仓储搬运智能小车.doc

2011届届 分类号 TP242 单位代码 1045210452 临沂大学 学士学位毕业 设计 论文 仓仓储储搬搬运运 智智能能 小小车车 姓 名 李李 道道 源源 学 号 200707820201 年 级 2007 级级 专 业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 系 院 信信 息息 学学 院院 指导教师 韩韩 晓晓 翠翠 2011 年 4 月 24 日 SMART CAR STORAGE AND HANDLING by Li Daoyuan April 2011 诚诚 信信 声声 明明 本人呈交给临沂师范学院的这篇毕业论文 除了所注参考文献和世所公 认的文献外 全部是本人在指导老师指导下的设计成果 学生签名 日 期 经检查该毕业设计 论文 为独立完成 不存在抄袭现象 指导老师签名 日 期 仓储搬运智能小车 摘摘 要要 本设计是结合企业车间实际需要而确定的设计类课题 设计的智能小车能够自动启 停止 往返运动 避障功能 记录行驶速度 快慢行驶 根据设计要求 确如下方案 在现有的玩具小车的基础上 采用 AT89S51 单片机作为控制核心 充分利用其内部丰富 的资源 大大简化电路 使用 L298N 芯片控制电机转动 实现小车快慢行驶 利用光电 开关控制小车自动避障 在避障时 利用电机转速差实现小车方向的变动 利用光电对 管实现小车自动循迹 保证小车行驶在规定的线路上 在测量速度上采用霍尔元件 可 以简化较好的实现功能 利用霍尔元件输出方波个数算出小车行驶的路程 利用 LED 显 示速度和路程 关键词关键词 AT89S51 循迹 避障 集成电路 仓储搬运智能小车 Abstract The design is a based on enterprise workshops actual needs The intelligent design can be automatically activated to stop the car to and from movement obstacle avoidance function record speed the speed of traffic According to the design purpose of the request do the following programs the existing toy car based on the use AT89S51 microcontroller as the control for take advantage of its internal resources greatly simplifies the circuit using the L298N chips to Control the motor rotation for achieve the speed of driving the car Photoelectric switch control car automatic obstacle avoidance when the car obstacle avoidance using the motor speed differential to achieve changes in the direction of the car Photoelectric automatic tracking of the tube to achieve the car to ensure the car driving on the lines provided measuring the speed of the Hall element can be simplified to achieve better function Hall element output square wave by the number of cars traveling distance calculated LED display speed and distance Key words AT89S51 tracking obstacle avoidance IC 仓储搬运智能小车 目目 录录 前 言 1 第 1 章 方案设计及论证 2 1 1 控制器模块 2 1 2 电机模块的选择与论证 2 1 3 避障模块的选择与论证 2 1 4 转速检测与行车距离测量模块的选择与论证 3 1 5 显示电路 3 1 6 循迹模块 4 1 7 电源模块 4 1 8 稳压模块 4 系统结构框图 5 第 2 章 硬件设计 6 2 1 控制器电路的设计与原理 6 2 2 直流电动机驱动 7 2 3 车速和里程 9 2 4 避障模块 