR701PIR702COR7PIR801PIR802COR8PIR901PIR902COR9PIS101PIS102COS1PIS201PIS202COS2PIU101PIU102PIU103PIU104PIU105PIU106PIU107PIU108PIU109PIU1010PIU1011PIU1012PIU1013PIU1014PIU1015PIU1016PIU1017PIU1018PIU1019PIU1021PIU1022PIU1023PIU1024PIU1025PIU1026PIU1027PIU1028PIU1029PIU1030PIU1031PIU1032PIU1033PIU1034PIU1035PIU1036PIU1037PIU1038PIU1039COU1PIU201PIU202PIU203PIU204COU2PIU301PIU302PIU303PIU304PIU305PIU306PIU307PIU308COU3PIY101PIY102COY1PIC101PID102PID301PID402PIDELAY101PIF102PIR101PIR201PIR402PIR501PIS102PIU1031PIU204PIDELAY102PIP102NLCOMPIC202PIC302PIC401PIC501PIC601PIC701PID202PID401PIK102PIK202PIK302PIK402PIP202PIQ103PIQ20EPIR301PIR602PIR901PIU1020PIU203PIU301PIU302PIU303PIU304PIU307PIDELAY105PIP101NLNCPIC201PIU1019PIY102PIC301PIU1018PIY101PID101PIDELAY103PIQ20CPID201PIR102PID302PIR902PIF101PIS202PIP201 PIS201PIQ20BPIR502PIR601PIR401PIU201PIU1029PIU1030PIDELAY104PIP103NLNOPIU1039NLP000PIU1038NLP001PIU1037NLP002PIU1036NLP003PIU1035NLP004PIU1034NLP005PIU1033NLP006PIU1032NLP007PILED10comPIU101NLP100PILED20comPIU102NLP101PILED30comPIU103NLP102PILED40comPIU104NLP103PIU105NLP104PIR802PIU106PIU305NLP105PIR702PIU107PIU306NLP106PIU108PIU202NLP107PILED10aPILED20aPILED30aPILED40aPIU1021NLP200PILED10bPILED20bPILED30bPILED40bPIU1022NLP201PILED10cPILED20cPILED30cPILED40cPIU1023NLP202PILED10dPILED20dPILED30dPILED40dPIU1024NLP203PILED10ePILED20ePILED30ePILED40ePIU1025NLP204PILED10fPILED20fPILED30fPILED40fPIU1026NLP205PILED10gPILED20gPILED30gPILED40gPIU1027NLP206PILED10dpPILED20dpPILED30dpPILED40dpPIU1028NLP207PIC402PIK101PIU1010NLP300PIC502PIK201PIU1011NLP301PIQ101PIR202PIU1012NLP302PIC602PIK301PIU1013NLP303PIC702PIK401PIU1014NLP304PIU1015NLP305PIU1016NLP306PIU1017NLP307PIC102PIR302PIS101PIU109NLRSTPIR701PIR801PIU1040PIU308 SameReport检测报告简明打印版对比结果（相似度）：总相似度：18%(相似字数占总相似度的百分比）编 号：slm2gu7vyn31wgf05t37t7vhh8v8d11493020679标 题：无人驾驶汽车的车速控制系统设计作 者：9867941918484646字 数：28361段 落：1036句 子：1170时 间：2017-04-24 15:57:59学位论文全文数据库（1990-2017）、学术期刊数据库（1990-2017）、本硕博论文数据库（1990-2017）、互联网文档资源全文简明报告：摘 要63%： 汽车是一种由自身动力进行驱动，具有四个或更多数量的车轮的，行驶时无需轨道进行承载的一类用途极为广泛的交通工具，根据作用的不同，往往可以分为客运汽车、货运汽车和用作其他用途的特种汽车等。随着汽车工业技术和相关领域的发展，汽车经过了电动、内燃机动和混合动力等一系列的发展，配套的变速技术、减震技术和汽车电子技术的提高，使得汽车的结构和操作方式都发生了很大的变化。自动驾驶汽车技术由此诞生。自动驾驶汽车，也称无人驾驶汽车，是指一种使用车载电脑进行车速和方向控制的智能汽车。自动驾驶技术是随着自动控制技术和传感器技术的诞生和发展而取得发展的自动控制领域技术，其起步较早，各大科技企业也已经进行了十余年的研发工作。59%：谷歌自动驾驶车辆已经与2012年获得了许可证。自动驾驶汽车是人工智能、电子视觉处理、微型雷达技术和全球卫星定位系统相结合的产物，其中车速控制系统是一个非常关键的系统，自动驾驶汽车的车速控制系统由汽车电子系统的车速控制模块和变速箱组成。变速系统的工作效果直接影响着整车的工作效果和乘坐体验。本项目所设计的基于单片机的自动驾驶汽车车速控制系统具有结构简单、73%：工作稳定、抗干扰性强、成本低廉等优点关键词：单片机、转速控制、自动驾驶、变速箱AbstractA caris driven byits own power, with four or more wheels,driving without apurpose of61%：carrying the wide track transportation, according to differentfunctions,oftencan bedivided into passengercars,freight carsand specialvehicles for other purposes.97%： With the development of automobile industry and technology related fields,through the63%：development of electric automobile, internal combustionengineand hybrid and a seriesof supporting transmission technology anddamping technologyand automobile electronic technology to69%：improve the s tructure and the o peration mode of the automobile has changed very great ly. Automatic driving car technology was b orn. Automatic driving car, also known