资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共25页)
编号：552196
类型：共享资源
大小：323.12KB
格式：ZIP
上传时间：2015-12-05
上传人：QQ2****711
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
6
积分
- 关 键 词：
-
毕业设计论文
- 资源描述：
-
汽车入库门控装置毕业论文,毕业设计论文
- 内容简介：
-
数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 浙江师范大学 本科毕业设计 (论文 ) 目 录 摘要 3 英文摘要 3 第 1 章 引言 . 4 1.1 选题背景 .4 1.2研究意义 .4 1.3 本设计的主要特色 .4 第 2 章 汽车入库门控装置的设计方案 .5 2.1 总体设计方案选择 .5 2.2 各模块方案的选择与论证 6 2.2.1 电机模块的选择与论证 .6 2.2.2电机驱动模块方案的选择与论证 .6 2.2.3避障模块方案的选择与论证 7 2.2.4光源检测方案的选择与论证 7 2.2.5.电源模块方案的选择与论证： .8 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 第 3 章 相关硬件资料介绍 .9 3.1单片机 AT89C51简介 .9 3.2单片机 AT89C2051简介 .11 第四章 汽车入库门控装置的硬件设计 .13 4 1 系统硬件的基本组成部分 .13 4.2 主要单元电路的设计 .14 4.2.1 小车电机驱动电路 .14 4.2.2 拦栅电机控制电路 .15 4.2.3 避障模块 16 4.2.4 光源检测模块 18 4.2.5 电源供电模块 18 4.2.6最小系统 .19 第五章 汽车入库门控装置的软件设计 .21 5.1 单片机的选择 .21 5.2 软 件设计流程框图 .21 第六章 系统调试与分析 .22 6.1 使用的仪器仪表 .22 6.2 系统调试 .22 6.2.1 系统总体调试及分析 .22 6.2.2 各个模块电路调试及分析 .22 小车直流 电机驱动模块 ： 22 趋光模块 .23 拦栅控制模块 23 第七章 总结 24 参考文献 .24 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 汽车入库门控装置 摘要 ： 设计利用 AT89C51 控制为核心、利用红外传感器寻库，光线为引导。其功能有自动寻找车库，避障，在汽 车到达车库门前时，自动打开车库门，报警等功能。汽车主要由两个直流电机控制左右车轮，用 PWM 波分别控制电机转动速度，实现左转、右转和前进。用各种传感器采集信号，经单片机处理后，完成各种功能。其中利用光敏三极管对光源进行检测，引导汽车到达车库门口；通过检测障碍，发射开门信号，启动电机开启车库门，汽车停止运动，等待车库门完全开启，再利用接近开关判断汽车是否到达库。报警电路用蜂鸣器报警。本设计采用单片机对各信号进行处理和控制，提高了汽车的智能化程度，但是如果用光电池检测光源，效果可能会更好。 关键字 :单片机 红外 传感器 光敏三极管 接近开关 电机 The automobile goes into the storage & Gated device Abstract: In this design, the controller center of this dolly is based on AT89C51.It uses the infrared sensor to seek the storehouse and the light guidance. Its function has the automatically seek the garage, evades bonds, when the automobile arrived the garage, the garage gate will automatically open and report to the police. so on these function. The automobile mainly controls the wheel by two direct current machines. Separately controls the electrical machinery rotation speed with the PWM wave, and realization the counter of the automobile turn left, turn right and advance. It used each kind of sensor gathering signal, after monolithic integrated circuit processing, completes each kind of function. It used photosensitive triode carries on the examination to the photo source, guides the automobile to arrive the garage entrance; Through the