9 2 5 显示模块 10 2 6 循迹模块 10 总体设计 11 第 3 章 软件设计 12 3 1 主程序流程图 12 3 2 系统电机控制及避障程序 13 3 3 测速程序 14 3 4 液晶初始化及各显示子程序 15 3 5 循迹程序 18 第 4 章数据检测与测试 19 结 论 20 附录 21 参考文献 22 谢辞 23 仓储智能搬运小车 1 前前 言言 随着我国汽车工业和企业车间智能化的迅速发展 关于智能小车的研究也就越来越 受人关注 全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有这方面的题目 全国各高校也都 很重视该题目的研究 智能小车是一个集环境感知 规划决策 自动行驶等功能于一体 的综合系统 它集中地运用了计算机 传感 信息 通信 导航 人工智能及自动控制 等技术 是典型的高新技术综合体 可见其研究意义很大 本设计是结合企业车间实际 需要而确定的设计类课题 设计的智能小车能够自动启停止 往返运动 避障功能 记 录行驶速度 快慢行驶 根据设计目的要求 确如下方案 在现有的玩具小车的基础上 加装各种控制电路实现对小车运行状况实时测量 并把测量的数据传送到单片机进行处 理 然后单片机对测量数据进行处理后对小车实现智能控制 这种方案可以实现对小车运行状况的智能控制 控制灵活 可靠 精确度高 可以 满足课题的设计目的的各项要求 本设计采用 AT89S51 单片机 以 AT89S51 为控制核心 利用红外线检测道路上的障碍 控制小车自动避障 自动停车 利用 LED 显示速度 利 用光电对管实现小车自动寻迹 仓储智能搬运小车 2 第第 1 章章 方案设计及论证方案设计及论证 根据设计目的 确定如下方案 在现有玩具小车的基础上 加装光电检测器 实现 对电动车的速度 位置 运行状况的实时测量 并将测量数据传送至单片机进行处理 然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制 这种方案能实现对电动 车的运动状态进行实时控制 控制灵活 可靠 精度高 可满足对系统的各项要求 1 1 控制器模块控制器模块 方案 1 采用可编程逻辑器 CPLD 作为控制器 CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能 规模大 密度高 体积小 稳定性高 I O 资源丰富 易于进行功能扩展 采用并行的输 入输出方式 提高了系统的处理速度 适合作为大规模控制系统的控制核心 方案二 采用 Atmel 公司的 AT89S51 单片机作为主控制器 AT89S51 单片机是一个 低功耗 高性能的 8 位单片机 体积小 高性能 低价格 有较为强大的控制功能及可 位寻址操作功能等优点 本系统不需要复杂的逻辑功能 对数据的处理速度的要求也不是非常高 且从小车 自身结构和经济的角度等因素综合考虑 选择方案二 1 2 电机模块的选择与论证电机模块的选择与论证 由于本设计为智能小车 电机的选择就显得尤为重要 结合实际情况 本设计采 用直流电动机驱动 外加一些辅助电路 完成单片机对直流电动机的控制 对于驱动电路的选择有以下几个方案 方案一 应用继电器实现直流电动机的正 反转驱动 通过开关的切换对小车的速 度进行调整 此方案的优点是电路较为简单 但是继电器工作比较缓慢 无法实现直流电 动机正反转的快速切换 微型继电器的使用寿命较短 方案二 应用晶体管实现直流电动机的正 反转驱动 线性型驱动的电路结构和原 理简单 成本低 加速能力强 使用寿命比较长 但结构相对复杂 方案三 使用 L298N 芯片驱动电机 L298N 是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯 片 并且可以直接通过电源来调节输出电压 可以直接用单片机的 I O 口提供信号 而且 带有使能端 方便 PWM 调速 电路简单 性能稳定 使用比较方便 从电路简单 性能稳定等因素考虑 选择方案三作为电动机的驱动电路 仓储智能搬运小车 3 1 3 避障模块的选择与论证避障模块的选择与论证 方案一 采用红外线避障 利用单片机来产生信号对红外线发射管进行调制发射 发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来 红外线接收管采用数字接受器件对反射 回来信号进行解调 输出 TTL 电平 外界对红外信号的干扰比较小 但设备相对复杂 方案二 用超声波传感器进行避障 超声波传感器的原理是 超声波由压电陶瓷超 声波传感器发出后 遇到障碍物便反射回来 再被超声波传感器接收 这样虽然能准确 完成测量 但易受到干扰 方案三 用漫反射式光电开关进行避障 光电开关的工作原理是根据光线发射头发 出的光束 被物体反射 