as driverless cars,refersto the useof on-boardcomputers56%：for speed and direc tion control of in telligent vehicles. The field of automatic contr ol technology of automatic drivingtechnology is achieved with the56%：development of the birth and development of autom atic control techn ology and sensor technology, whichstarted earlier, the major science and technologyenterprises havebeenmore than ten64%：years of research and development work.Google automaticdriving vehicle has beengranted a licensein 2012. Automatic driving acar isa product of62%：artificial intelligence, electronic visual processing, micro radar technology andglobal positioning systemcombined, the speed control systemis62%：a key s ystem, speed contr ol system of autom atic driving vehicle byvehicle electronic system50%：speed control modul e and gear box. The effect of the transmission system has a direct impact onthe workand rideexperience.Thisproject is based on thedesignof the62%：automatic control system of the vehic le speedcontrol system, which hastheadvantagesof80%：simple structure, stable operation, strong anti-interference, low c ost and so onKeywords: MCU, speed control, automatic driving, gearbox目录 1 / 25 摘 要 1第一章 绪论 11.1 选题背景及意义 11.2 汽车技术国内外发展概述 11.3本文的主要内容 3第二章 汽车车速控制系统相关原理 52.1 红外对管原理及应用 52.1.1 红外发射管原理 52.1.2 红外接收管原理 52.1.3 红外对管的应用 62.2 无级变速器原理及设计 62.2.1 金属带式无级变速器发展 62.2.2 金属带式无级变速器原理及优缺点 6第三章 无级变速器机械结构设计 83.1 无级变速器参数指标 83.2 基本参数计算 83.2.1 变速比计算 83.2.2 齿轮参数计算 83.3 无级变速器结构设计 8第四章 作息时间管理系统硬件设计。 104.1 元件选型 104.1.1 单片机选型 104.1.2 红外测速传感器选型 114.1.3 存储器选型 124.2 硬件架构设计 124.3 硬件电路设计 134.3.1 单片机最小系统电路设计 134.3.2 红外测速电路设计 134.3.3 EEPROM存储电路设计 144.3.4 数码管显示电路设计 154.3.5 速度控制电路设计 154.3.6 电源电路设计 164.3.7 按键控制电路设计 17第五章 车速自动控制系统软件设计 185.1 软件流程设计 185.1.1 系统流程设计 185.2 驱动程序设计 185.2.1 数码管驱动程序 195.2.2 转速计算程序 19第五章 总结 22致谢 23参考文献 24附录1 系统原理图 25附录2 单片机C语言源代码 26第一章 绪论1.1 选题背景及意义61%：自动驾驶汽车是人工智能、电子视觉处理、微型雷达技术和全球卫星定位系统相结合的产物，也称电脑驾驶汽车、无人驾驶汽车和无人智能车，是一种使用车载微型计算机通过读取各个传感器和GPS定位数据，来对当前获取到的路况和地图信息来对进行行驶建模，并自动采取合适的驾驶操作，来实现驾驶效果。自动驾驶汽车的传感器组往往由激光雷达、视觉摄像头、车轮定位传感器、前后微波雷达所组成，根据对车辆驾驶过程的介入程度的多少，可分为DAS驾驶辅助系统（实时向驾驶员提供导航信息和车辆状态信息，无法直接介入车 2 / 25 辆驾驶操作中）、半自动化驾驶系统（如自动测距刹车系统等，75%：可以在一定条件下暂时介入驾驶操作）、高度自动化驾驶系统（可以持续一段时间的自动驾驶功能，可以在路况较为简单的交通状况下减轻驾驶员的负担，但往往无法在路况较为复杂的情况下进行驾驶动作，在工作过程中必须要有驾驶员在场）和全自动化自动驾驶系统（可以完全实现无人驾驶动作，70%：允许车内其他成员无需进行驾驶相关活动的系统）。在自动驾驶汽车系统中，车速控制系统是其中的重要组成部分。车速控制系统由车速传感器、车载微型计算机的车速控制电路系统和机械变速箱组成。本项目设计的基于单片机的自动驾驶汽车车速控制系统包括车速控制电路系统和机械变速箱两部分组成，该系统具有结构稳定可靠、速度控制效果好、成本低廉等优点。1.2 汽车技术国内外发展概述尽管在目前国内和国外的汽车市场中，采用电力驱动技术的，以电池作为电源的使用电动机提供动力的电动汽车通常都被冠以“新能源汽车”的荣誉称号，人们在购买和驾驶电动汽车时可以享受国家的各类政策补贴和汽车厂商的多种多样的优惠活动，但在汽车发展的历史上，采用电动机作为动力、以电池作为能源的电动汽车的诞生时期要远远早于使用汽油作为燃料的内燃机车，在研发的、使用和商业领域的应用历史上要整整早了近五百年之久。早在二十世纪初，汽车行业中统计出来的一份来自美国相关机构的统计报告结果显示，在当时，全美国的所有登记在册的路上行驶的机动车中，以电池作为动力的民用电动汽车和使用电网电压作为电源的电车等各类电动车的数量占所有机动车的比例高达38%，采用蒸汽机作为动力的蒸汽汽车和大型蒸汽动力运输工具占所有机动车的40%，而在现在市场上上极为普遍的采用汽油内燃机作为动力的机动车所占的比例仅仅占22%，62%：只比五分之一多一些。这表明，在当时，由于内燃机技术和机械变速技术、汽车电子技术等的落后的影响，导致在当时内燃机车无法竞争和取代结构简单、操作方便且无噪音和废气污染的电动机车。正是由于这个原因，电动车的研发和生产数量在那个时期也在很长一段时间中要高于内燃机汽车，甚至在很长一段时间中，电动汽车的销量要比内燃汽车的销量要高出十倍数量。在十七世纪由物理学家法拉第所发现和总结提出的电与磁感应定律，是采用电动机作为动力的电力汽车的核心工作原理。在某些意义上，法拉第的电磁感应定律从一些角度来讲是人类社会发展历史上的最伟大的物理学研究发现之一，89%：正是由于电磁感应定律的提出，人类才能够正是进入了一个能够行之有效地产生和利用电力和电子资源的电气时代。随着电子技术的进一步发展，和电动机、发电机、不可充电干电池和可循环使用的可充电蓄电池等电气设备的发展和进步，各类电动和发电设备和储电设备的先后被发明出来，因此电动汽车的各类技术逐渐发展和完善，使得采用电动机作为动力装置、以电池作为储能设备的电动机车最终成功诞生了出来。79%：早在十九世纪的三十至四十年代，苏格兰和荷兰的一些商业人士和科研人员就已经成功的设计出来了第一种电动车，这个世界上第一款电动车使用不可充电的蓄电池作为电源，使用带有铜线绕组所制成的电动机作为动力设备，以及其他控制和结构支撑等各种元件经过组装设计，64%：研发设计出了世界上的第一台真正意义上的电动车，由一个负责转向的前轮和两个用于驱动的后轮所组成，其形象和结构比较类似于今天所较为常用电动三轮车。62%：时间推进到十九世纪五十年代，美国的科研工作者成功设计出了一种通过使用48节串并联组成的格鲁夫电池组来提供汽车动力的，结构类似于通常意义上的四轮电动车的电动汽车。该电动车可以同时搭载两人，已经具有了一定的实际使用意义。到了十九世纪八十年代，经过法国科研人员的不懈努力，将传统的蓄电池的结构和应用技术进行调整和优化，终于成功研发出了一款体积小、能量密度高、能够搭载在电动汽车上，能够正常并好用的可充电铅酸蓄电池，安装在了改进后的电动汽车上，使得电动汽车终于具有了较高的实用意义。63%：几年后，英国科研人员和美国的科研人员在短时间内，先后独立的研发出了利用可充电蓄电池作为电源的，可循环充电的商用电动四轮车，从此标志着可充电电动车正式进入了商用时代。与采用一次性电源的电动车相比，可循环充电的电源使得电动车的使用成本大大的减小了，使得可充电的电动汽车成为了当时代步工具的一个主流方案。与此同时，随着基于交流发电技术的发展和导线材料的发展和相关技术的进步，从而诞生出来的在电力技术领域中具有重要意义的远距离输电的相关技术，也使得现今仍然广泛应用的有轨电车和无轨电车系统逐渐登上了历史舞台。在当时，采用收放式的拖线技术进行工作的无轨电车系统，也开始在伦敦的街头开始得到了应用，但由于采用拖线技术的无轨电车系统的各个配套设施，如拖线盘、电线杆等系统铺设部署的费用过高、系统的损耗率太大、故障率过高、适用范围过于狭窄等无法避免的缺点，因此使得拖线式的乌龟电车没有得到普遍大范围的使用，仅仅昙花一现。但是，有轨电车系统由于其运营成本低、工作稳定、噪音小等优点，使得其从诞生开始时至今日一直都被各个城市所广泛应用，68%：并成为城市道路公共交通系统的重要成员，在很多城市中，很多具有几十年甚至上百年历史的有轨电车系统依旧在良好且稳定的进行着自己的工作。在此之后，随着电动车的工业设计和制造工艺，以及电池材料和制造工艺、电动机制造工艺等相关技术的不断发展和进步，汽车工业发展到了二十世纪初时期，65%：采用可充电蓄电池组作为储能器件的电动车，在各大主要发达城市中逐渐成为了使用的最为广泛，销量最多的个人交通工具，在当时，电动汽车的销量在各大城市的汽车市场中，全面超过了以汽油内燃机为动力的各种内燃机车，并成为了上流社会和贵族群体中所广泛使用的城市道路交通用车。61%：和采用汽油内燃发动机作为动力的内燃机汽车相比，以电动机作为动力的电动汽车所具有的低噪声、无污染物和废气排放、易于操控等多种优点使得电动汽车成为了各个社会名流，以及高层的贵族群体中的“标准配置”，来自各个国家的高级人群和贵族客户，乃至一些君主制国家的一些皇室成员都拥护使用电动汽车，并大多对其称赞有加。但由于采用电动机作为动力的汽车本身具有一些无法避免的缺陷和硬伤，使得电动汽车最终无法抵挡内燃机汽车的发展，最终被消费汽车市场所淘汰。电动汽车的缺陷很多都是无法避免和改良的硬伤，比如每次充电之后的驾驶时间较短、大容量蓄电池的充电时间较长，且蓄电池的寿命会随着使用的次数和负载大小而逐渐缩短，以及其他的一些无法避免的问题，从而最终导致之后内燃机动车在市场规模中迎 3 / 25 头赶上，并在各个应用和消费领域中击败了电动汽车。最终，电力汽车逐渐在消费市场中不断萎靡，并最终纯电动机车退出了人们的日常生活中，只在一些用于短距离的交通工具应用，例如电动自行车、电动摩托车和四轮的老人低速代步车，和一些娱乐性的非城市道路性交通工具，如用于儿童早期教育和娱乐用的三轮或四轮的仿真电动车，和在各个景点中使用较为广泛的电瓶游览车等。此外，电动汽车和电动客车在城市公共交通领域依旧具有较为广泛的应用，比如在各个大城市中常用的有轨电车和无轨电车，是城市道路交通工具中的一个重要组成部分。但由于电车系统的前期铺设成本较高，同时对城市的道路质量和交通素质等方面有较高的要求，因此在中小型的城市中，往往并没有电车系统。近年来，随着电池材料技术和电动机技术、汽车电子技术的进一步发展和应用，同时具有汽油发动机和电动机，分别使用燃油和电池作为动力的一类油电混动汽车，凭借其着兼具电动汽车和内燃机汽车的各种优点，在汽车市场和各个公共交通车辆的领域中逐渐取得了一定市场地位，所占比例从小到多逐渐增长了起来。74%：同时，随着现代科学技术水平的进一步提高，电池技术和基于微电子技术和半导体技术的电源管理技术，和嵌入式技术的发展，采用电池作为动力的纯电动汽车也重新回到了汽车市场，并进入大众的视线和选择中，以特斯拉等高端电动汽车品牌也逐渐被消费者所接受，并成为了路面交通的一个不可忽略的组成成分，类似于汽车所配套的加油站等设施类似。68%：与电动汽车相配套的充电站和充电桩等也逐渐增多。随着社会的进一步发展，电动车也会发展的越来越优秀。69%： 电动车的发展，也带动了汽车电子技术的发展。同时，随着传感器技术、自动化控制技术、微电子技术和嵌入式系统技术的进步，最终诞生了自动驾驶技术。自自动控制技术诞生以来，科研人员就已经开始着手认证自动驾驶技术的可行性。采用自动驾驶技术原理的自动寻迹车等已经在各类仓储管理等场合中得到了广泛的应用，各类自动化驾驶辅助系统也成为了现代汽车系统的标准配置，但能够进入城市道路交通系统进行行驶的自动驾驶汽车直到二十一世纪才正式出现。2009年，第一台搭载了各种复杂的电子设备的由普通汽车改装而成的自动驾驶汽车的原型车终于曝光到了公众的视线中。61%：第二年，谷歌公司正式宣布自动驾驶汽车项目的上马。2011年和2012年，谷歌公司先后完成了自动驾驶汽车的各类场合的测试，并取得了相关的上路许可证，并申请了多项专利。62%：这证明自动驾驶技术已经逐渐进入了实用领域。2015年，中国百度公司和德国宝马汽车公司合作开始了自动驾驶汽车的研发工作。随着城市交通的进一步发展和社会科学的进一步提高，自动驾驶汽车必将取得越来越广泛的应用，并最终成为各类交通方式的重要组成部分。1.3本文的主要内容本文在前人研究的基础上，通过对采取各类机械结构和软硬件设计方案的儿童电动车进行分析，总结其优点和不足，设计出了一种带有红外避障功能的遥控儿童电动车，可以实现远距离的基于315M超再生遥控模块的人工遥控功能，和基于红外开关的障碍检测功能。各章节内容安排如下：第一章为绪论，本章主要说明了儿童电动车在人们生活和幼儿教育、娱乐生活中的各种意义，同时介绍了以蓄电池作为电源、以电动机提供运行动力的电动车的历史发展情况，和电力汽车和内燃机车之间的优缺点对比和历史发展过程，67%：并阐明了本课题的研究意义与主要内容。第二章介绍了本项目所设计的儿童电动车的各个功能组成部分的相关原理和实现方法，58%：包括直流电动机的工作原理、物理结构和使用方法、基于晶体管桥时电路的直流电机驱动技术，和基于漫反射红外对管的红外测距和避障技术原理和实现方法等。第三章介绍了本项目所设计的儿童电动车的各个组成部件的机械结构的相关设计方案，包括儿童车的车体和车架的机械结构和相关尺寸设计、70%：儿童车的直流电动机和车轮之间的传动机构结构，和用于儿童电动车的座椅和其他安全装置的尺寸结构等机械部分设计。