其接收电路据此做出判断反应 物体对红外光由同步回路选通 而检测物体的有无 当有光线反射回来时 输出低电平 当没有光线反射回来时 输出 高电平 有利于单片机对信号的处理 考虑到本系统需要 为了便于操作 选择方案三 1 4 转速检测与行车距离测量模块的选择与论证转速检测与行车距离测量模块的选择与论证 方案一 应用反射式光电传感器进行转速检测 反射式光电传感器主要是利用黑色 物体和白色物体对光有不同反射系数的原理 在应用反射式光电传感器进行速度检测时 可在直流电动机的输出轴上 安装光电码盘 同时在圆盘的一侧安装反射式光电传感器 当该光码盘随着直流电动机旋转时 黑白相间的条纹就会依次通过光电传感器的照射区 从而测量出电动机的转速 根据预先实测的数据换算关系即可计算出电动机车的行车距 离 方案二 采用开关式霍尔元件 霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的 霍 尔开关元件内含稳压电路 霍尔电势发生器 放大器 施密特触发器和输出电路 输出 电平与 TTL 电平兼容 在电机转轴上装一个圆盘 圆盘上装若干对小磁钢 小磁钢越多 分辨率越高 霍尔开关固定在小磁钢附近 当电机转动时 每当一个小磁钢转过霍尔开 关 霍尔开关便输出一个脉冲 计算出单位时间的脉冲数 即可确定旋转体的转速 由于本实验使用的是玩具小车 车轮较小 而且实验路程较小 在从减轻车身重量 电路简单等因素考虑选择方案二 1 5 显示电路显示电路 方案一 采用数码管显示 数码管完全可用来显示已行驶过的路程 且数码管亮度 大 夜间观测也比较方便 所以数码管在一般场合是首选 但是数码管只能显示数字 发挥的空间比较窄 所以不采用此方案 方案 2 采用液晶显示 用 128 64 的液晶屏作为显示器件 可以显示小车行驶的方 向 小车行驶过的路程 小车行驶过的时间等等 最重要的是液晶能够显示汉字 提供 仓储智能搬运小车 4 的信息非常直观 故采用此方案 1 6 循迹模块循迹模块 方案一 用光敏电阻组成光敏探测器 光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变 化而变化 当光敏电阻在白线和黑线上方时 阻值会发生明显的变化 将阻值的变化值 经过比较器就可以输出高低电平 但是这种方案受光照影响很大 不能够稳定的工作 方案二 用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器 红外接收管能接收 到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平 若接收不到发射管发出的光线则检测出 黑线继而输出高电平 但是工作不够稳定 且容易受外界光线的影响 方案三 使用光电对管 光电对管由发光二极管以及光敏三极管组成 三极管依靠 二级管发射的光经地面反射以后的光形成相应大小的电流 由此电流即可判断出地面黑 白情况 当发光二极管发出的光反射回来时 三极管导通输出低电平 此光电对管调理 电路简单 工作性能稳定 综合考虑我们选择了方案三 1 7 电源模块电源模块 因为玩具小车车体结构的限制 有以下几个方案给小车供电 方案一 采用 10 节 1 5V 干电池供电 电压达到 15V 经 7812 稳压后给支流电机供 电 然后将 12V 电压再次降压 稳压后给单片机系统和其他芯片供电 但干电池电量有 限 使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便 方案二 采用 12V 蓄电池为直流电机供电 将 12V 电压降压 稳压后给单片机系统 和其他芯片供电 蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能 虽然蓄电池的体积过于庞大 在小型电动车上使用极为不方便 但由于我们的车体 设计时留出了足够的空间 并且蓄电池的价格比较低 因此我们选择了此方案 综上考 虑 我们选择了方案二 1 8 稳压模块稳压模块 方案一 采用两片 7812 将电压稳压至 12V 后给直流电机供电 然后采用一片 7809 将电压稳定至 9V 最后经 7805 将电压稳至 5V 给单片机系统和其他芯片供电 但 7809 和 7805 压降过大 使 7809 和 7805 消耗的功率过大 导致 7809 和 7805 发热量过大 易 损害芯片 方案二 采用两片 7812 将电压稳压至 12V 后给直流电机供电 然后采用 2576 将电 压稳至 5V 2576 的输出电流最大可至 3A 完全满足系统要求 综上考虑 我们选择了方案二 仓储智能搬运小车 5 系统结构框图系统结构框图 如下图所示 是本次设计智能小车的电路框图 以 AT89S51 单片机作为电路的中央 处理器 来处理传感器采集来的数据 处理完毕之后以便去控制电机驱动电路来驱动电 机 电源部分是为整个电路模块提供电源 以便能正常工作 液晶显示器显示速度和路 程 CPU AT89S51 液晶显示器 避障传感器 电机驱动 测速传感器 稳压模块电源 循迹模块 图 1 1 系统结构框图 仓储智能搬运小车 6 第第 2 章章 硬件设计硬件设计 2 1 控制器电路的设计与原理控制器电路的设计与原理 控制器电路是整个智能小车系统的核心控制部分 它负责对各路传感信号的采集 处理 分析及对各部分硬件电路进行调整 本设计制作的智能小车系统以 AT89S51 单片 机最小系统电路为整个系统的控制电路 通过各种传感器电路 采集各种传感器信息 以发出各种控制信号命令 来完成相应的操作 因此 这种芯片构成的最小系统简单 可 靠 用 AT89S51 单片机构成最小应用系统时 只要将单片机接上时钟电路和复位电路即 可 如图 3 1 AT89S51 单片机最小系统所示 由于集成度的限制 最小应用系统只能用作 一些小型的控制单元 其应用特点 有可供用户使用的大量 I O 口线 内部存储器容量有限 应用系统开发具有特殊性 123456 A B C D 654321 D C B A Title Nu mberRev isionSize B Date 14 Apr 2 011Sheet o f File E 专专 专专专专专 pro tel99se专专专专专专专专专TN 410 2 1 22 25 48236 专专专专 chapter15 15 2 unfinished M yDesig n ddbDrawn B y EA VP 31 X1 19 X2 18 RE SET 9 RD 17 WR 16 INT 0 12 INT 1 13 T0 14 T1 15 P10 T 1 P11 T 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSE N 29 AL E P 30 TX D 11 RX D 10 U AT 89S51 C CX 2 CX 1 图 2 1 单片机最小系统电路原理图 2 1 1 时钟电路 时钟电路 AT89S51 虽然有内部振荡电路 但要形成时钟 必须外部附加电路 单片机 AT89S51 的时钟产生方法有两种 内部时钟方式和外部时钟方式 本设计采用内部时钟方式 利用芯片内部的振荡电路 在 XTAL1 XTAL2 引脚上外 仓储智能搬运小车 7 接定时元件 内部的振荡电路便产生自激振荡 本设计采用最常用的内部时钟方式 即 用外接晶体和电容组成的并联谐振回路 振荡晶体可在 1 2MHZ 到 12MHZ 之间选择 电 容值无严格要求 但电容取值对振荡频率输出的稳定性 大小 振荡电路起振速度有少 许影响 CX1 CX2 可在 20pF 到 100pF 之间取值 但在 60pF 到 70pF 时振荡器有较高的 频率稳定性 所以本设计中 振荡晶体选择 6MHZ 电容选择 65pF 在设计印刷电路板时 晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装 以减少寄生电容 更好的保证振荡器稳定和可靠地工作 为了提高温度稳定性 应采用 NPO 电容 2 1 2 复位电路 复位电路 AT89S51 的复位是由外部的复位电路来实现的 复位引脚 RST 通过一个斯密特触发 器用来抑制噪声 在每个机器周期的 S5P2 斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次 然后才能得到内部复位操作所需要的信号 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式 最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现 的 只要 Vcc 的上升时间不超过 1ms 就可以实现自动上电复位 时钟频率用 6MHZ 时 C 取 22uF R 取 1K 除了上电复位外 有时还需要按键手动复位 本设计就是用的按键手动复位 按键 手动复位有电平方式和脉冲方式两种 本设计使用电平方式 其中电平复位是通过 RST 端经电阻与电源 Vcc 接通而实现的 按键手动复位电路见图 3 2 时钟频率选用 6MHZ 时 C 取 22uF Rs 取 200 RK 取 1K 图 2 2 AT89S51 复位电路 仓储智能搬运小车 8 2 2 直流电动机驱动直流电动机驱动 电机驱动模块采用 L298N 芯片作为的主要元件 l 片 L298N 能够驱动 2 个电机转动 其中 6 11 号引脚为 2 个使能端 5 7 号引脚和 lO 12 号引脚分别控制 2 个电机的转向 将上述 6 个引脚通过非门与单片机相连 便可实现 2 个电机的启停 使用电机驱动芯片 L298N 