66%： 第四章介绍了基于单片机的儿童电动车控制系统的硬件设计方案，包括基于AT89C51的单片机最小系统设计、基于H型桥式电路的电机驱动电路、基于漫反射红外开关的障碍检测电路、基于315M超再生遥控模块的遥控接收电路、70%：指示灯电路、电源接口电路和安全保护电路等。第五章介绍了基于单片机的儿童电动车控制系统的软件设计方案，包括系统运行流程，以及各个主要功能的C语言设计方案，和主要驱动程序设计，包括遥控控制程序和避障程序等。第六章为总结章，总结了全文的工作，点明了本文创新点，同时指出本文研究的不足以及尚未解决的问题，对后续研究提出建议。第二章 汽车车速控制系统相关原理2.1 红外对管原理及应用63%： 红外对管是指红外发射管和红外接收管或光敏接收管组合使用时的常用名称。根据功能和用途的不同，红外对管通常有两种结构，一种是红外发射管和接收管安装在一起，两者之间使用隔断结构阻隔。这种结构的红外对管往往应用在接近开关和红外测距等场合。另一种红外对管的发射部分和接收部分采用分体结构，96%：两者之间没有物理连接，在使用时，通常将发射部分和接收部分安装在门或其他结构的两侧，两部分相对安装，使发射管发出的红外线信号能够直接发送给接收管。这种结构的红外对管往往应用于遮挡检测的使用环境中。 4 / 25 2.1.1 红外发射管原理红外发射管是一种特殊的发光二极管，其工作原理和普通的发光二极管相同，但压降往往较大，通常为1.4V。工作电流一般小于20mA。红外发光管主要采用红外辐射滤较高的材料，78%：如砷化镓等制作PN结。在红外发射管外施加正向偏置电压，PN结导通后由电流激发发出一定波长的红外光。红外发射管最大的优点为输出波长稳定，通常完全没有无红暴现象或仅有围绕的红暴，因此使用寿命较长。与普通的LED相比，红外发射管往往具有比较强的方向性，若增加了透镜结构，则其指向性会更强。因此，各种采用红外发射管的电视遥控器等均具有较高的指向特性。红外发射管主要有三个发射波段，分别为850nm、875nm和940nm。波长不同的红外发射管的用途往往也不同。其中，850nm波长的红外发射管主要用于各类红外监控设备和红外测距设备，875nm波长主要用于各类微波治疗仪和其他种类的医用设备，而940nm波段则用于各种红外遥控器中。2.1.2 红外接收管原理69%：红外接收管往往有二极接收管和三级接收管之分。二极接收管的导通特性受红外辐射的影响而变化，三级接收管除红外感应的效果还还具有电流放大的效果，在一些远距离红外传感的项目中有较多的应用。66%：红外接收管的核心部分为一个特制的PN接，与普通二极管相比，在结构和材料上均有较大的变化。首先，红外接收管的材料选用对红外敏感的半导体材料进行加工制作。同时，为了尽可能的更大面积的接收红外光的入射面积，PN结的面积尽量做得比较大，而两端的金属电极的体积则尽量缩小，69%：同时PN结的结深往往埋得比较浅，一般小于1微米，以免影响感光效果。与普通二极管不同，红外接收管是在反向偏置电压下进行工作的。没有红外光照射时，红外接收管的反向电流很小，通常小于0.1uA，通常称为暗电流。在由一定强度的红外光照射时，带有能量的红外辐射进入PN结结构时，99%：可以将能量传递给共价键上的束缚电子，导致一部分电子脱离共价键，从而产生载流子，即电子-空穴对。它们在外部的反向偏置电压的作用下进行漂移运动，使反向电流明显变大。随着红外辐射强度的增强，产生的载流子数量也随之增加，使得反向电流也逐渐增大。82%：这种现象被称为“光电导”，所产生的反向电流被称为“光电流”。在红外接收管的外电路接上负载，就把电流信号转变为了可供电子系统处理的电压信号，67%：同时这个电压信号随着光照强度的变化而变化。光电三极管的原理与光电二极管类似，在光电材料制成的PN结构成的三极管结构中，将基极作为光电感应部分。在实现光电转换功能的同时，还提供信号放大的效果。与普通三极管相同，光电三极管也分为NPN型和PNP型，可根据项目的实际需要进行选择。2.1.3 红外对管的应用红外对管作为一种常见的光电转换元件，在各类场合中均有较多的应用，其中并联式红外探头常用于工业设计生产行业中的非接触式无损探伤中，以及短距离精确测距等用途。分体式红外对射管则往往用于码盘测速、液体和气体测流速，以及人员和物体的通过检测和遮挡检测等。在本项目中，使用红外对管来实现汽车车轮转速测量的功能。2.2 无级变速器原理及设计随着内燃机汽车的普及和发展，汽车性能的不断进步，对汽车车速控制的精度和效果也提出了越来越高的要求。汽车变速器直接影响到汽车的行驶性能。尽管自动变速器现在已经取得了较为广泛的应用，但目前所广泛应用的自动变速器基本都是有级变速器。无级变速器的应用，可以有效的降低汽车的功耗，并能够明显的改善驾驶体验。同时，对于自动驾驶系统来讲，无级变速器也具有重要的意义。2.2.1 金属带式无级变速器发展由于内燃机的工作原理，其能量转换效率和驱动力与转速的影响较大，为了提高内燃机的工作效率，提高内燃机的工作效果并降低使用油耗，因此人们设计出了各种变速系统。最早的变速系统为在今天仍然有极为广泛的应用的齿轮变速系统，67%：该变速系统结构简单，工作稳定，但受基本原理所限，无论是传统齿轮变速系统还是行星齿轮变速系统，都是有级变速系统。而对于汽车来讲，无级变速系统的效果要大大优于有级变速系统，有效的提高内燃机的能量转换效率，并能够明显的改善驾驶体验。63%：但无级变速系统对机械设计和自动化原理等各种技术均有较高的要求，64%：因此起步发展较晚，应用范围也较小。99%：二十世纪七十年代中期，荷兰Van Doorne's Transmissie 93%：B.V公司（简称VDT公司）开发出一种金属带式无级自动变速器，97%：称为VDT-CVT（Continuously Variable Trans mission）。97%：这种无级自动变速器克服了以前其它传动形式的缺点，实现了真正意义上的无级变速传动。95%：VDT-CVT自1987年商品化以来，到目前为止，世界上几乎所有的汽车生产厂家，77%：都接受了这项技术，开发出自己的CVT。77%：CVT的适用范围也从最初的0.6升，发展到目前的3.3升。87%：2000年，中国的程乃士教授开始研发无偏斜曲母线锥盘金属带式无级变速器，2003年研发无偏斜复合母线锥盘金属带式无级变速器，2005年研发无偏斜等强共轭曲母线无级变速器，并于2007年在吉利汽车公司实现装车；2006年研发平盘非对称直母线无偏斜金属带式无级变速器，2007年在众泰汽车公司实现装车。2.2.2 金属带式无级变速器原理及优缺点96%： 无级变速器与有级式的区别在于，它的变速比是一系列连续值，比如可以根据需要从0.35一直调整到2.34。单纯考虑机械结 5 / 25 构的话，无级变速器的机械结构甚至要比传统的齿轮组或行星齿轮变速器要简单，没有复杂的齿轮传动机构和机械联动结构。仅有若干棘轮驱动盘和传动带等结构。其工作原理为，无级变速机使用由橡胶、金属带或金属链等制成的传动带来进行动力传递功能，66%：当主动驱动棘轮的槽宽发生变化时，驱动轮和从动轮之间的传动带的接触半径就会发生变化，进而使传动比发生改变，进而实现变速效果。无级变速器可以真正的实现无极变速效果，其变速比可以进行任意的改变和设置，54%：是真正的无极化动力传输。与传统的齿轮变速器相比，无级变速器的重量轻、体积小、零件少，因此其可以用于各类小空间的使用场合，故障率也较低。但其缺点也很明显，首先无级变速器的驱动技术对汽车车载计算机和电子系统有较高的要求，随着现代电子技术的提高，逐渐也就满足了无极变速驱动的需要。同时，由于无级变速器使用传动带进行传动，因此其带负载能力较差，在载荷较大的情况下传送带容易损坏。