不仅可以大大简化驱动电路 而且功率容量大 有利于电机转速的稳 定 L298N 在电机控制中可以灵活的应用 如对电机输出能力的拧制 在单片机中可以进行脉宽调制 PWM 实现对电机转速的精确控制 当使能端为高电平 通过 PWM 信号输入端 In1 和 In2 可以控 制电动机的正反转 输入端 lnl 为 PWM 信号 输入端 In2 为低电平 电动机正转 输入端 In2 为 PWM 信号 输入端 Inl 为低电平 电动机反转 当它为低电平时 驱动桥路上的 4 个晶体管全部截止 使 正在运行的电动机电枢电流反向 电动机自由停止 电动机的转速由单片机调节 PWM 信号的占空比 来实现 其具体原理如表 2 2 表2 2直流电机运转 使能端 IN1 IN3 IN2 IN4 电机的运转 1 1 0 正传 1 0 1 反转 1 1 1 杀停 1 0 0 停止 0 X X 停止 1 代表 PWM 信号 0 代表低电平 其原理图如下 图 2 2 驱动模块 L298 电路图 仓储智能搬运小车 9 2 3 车速和里程车速和里程 以 AT89S51 单片机为核心 通过霍尔元件 A44E 感应磁铁来产生脉冲 当霍尔元件在 离磁场较近时输出会是高电平 其它时候是低电平 一个车轮均匀放 2 个小磁铁 计算 一秒所得的脉冲数 然后传输到单片机进行计数 从而计算出一秒小车轮子转动圈数 再测量出小车车轮周长即可计算出小车当前速度 累加可得到当前路程 A44E 接输出脉冲 接地 接 Vcc 12 3 图 2 3 霍尔元件 A44E 原理图 2 4 避障模块避障模块 用三只 E3F DS30C4 光电开关 分别探测正前方 前右侧 前左侧障碍物信息 E3F DS30C4 光电开关平均有效探测距离 0 30cm 可调 且抗外界背景光干扰能力强 可 在日光下正常工作 适合本设计要求 当光电管接收到反射回来的光线时 输出低电平 当没有光线反射回来时 输出高电平 当小车前方遇到障碍时 小车通过返回的信号传输到单片机 根据程序计算出小车 行驶到障碍物的时间 从而控制小车两台电机的转动 从而控制小车避开障碍物 当小 车左边遇到障碍时 小车控制右边的发动机减速旋转 从而控制小车偏转 同时定时器 开始计时 当定时器 1 达到小车到达障碍物的计算时间加上一点余量 小车开始执行左 侧发动机减速 同时右侧发动机正常旋转 定时器 2 计时 当定时器 2 时间与定时器 1 相同时 左右发动机都正常旋转 当小车右侧遇到障碍时 与左侧原理相同 当小车中间有障碍时 为避免小车出错 在程序中定义与左侧相同 仓储智能搬运小车 10 表 2 4 避障时电机运转图 传感器 左中右 电机左电机右 000转动停止 001转动停止 010转动停止 100停止转动 101转动停止 110停止转动 111转动转动 注 0 表示有障碍 1 表示无障碍 2 5 显示模块显示模块 本设计采用 128 64 液晶屏 通过与单片机相连接 控制液晶屏显示 其中 RET PSB EN RW RS 分别与单片机相连接 图 2 5 显示原理图 仓储智能搬运小车 11 2 6 循迹模块循迹模块 使用光电对管控制小车循迹 光电对管由发光二极管和三极管构成 三极管依 靠二级管发射的光经地面反射以后的光形成相应大小的电流 由此电流即可判断出 地面黑白情况 当发光二极管发出的光反射回来时 三极管导通输出低电平 此光 电对管调理电路简单 工作性能稳定 123456 A B C D 654321 D C B A Titl e Nu mberR ev isionSize B Date 16 Apr 2 011Sheet o f File D 专专专 Lib rary Sch Actel Us er Program mab le ddbDrawn B y VSS VDD V0 RS R W EN DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 PSB NC RST NC LED A LED K 5 J1 C ON5 4 J2 C ON8 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 LC D128 64 U AM Z801 6DM 48 A4 4E U AM Z801 6DM 48 EA VP 31 X1 19 X2 18 R E SET 9 R D 17 WR 16 INT 0 12 INT 1 13 T0 14 T1 15 P10 T 1 P11 T 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSE N 29 AL E P 30 TX D 11 R X D 10 AT 89S51 VC C VC C VC C OU T4 OU T3 IN4 EN B IN3 VS S GN D IN2 EN A IN1 VS S OU T2 OU T1 SEN A 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 L29 8N SEN B U D 414 8 D 414 8 D 414 8 D 414 8 D 414 8 D 414 8 D 414 8 D 414 8 VC C VC C VC C VC C R R 1K 1 2 3 累计器清零 MOV C P2 0 光电管 1 传来的信号 MOV ACC 0 C 光电管 1 值送累加器 0 位 MOV C P2 1 光电管 2 传来的信号 MOV ACC 1 C 光电管 2 值送累加器 1 位 MOV C P2 2 光电管 3 传来的信号 MOV ACC 2 C 光电管 3 值送累加器 2 位 CJNE A 00H LOOP1 是 000 左前中都有障碍物 转 LOOP1 CJNE A 01H LOOP2 是 001 左前有障碍物 右方无障碍物 转 LOOP1 CJNE A 02H LOOP3 是 010 左右有障碍物 前方无障碍物 转 LOOP1 CJNE A 03H LOOP4 是 011 左方有障碍物 前右无障碍物 转 LOOP1 CJNE A 04H LOOP5 是 100 左方无障碍物 前右有障碍物 转 LOOP2 CJNE A 05H LOOP6 是 101 左右无障碍物 前方有障碍物 转 LOOP1 CJNE A 06H LOOP7 是 110 左中无障碍物 右方有障碍物 转 LOOP1 LO0P1 MOV IN12 00H ACALL YANCHI MOV IN12 01H DJNZ TD MOV IN34 00H ACALL YANCHI ACALL YANCHI MOV IN34 01H DJNZ TD MOV IN12 00H ACALL YANCHI 仓储智能搬运小车 14 MOV IN12 01H RETI LOOP2 MOV IN34 00H ACALL YANCHI MOV IN34 01H DJNZ TD MOV IN12 00H ACALL YANCHI ACALL YANCHI MOV IN12 01H DJNZ TD MOV IN34 00H ACALL YANCHI MOV IN34 01H YANCHI MOV R6 5 D1 MOV R7 248 DJNZ R7 DJNZ R6 D1 RET 3 3 测速程序测速程序 通过霍尔元件对转速进行测量 霍尔元件测量元件通过 P1 0 口与单片机进行数据传输 A44E BIT P1 0 MOV TMOD 09H MOV TL0 00H MOV TH0 00H MOV R0 70H SETB A44E JB A44E SETB TR0 JNB A44E JB A44E JNB A44E JB A44E CLR TR0 MOV B TL0 MOV A 1CH DIV AB 速度存放在寄存器 A 中 MOV 40H A 仓储智能搬运小车 15 RET 3 4 液晶初始化及各显示子程序液晶初始化及各显示子程序 液晶显示屏引脚通过 P2 4 P2 7 引脚与单片机连接 RET BIT P2 7 液晶与单片机连接脚 PSB BIT P2 6 EN BIT P2 5 RW BIT P2 3 RS BIT P2 4 COM BIT 30H 命令 数据 128 64 INIT CLR RET 液晶初始化 LCALL DELAY10MS SETB RET SETB PSB CLR EN MOV COM 30H 液晶功能设定 LCALL W COM MOV COM 0CH 液晶显示状态 LCALL W COM MOV COM 01H 液晶清楚显示 LCALL W COM MOV COM 06H 液晶地址归位 LCALL W COM CHECKBUSY 液晶查忙 MOV P0 FF H CLR RS SETB RW SETB EN MOV A FFH ANL A P0 CPL A JZ CHECKBUSY CLR EN RET 仓储智能搬运小车 16 W COM LCALL CHECKBUSY 液晶写指令 CLR RS CLR RW SETB EN MOV P0 COM LCALL DELAY10MS CLR EN RET W DATA LCALL CHECKBUSY 液晶写数据 SETB RS CLR RW SETB EN MOV P0 COM LCALL DELAY10MS CLR EN RET DELAY10MS 延时 10MS MOV R6 20 D1 MOV R7 250 DJNZ R7 DJNZ R6 D1 RET MOV SP 50H 显示前进 ACALL INIT MOV A 10000000B