因此在早期情况下只有在排量在1升左右的小功率汽车中有所应用。随着材料学和机械设计学的进步，自动变速箱的荷载能力也逐渐提高。66%：因此，无级变速器将会是自动变速器的主要发展方向。第三章 无级变速器机械结构设计机械结构设计，是各类产品设计中的重要环节。尤其是本项目所设计的无级变速器类产品，其机械结构是否科学合理，89%：直接决定其工作效果和使用寿命。3.1 无级变速器参数指标根据项目要求，本项目所设计的无级变速器的主要参数如下： 传动比：0.445-2.6；中心距：160-200m变速器尺寸：350mm-396mm；变速器重量：49-58kg额定功率： 75/6000Kw/rpm；最大扭矩： 135/4000Nm/rpm；中间减速比：1.4（一级）；1.9（二级）百公里加速时间：12.2s3.2 基本参数计算3.2.1 变速比计算78%：变速比的大小与主动轮、从动轮的工作半径有关。最大工作半径与中心距有关，最小工作半径与轴距有关。63%：变速比的计算公式如下所示：= （式3-1）本项目所设计的无极变速器传动比为0.445-2.6，因此可计算变速比为： =2.6/0.445=5.84（式3-2）因此无级变速器的最大工作半径与最小工作半径的计算结果如下：i_max=(R_b)=2.42（式3-3）i_min=1/(R_b )=0.41（式3-4）3.2.2 齿轮参数计算齿轮中心距计算公式如下所示： （式3-5）式中， ，。根据该式和无级变速器的其他参数，计算齿轮中心距为：A_23=9.0(1352.42*0.96)=171mm（式3-6）3.3 无级变速器结构设计图3-1 无级变速器机械结构图如图所示，本项目所设计的无级变速器的机械结构如上图所设。各功能组件分别为：100%：1倒档离合器 2前进离合器 3双排 行星轮 4行星架 5中间 减速机构 6主减速器 7半 轴壳 8从动移动锥盘 9从动固定锥盘 10 从动缸 11主动固定锥盘 12主动移动锥盘13主动缸74%：如图3-1所示，无级变速机构由金属传动带和主、被动工作轮组成。金属传动带由两百多个金属片和两组金属环组成，每个金属片的厚度为1.4mm，在两侧工作轮挤压力作用下传递动力。每组金属环由9或12片厚度为0.18mm的带环叠合而成，金属环的功用是提供预紧力，在动力传递过程中，支撑和引导金属片的运动，有时承担部分转矩的传递。摩擦片的作用是传递转矩，锥盘母线应与摩擦片侧边共轭，以保证变速时金属带不发生轴向偏斜，使金属带不承受附加侧向弯曲应力的作用。主、被动工作轮由可动和不动锥盘两部分组成。84%：在金属带式无级变速器的工作过程中，主、从动带轮的中心距是固定的，根据传动比的要求，主、从动轴上的移动锥盘作轴向移动，改变带轮的工作半径，从而改变传动比。由于带轮的工作半径可以连续变化，从而实现无级变速效果。第四章 作息时间管理系统硬件设计。4.1 元件选型 6 / 25 4.1.1 单片机选型由于本项目是一种以电机驱动电路为核心的单片机系统，因此其对单片机的稳定性和电路可靠性都有一些说道。但同时也要考虑成本和开发难度等因素。因此，选择合适的单片机就是十分重要的工作。科学技术的高速发展也为单片机带来了很大的市场，其中比较著名的国际厂商就有Atmel、TI、ST、MicroChip等等耳熟能详的品牌。为了满足项目的需求，就要针对这些单片机的特点进行横向比较。51系列单片机是一种使用范围非常广泛的单片机，但其缺点也是极其明显的，作为单片机中的“老爷机”，其外设资源极其有限，常用的AD、74%：EEPROM等功能均需要外接外设进行扩展，增加了软硬件负担。同时，IO口驱动能力很差，这也是51系列单片机最大的软肋，这一点直接限制了其在工业控制和军工等领域的应用。同时由于其老旧的硬件架构导致其运行速度过慢，代码效率极低。同时，51单片机的硬件保护能力非常差，稳定性和可靠性都不高，很容易烧毁芯片。但是低廉的成本和丰富的开发资料，使得51单片机仍然是国内占市场比例最高的低级单片机。64%： MSP430系列单片机是德州仪器自1996年推出的一系列主打低功耗市场的16位混合信号处理器。得益于RISC指令集的强大处理能力，保证了其可以设计出高效率的源代码。同时，其丰富的唤醒和中断机制和完善的时钟和电源管理系统使其具有同类产品所无法比拟的超低功耗，甚至可达0.1uA。不过其缺点也不能忽视，首先就是开发资料较少，不适合初学者入门，同时其过于精密的功耗控制体系也成为了一大开发难度。此外，由于它是一款16位单片机，因此其代码占用空间相对较高。因此，MSP430往往在对功耗有极为苛刻的要求的使用场景下得到很广泛的应用，例如可穿戴设备等。PIC系列单片机是美国微芯半导体主打的微控制器产品。由于内置CMOS互补推挽输出的IO口具有很强的外设驱动能力，是很多工业控制类项目的首选。89%：同时，极强的抗干扰性也是PIC系列单片机的一大优点，得益于其简洁高效的硬件结构，PIC单片机的可靠性和稳定性均非常出色。但同样由于其硬件结构过于简化，导致其没有乘法指令等很多常用指令，64%：这为开发工作带来了一定的难度。图4-1 AT89C51单片机外观图综合需求考虑，本项目选ATC89C51单片机作为项目主控。4.1.2 红外测速传感器选型测速是本项目的一个重要组成部分。由于本项目核心功能为车辆速度控制，因此系统需要实时对车辆的运行速度进行实时采样，以便于系统进行控制。车辆速度的测量有许多方案，如通过检测车轮的转速来计算车辆的运行速度，或使用GPS等定位方案来获取车辆的速度。由于本项目所获取的车辆速度要直接应用于自动驾驶系统进行处理，因此对车速的精度和灵敏度的采样要求非常高。因此，本项目使用通过测量车轮转速的方式来计算车速。根据项目的实际需要，选用红外对管和测速码盘相结合的方式来获取转速，并进行处理。本项目选用的红外测速传感器外观如下所示：图4-2 ITR9609红外槽型对管外观图本项目所选用的ITR9609红外槽型对管为一体型红外对管，采用对射结构，槽宽6mm。在传感器正常工作时，若槽中没有遮挡物，接收管能够直接接收到发射管发出的红外信号，此时接收管导通；若槽中有遮挡物，接收管接收不到红外信号，此时接收管截止。通过简单的外部电路，就可以将接收管的导通和截止信号转变为可供单片机进行处理的点评信号。在槽内放置一个挖空区域分布均匀的码盘，在码盘旋转时，66%：传感器就可以产生高低电平信号，信号的频率和转速成正比。这样通过编写合适的程序，就可以实现转速检测功能。4.1.3 存储器选型59%： 本项目需要应用于汽车电子系统中，工作环境较为恶劣，因此需要考虑意外断电、电磁干扰等特殊情况。因此，本项目需要最基本的断电数据保存功能，即避免由于意外断电和干扰造成系统设置丢失导致系统工作不正常。综合系统需要，本项目选用一款常用的EEPROM芯片AT24C02作为系统的断电存储器。AT24C02的外观图如下所示：图4-3AT24C02存储器外观图如图所示。AT24C02是Atmel半导体公司推出的一款低成本EEPROM电可擦存储器。该EEPROM采用5V供电，使用I2C总线进行通信，可以通过硬件电路来设置存储器地址，在同一个总线上最多可以部署8片AT24C02。片内共有2K存储空间。该存储器电路设计简单，驱动容易，成本低廉。4.2 硬件架构设计图4-4 车速控制系统硬件架构图如图所示，本项目所设计的车速控制系统硬件结构如上图所示。系统使用AT89C51单片机作为系统主控，驱动红外测速传感器来检测当前的车轮转速，82%：并将转速显示在数码管上。系统可以使用外部按键来设置所需要的速度，若当前速度大于所设定的速度，62%：则关闭继电器，使系统减速。若当前速度小于所设定的速度，则开启继电器，使系统加速。 7 / 25 4.3 硬件电路设计4.3.1 单片机最小系统电路设计60%： 单片机最小系统由电源、复位电路、时钟电路和下载接口四个部分组成。本项目所选用的AT89C51的供电电压为5V，因此直接将来自电源的5V电压接入到单片机的电源引脚即可（原理图中电源引脚和地引脚省略）。复位电路是保持单片机正常工作的一个重要部分。本项目所使用的AT89C51单片机为高电平复位，低电平正常工作，因此在单片机正常工作时，复位引脚需要接一个10k欧姆的下拉电阻接地，以保证单片机正常工作，避免干扰影响。同时，为保证系统在开机时能够正常工作，因此增加了一个接到电源的电容提供上电复位功能。其原理是，在电源刚刚导通时，电容充电，62%：为复位引脚提供一个可以保持一小段时间的高电平，使系统复位。然后，电容缓慢放电，复位引脚恢复到低电平，系统开始正常工作。同时，为提供手动复位功能，在复位引脚上添加了一个微动按键，按下按键时，将高电平接入到复位引脚时系统复位，松开按键后复位引脚由下拉电阻拉低回低电平，系统恢复正常工作。68%： 时钟电路也是单片机最小系统的重要组成部分。为提高系统的运行速度并保证精度，本项目使用了12M晶振作为系统的外部晶体振荡器。综上所述，单片机最小系统的原理图如下所示：图4-5 单片机最小系统原理图4.3.2 红外测速电路设计本系统使用红外对管来检测车轮的转速。红外对管的工作原理如第二章所述。红外对管由发射管和接收管组成。将发射管通过限流电接入到电源中，64%：使其产生稳定的红外光信号。将接收管通过简单的检测电路连接到单片机的IO端口，即可通过检测电平变化来获取所需的信息。通过编写对应的计算程序，就可以实现速度测量功能。图4-6 红外测速电路原理图如图所示，本项目选用ITR9606红外槽型对管来实现红外测速功能。57%：发射管使用50欧姆的限流电阻来实现供电。接收管的射极接地，集电极使用一个10k欧姆的电阻上拉到电源。将集电极接到单片机的P1.2引脚，即可实现高低电平检测功能。4.3.3 EEPROM存储电路设计本项目所使用的AT89C51单片机有FLASH程序存储器和RAM运行内存所组成，由于单片机在工作时无法对自身的FLASH程序存储器进行编辑操作，69%：同时RAM运行内存中的数据又会在断电时丢失，因此就需要外接非易失性数据存储器来实现数据和设置的断电保存功能。EEPROM由于成本低、体积小，是单片机系统中常用的非易失性存储器件。因此，EEPROM电路是本项目的重要重要组成部分，EEPROM是一种常用的存储器件，由于本项目需要带有断电保存功能，因此需要EEPROM存储功能。本项目选用的EEPROM是一款极为常用的存储器AT24C02，采用I2C串行接口通信。68%：本系统的EEPROM存储电路原理图如下图所示：图4-7 遥控接收电路原理图如图所示。本项目选用的EEPROM可以直接使用5V供电，66%：因此将电源引脚直接接入单片机系统的5V供电中。同时AT24C02可以在同一条I2C总线上支持多个器件，同时使用硬件引脚进行设置。由于本项目仅需要一片AT24C02，因此可以直接将所有的地址引脚接地，将地址设置为0。同时，将I2C总线引脚与单片机的对应引脚连接好，为了便于I2C总线工作，在I2C的时钟线和数据线上各添加一个阻值为4.7k欧姆上拉电阻，使I2C总线可以正常工作。4.3.4 数码管显示电路设计100%： 数码管是一 种电子电路中常用的输出设备。63%：数码管的结构为将若干的发光二极管封装在同一个原件上，发光二极管呈一定字符形状进行排列（最常用的为8字形）。通过控制其各个发光二极管的电量和熄灭的状态，就可以实现不同的字符的显示效果。97%：本项目的数码管显示电路图如下所示：图4-8 数码管显示电路原理图如图所示。本项目共需要四个数码管来实现显示功能。为了节约引脚资源，使用动态扫描的方式来实现数码管驱动的效果。如图所示，将四个数码管的数据端分别接在一起，61%：四个二极管的共阴极分别接到单片机的四个引脚上。通过编写对应的程序，就可以实现数码管显示功能。4.3.5 速度控制电路设计本项目使用继电器来实现速度控制的功能。65%：继电器具有常开、常闭和公共端三个引脚。在继电器线圈未通电时，常闭端和公共端相互连接，常开端和公共端断开。设计好合适的外部电路连接后，即可通过控制继电器的状态来实现所需功能。由于继电器的线圈是一个很大的感性负载，其开启需要较大的电流，单片机很难提供，同时在继电器开启和关断时也会产生很大的电流脉冲，容易损坏电路系统。因此，在电路设计过程中往往使用隔离控制系统来实现继电器驱动功能。84%：本项目的速度控制电路如下图所示： 8 / 25 图4-9 速度控制电路原理图62%： 如图所示。本项目使用光耦隔离驱动二极管来实现继电器的驱动。该电路具有稳定性高、耐电流冲击、隔离性好等优点。4.3.6 电源电路设计电源是单片机系统的重要组成部分。在各类电子系统中，稳定、可靠的电源始终是系统正常工作的重要保证。因此，电源电路的设计也是硬件设计的重中之重，在各类产品研发环节中，电源的设计往往也由专门的电源工程师和相关的研发团队进行负责。这样谨慎的原因是因为，一旦产品的电源部分出现了问题，84%：那么可能就会导致灾难性的后果。一个非常广为人知的例子，就是韩国三星电子公司所推出的旗舰手机-NOTE7。由于在系统设计的过程中，过分的对电源部分进行了压榨，最终由于不可控的因数造成了灾难性的后果。因此，电源的稳定性直接影响着系统的稳定性，乃至安全性。本系统采用5V供电，为了偷懒，可以直接在原理图中添加5V外部电源接口。为了便于显示当前电源状态，因此添加一个LED指示灯电路作为电源指示灯。同时，为了提高系统的稳定性，避免由于短路或电源反接等问题造成系统损毁，因此在电源电路中添加了由开关二极管和自恢复保险丝构成的防过流反接保护电路。如下图所示，在电源正常时，二极管截止，不会对电源产生影响。当电源反接时，二极管导通，使位于二极管前端的自恢复保险丝过流烧毁，84%：避免影响后续其他电路。85%：电源电路总体原理图如下图所示：图4-10 电源电路原理图4.3.7 按键控制电路设计开关和按键是在电子技术刚刚诞生时，就已经出现并且在时至今日仍然被广泛使用的一种基本输入设备。65%：尽管随着科学技术的发展，在手机和类似的消费类电子产品中，由触摸屏和其他体感输入技术和设备的发展而诞生的虚拟按键等技术逐渐取代了传统的按键和键盘，60%：但电源键仍然是必不可少的。同时，在其他的很多适用场合，如工业控制领域和电脑的输入中，按键和键盘作为一种稳定可靠且受环境因数影响较小的输入设备仍然是不可替代的。在本项目中，由于需要对系统的时间、工作状态和打铃时间进行设置工作，96%：因此输入设备也是必不可少的。对于单片机系统来说，在各种各样的输入方案中，使用自弹按键无疑是最为合适的一种。55%：按键布局往往有独立按键和矩阵键盘两种，其中，独立按键适用于按键数量较少或实时性和准确性要求较高的场合，而矩阵键盘适用于按键数量较多但单片机或其他主控芯片的引脚资源不够丰富的使用场合。在本系统中，只需要四个输入按键即可实现所需的功能，无需额外的键盘和其他输入设备和功能，因此本项目使用多路独立的自弹按键作为本系统的输入设备。86%：按键电路的原理图如下所示：图3-8 按键控制电路原理图如图所示，本项目共需要四路控制按键，将按键接到单片机的对应引脚上，并将按键的另一个引脚接地，即可实现按键控制功能。66%：为了提高系统的稳定性，避免误操作，在按键控制引脚各自加一个容值为10nf的滤波电容接地，以免由于按键抖动造成系统误动作，以免影响系统正常功能。