ACALL W COM MOV A G ACALL W DATA MOV A 0 ACALL W DATA MOV A ACALL W DATA MOV A A ACALL W DATA MOV A H ACALL W DATA MOV A E ACALL W DATA MOV A A 仓储智能搬运小车 17 ACALL W DATA MOV A D ACALL W DATA MOV A 11000101B ACALL W COM MOV A 70H ACALL W DATA MOV A 71H ACALL W DATA MOV A 72H ACALL W DATA MOV A ACALL W DATA MOV A 73H ACALL W DATA MOV A 74H ACALL W DATA LEFT MOV SP 50H 显示左转 ACALL INIT MOV A 10000000B ACALL W COM MOV A L ACALL W DATA MOV A E ACALL W DATA MOV A F ACALL W DATA MOV A T ACALL W DATA RET RIGHT MOV SP 50H 显示右转 ACALL INIT MOV A 10000000B ACALL W COM MOV A R ACALL W DATA MOV A I ACALL W DATA MOV A G ACALL W DATA MOV A H ACALL W DATA MOV A T ACALL W DATA RET 仓储智能搬运小车 18 3 5 循迹程序循迹程序 红外线入口为 P1 1 P1 2 XUNJI JB P1 1 NEXT 如果 P1 1 信号为高电平 左轮在道上 JB P1 2 LEFT 左侧出轨 判断右侧是否出轨 LJMP QIANJIN 两侧都出轨 跳到继续前进 NEXT JB P1 2 QIANJIN 两轮都在道上 跳到向前执行 JMP RIGHT 左轮出轨 右拐 LEFT CLR P0 0 左拐 LCALL DELAY JMP QIANJIN RIGHT CLR P0 1 右拐 LCALL DELAY JMP QIANJI 仓储智能搬运小车 19 第第 4 章数据检测与测试章数据检测与测试 测试方法与仪器 1 测试仪器 测试仪器包括秒表 数字万用表 信号发生器 示波器 直流稳压电源等 2 测试方法 数字万用表主要用来测试分立元件的电阻 压降 漏电流 截止 导通状态等参数 信号发生器与示波器用于测试各光电传感器信号的接收与传输 直流稳压电源在测试期间为各待测系统供电 秒表用于产品测试 按照任务书的基本要求对制成的电动车进行产品测试 测试数据及测试结果分析 测速精度分析 测速系统采用了开关式霍尔元件 电机轴每一转产生 2 个脉冲 计算转动两圈所用的时间 然后除以车轮的周长 所得到就是小车当前的速度 理论设 计与实际测量中所产生的误差是在设计运行的范围内 避障分析 本设计是采用两台电机转动的差距来实现小车转弯 在执行转弯时 一台电机停止转动 另一台电机转动 根据速度差实现转弯 理论设计与实际校验相比 较 只有小车在距离障碍一定距离时 执行转弯可以顺利执行 本设计采用光电开关测 试障碍 根据光电开关测距范围 可以顺利实现小车避障 循迹分析 本设计采用光电对管来控制小车循迹 在反射比较好的路面可以实现 很好的循迹 仓储智能搬运小车 20 结结 论论 本设计提出了一种经济实用的智能小车 给出了从硬件电路到软件设计的一系列步 骤 采用了直流电机作为执行元件 光电开关作为避障检测元件 AT89S51 单片机作为 主控芯片 完成了小车自动避障 记录速度 自动停止等功能 在设计过程中 采用集成电路实现功能 有利于减轻小车重量 小车模块化设计 但是由于对软件制作经验不足及其他各个方面的原因 在设计过程中还有需要完善和改 进的地方 小车避障电路设计过于简单 对于连续障碍物的通过有一定的障碍 总体设计对路 面要求比较高 在路面平坦时 可以很好的实现循迹和速度测量 对光线反射差距小的 路面 比较难实现 仓储智能搬运小车 21 附录附录 总体电路图 123456 A B C D 654321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date 16 Apr 2011Sheet of File D 专专专 Library Sch Actel User Programmable ddbDrawn B y VSS VDD V0 RS R W EN DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 PSB NC RST NC LED A LED K 5 J1 C ON5 4 J2 C ON8 3 2 1 8