第五章 车速自动控制系统软件设计74%： 运行在单片机中的软件是整个系统的灵魂，其决定了单片机以何种方式来驱使各个外设正常工作，进而实现所需的功能。在本章节中介绍基于单片机的自动驾驶汽车车速自动控制系统的各个程序流程设计。5.1 软件流程设计5.1.1 系统流程设计图4-1 车速自动控制系统流程图65%： 如图所示。车速控制系统开启之后，首先进行IO口初始化和定时器初始化等系统初始化动作。然后进行EEPROM初始化和数码管初始化动作。然后进入系统总流程。首先判断按键状态，若设置按键被按下，则进入设置模式。设置完成后，将设置保存到EEPROM中以便断电保存。若没有按键按下，则开始转速调节程序，若转速不合适，则驱动继电器调整转速。转速调整到合适之后，继续进行循环动作。5.2 驱动程序设计5.2.1 数码管驱动程序本系统共使用了四路数码管用于显示。为了节约IO口资源，使用动态扫描的方式来实现数码管显示效果。78%：所设计的数码管驱动程序如下所示：/闪烁动态显示有效void en_dsp(void)disp_j=0;disp_i0=0x0;/显示闪动标志 0显示 9 / 25 disp_i1=0x0;disp_i2=0x0;disp_i3=0x0;/闪烁动态显示void dsp_flash(void)disp_j+;if(disp_j240)disp_j=0;disp_idisp_c=!(disp_idisp_c&0x01);84%：P2=ascleddisp0;led0=disp_i0;delay(50);led0=1;/led0=0显示，=1不显示99%：P2=ascleddisp1;led1=disp_i1;delay(50);led1=1;87%：P2=ascleddisp2;led2=disp_i2;delay(50);led2=1;73%：P2=ascleddisp3;led3=disp_i3;delay(50);led3=1;5.2.2 转速计算程序本项目使用红外对管结合码盘来实现转速测量功能。所编写的转速测量程序如下所示：void int_ex0()interrupt 0using0/*外部中断0*/delay1(20);if(key_set=0)/0 非设置状态if(in=0)if(ltj=1)js+;EA=0;TR0=0;TL0=0xaf; /50msTH0=0x3c; /*计数初值重装*/if(begin1=0) /开始记数begin1=1;js=0;TR1=0;TL1=0xaf; /50msTH1=0x3c; /*计数初值重装*/TR1=1; /*启动T1*/*启动T0*/TR0=1;time0=0;EA=1;elseif(begin1=0)begin1=1;EA=0;TR0=0;zs=0;/*启动T0*/TL0=0xaf; /50msTH0=0x3c; /*计数初值重装*/ 10 / 25 TR0=1;time0=0;EA=1;elseEA=0;TR0=0;begin1=0;if(time0=0)zs=0;else/计算转速t0=(time0*50000+(TH0*256+TL0)-0x3caf);if(t00)zs=60000000/t0;if(zscount)if(en_bj=1)out=1;bjing=1;/报警disp3=(zs%10000)/1000;/显示转速disp2=(zs%1000)/100;disp1=(zs%100)/10;disp0=zs%10;TL0=0xaf; /50msTH0=0x3c; /*计数初值重装*/TR0=1;time0=0;EA=1;/0第五章 总结76%： 毕业设计是整个大学生涯的最后一段路程，也是离开校园走向社会前的一次不可或缺的重要的锻炼机会。在完成毕设的过程中，从相关资料与参考文献的查找、研究，再到方案的确定、元器件的选型，再到系统的设计、程序的开发和调试，每一个过程都遇到了很多挫折和困难。在战胜这些挫折的同时，我的专业技术水平和动手能力均得到了很大的进步，69%：也切实的体会到了电子产品研发的乐趣。63%：经过我的不懈努力，终于完成了毕业设计的所有工作。首先，我通过互联网资源查阅了与本项目的研究方向相同的各类相关资料，包括汽车的发展历史和优缺点。之后，查找了市面上的各种自动驾驶技术的相关资料，66%：总结了不同设计方案的特点和优缺点，然后所设计本项目的方案为自动驾驶系统中的速度控制部分，包括速度检测传感器、速度控制电路和变速箱。首先，设计了采用金属带传动方案的无级变速器，和基于单片机的红外测速车速控制系统。该系统具有结构简单、运行效果好、成本低廉等优点，具有一定的实用意义。这几个月的时间对我是一次难得的锻炼，在完成毕设的过程中，每一次对电路和代码的修改和调试都将成为我的宝贵经验，并为我在之后的学习、生活和工作中作为奠基，使我走的更远。 11 / 25 致谢93%：本人的学位论文是在我的指导老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向温老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。91%： 在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的每个可爱的同学们和尊敬的老师们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。94%：在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!谢谢你们!参考文献1 于苹. 基于人机工程学的儿童电动车设计D. 华北电力大学,2014.2 郭阳. 儿童电动车的模块化设计与研究D. 齐鲁工业大学, 2014.3 程婷. 基于模块化的高端儿童汽车造型设计研究D.吉林大学,2016.4 广濑久士, 丹下昭二. 电动车及混合动力车的现状与展望J.汽车工程,2003,25(2):204-209.5 易将能, 韩力.电动车驱动电机及其控制技术综述J. 微特电机, 2001, 29(4):36-38.6 江道灼, 张振华. 单相H桥级联静止同步补偿器反馈线性化解耦控制J. 电网技术, 2011, 35(11):74-79.7 纪玉亮, 王旭东, 龙江,等. 一种低压大电流H桥直流电机驱动器的设计J. 哈尔滨理工大学学报,2015,20(2):48-52.8 于春香. H桥直流电机驱动控制电路设计J. 集成电路通讯,2012(3):22-25.9 杨黎, 余胜.红外避障系统的设计J. 湖南人文科技学院学报, 2013(4):102-106.10 孟凡新, 刘晓明, 侯宪伦. 无线遥控红外避障小车的制作J. 科技信息, 2011(36):520-521.11 强彦, 叶文鹏, 屈明月,等. 基于红外避障的智能小车的设计J. 微电子学与计算机, 2013, 30(2):140-143.12 王欢, 王志功, 王蓉,等. 用于315/433MHz超再生接收机的射频前端关键技术J. 新能源进展, 2012, 17(3):15-19.13 关义波, 邹传云, 莫延飞. 一种基于超再生原理的直扩通信系统新型接收机的设计J.微波学报,2006,22(b06):212-216.14 田祖德, 侯建保, 何朝辉. 超再生数据通讯产品电路结构与调试J. 电子世界, 2008(12):18-20.附录1 系统原理图附录2 单片机C语言源代码#include#include#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned longsbit key0=P30;/按键0sbit key1=P31;/按键1sbit key2=P33;/按键2sbit key3=P34;/按键3sbit led0=P10;/数码管0sbit led1=P11;/数码管1sbit led2=P12;/数码管2sbit led3=P13;/数码管3sbit scl=P16;/24c02scl端sbit sda=P15;/24c02scd端 12 / 25 sbit out=P17;/输出端sbit in=P32;/输入code uchar ascled12=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, /0,1,2,3,40x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, /5,6,7,8,90x71,0x00;/F,62%：/*函数列表*/84%：uchar x24c02_read(uchar addr); /从24c02的地址addr中读取一个字节数据void x24c02_write(ucharaddr,uchar info);73%：/向24c02的addr地址中写入一字节数据infovoid x24c02_init(); /24c02初始化子程序void delay(uchar x);/延时子程序msvoid flash();/24c02延时子程序nopvoid start();/24c02ic开始void stop();/24c02ic停止void ack();/24c02ic应答void nack();/24c02ic不应答void writex(uchar j);/24c02ic写1byte数据void dsp();/显示子程序void delay(uchar i);/us延时void delay1(uchar i);/us延时ucharreadx();/24c02ic读1byte数据50%：/*全局变量定义*/uchar ktemp;uchar disp4;uint count;/预设报警值uint zs;/转速值uint time0;/uint time1;/记时器bit begin1;/T1开始启动标志uchar ltj=1;/高低速uint js;/脉冲计数器ulong t0;ulong t1;bit key_set;/设置标志uchar disp_i4;/显示闪动标志uint disp_c;/闪动显示计数器/借用time0uint disp_j;/闪动显示定时/借用time1bit ss=0;/闪动标志uint bj;/报警输出信号定时bit en_bj=0;/允许报警标志bit bjing=0;/报警中/m:菜单级数 mi:参数标号 bh:检测保护时间1-10uchar bh=0;uchar m=0,mi=0;/借用zs,jsuchar bhtm=0;/保护检测/bit cmi=0;/参数设置改变标志/借用bjing/*/void int_ex0() interrupt 0 using 0/*外部中断0*/ 13 / 25 delay1(20);if(key_set=0)/0 非设置状态if(in=0)if(ltj=1)js+;EA=0;TR0=0;TL0=0xaf; /50msTH0=0x3c; /*计数初值重装*/if(begin1=0) /开始记数begin1=1;js=0;TR1=0;TL1=0xaf; /50msTH1=0x3c; /*计数初值重装*/TR1=1; /*启动T1*/*启动T0*/TR0=1;time0=0;EA=1;elseif(begin1=0)begin1=1;EA=0;TR0=0;zs=0;/*启动T0*/TL0=0xaf; /50msTH0=0x3c; /*计数初值重装*/TR0=1;time0=0;EA=1;elseEA=0;TR0=0;begin1=0;if(time0=0)zs=0;else/计算转速t0=(time0*50000+(TH0*256+TL0)-0x3caf);if(t00)zs=60000000/t0; 14 / 25 if(zs1200)/超时time0=0;disp3=0;disp2=0;disp1=0;disp0=0;zs=0;if(en_bj=1)out=1;bjing=1;/报警/067%：void timer1(void)interrupt 3 using 0/1s记时定时中断/*T1中断服务程序入口*/if(key_set=0)/0 非设置状态time1+; 15 / 25 if(time1=20)/1s EA=0;TR1=0;/计算转速/t0=time0*50000+(TH0*256+TL0)-0x3caf;t1=1000000-t0;t0=60*js*t0;zs=60*js+t0/t1;if(zs6000)zs=0;if(zs=bh)out=1;bjing=1;/报警bhtm+;elsebhtm=0;if(zs=0) /disp3=0;disp2=0;disp1=0;disp0=0;elsedisp3=zs/1000;/显示转速disp2=(zs%1000)/100;disp1=(zs%100)/10;disp0=zs%10;begin1=0;js=0;time0=0;time1=0;en_bj=0;/非保护状态/TL1=0xaf; /50msTH1=0x3c; /*计数初值重装*/TR1=1; /*启动T1*/ 16 / 25 EA=1;/0void delay(uchar i) uchar j;for(j=0;j=i;j+);void delay1(uchar i) uchar j;for(j=0;j=i;j+);void flash()_nop_();_nop_();_nop_();/_nop_();/_nop_();void x24c02_init()scl=1;flash();sda=1;flash();void start()sda=1;flash();scl=1;flash();sda=0;flash();scl=0;flash();void stop()sda=0;flash();scl=1;flash();sda=1;flash();void ack()sda=0;flash();scl=1;flash();scl=0;flash();void nack()sda=1;flash();scl=1;flash();scl=0;flash();void writex(uchar j) 17 / 25 uchar i,temp;temp=j;for (i=0;i8;i+)temp=temp1;scl=0;flash();sda=CY;flash();scl=1;flash();scl=0;flash();sda=1;flash();uchar readx()uchar i,j,k=0;scl=0;flash();sda=1;for (i=0;i8;i+)flash();scl=1;flash();if (sda=1) j=1;else j=0;k=(k99)bh=0;if(count6000)count=6000;if(ltj1)ltj=1;void savedate(void)uchar da5,da4,da3,da2,da1,da0;da5=bh/10;da4=bh%10;da3=count/1000;da2=(count%1000)/100;da1=(count%100)/10;da0=count%10;dsp();x24c02_init();x24c02_write(0x00,da0);x24