examination barrier, launches the gate signal, starts theel ectrical machinery to open the garage gate, the automobile stops the movement, waited for the garage gate completely opens, Again uses the approaching switch judgement automobile whether arrives the storehouse. The alarm circuit reports to the police with the buzzer. Keywords: MCU Infrared sensor Photosensitive triode approach switch capacity control motor nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 第一章 引言 1.1 选题背景 汽车的发展日益复杂，汽车的发展周期的要求也越来越短，在新型汽车进行批量生产前，可能时刻要更改设计方案，一味更改汽车部件已经不能够满足时代要求，可自由编程微处理器的引入使汽车发展具有更大的灵活性。 汽车驾驶自动化的发展趋势据奔驰汽车研究所使用模拟系统进行的调查结果，有 85%的用户希望轿车具有自动巡航的功能，有 80%的用户希望轿车具有自动道路跟踪功能，有95%的用户希望轿车具有自动起步、自动停车的功能，有 80%的用户希望轿车具有高速公路自动驾驶的功能。 可见自动停车占的比例最高。本设计就是利用了单片机 AT89S52 作为控制核心、红外传感寻库，光线引导，制作了一个汽车自动寻找到车库，在汽车到达车库门前时，自动打开车库门， 在准确入库 后，利用装在车上的接近开关接收信号通过单片机处理后，使小车自动停车。本系统可以应用到家庭自备车上，自动将汽车挺入车库内，既节省时间，又可以保障家用车的安全。 1.2 研究意义 电子控制技术与信息技术引入汽车，对汽车电子技术的发展起到了里程碑的促进作用 ,电子控制系统已经由局部控制发展到了整车系统控制 ,以及信息化、智能化、交通控制网络化、汽车信息化、智能化是当今汽车研究的重点 ,已经成为衡量各国汽车工业发展水平的重要标志。 本设计的意义也是比较远大的， 就安全而言，汽车自动 入库 一方面替代了汽车驾驶的大部分基本操作，使得驾驶员有更多的时间去思考、反应甚至是修正其自身；另一方面，在自动 入库系统 控制下的车辆其运行轨迹更加精确。 1.3 本设计的主要特色： （ 1）高效的 H 型 PWM 电路，提高电源的利用率。 （ 2）控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电耦合器传输。 （ 3）红外检测路面，软件纠错，免受路面杂质干扰。 （ 4）优化软件算法，智能化的自动控制，反应迅速。 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 第 2 章 汽车入库门控装置的设计方案 2.1 总体设计方案选择 方案一：采用各类数字电路来组成小车的控制系统，对外围避障信号，黑带检测信号，铁片检测信号，各路趋光信号进行处理。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于小车智能化的扩展，对各路信号处理比较困难。 方案二：用继电器来控制电机的停与转，但是转速不可调 。用红外传感器实现寻轨运动，红外传感器发出了红外光，经反射后，接收到不同强度的光线，传感器输出的信号不同，将信号送入 A/D 转换电路后送入单片机，控制小车的左传、右转。用接近开关检测金属，送单片机处理，判断是否停止。所有采集的信息都是传给单片机处理，再作出相应的判断，完成要求。本方案 采用红外避障检测车库的入口需要运行到离车库很近的地方时，才能检测到障碍，降低了智能化程度。 红 外 传 感 器 寻 迹继 电 器电 机M C U金 属 检 测继 电 器电 机 转 换图 2-1 方案二原理框图 方案三：采用单片机 AT89S52 控制 2，直流电 机控制汽车运动。利用光源检测电路，检测车库所在地，并对其不断检测，引导汽车到达车库门口，用红外对管检测是否到达车库门口，用步进电机控制卷闸门，汽车进入车库后，通过装在车上的接近开关接收装在车库中的磁性物质经单片机处理后将小车自动停车。 这种方案应用面更广，也更接近实用化，智能化。重要的是单片机可以通过对感应器信号的检测来控制电机运作，从而大大提高了运行过程中的实时性，准确性、使得电动车能够轻松的完成整个过程。 综合上述三个方案，比较以上三种方案的优缺点，方案三的系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部 分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 现，能很好地满足题目的要求。 所以本次设计采用方案三。 2. 2 各模块方案的选择与论证 2 2.1 电机模块的选择与论证 方案一：采用直流电机 16控制汽车运动和卷闸门运动，在控制卷闸门运动时，直 流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无数快速启动、制动和反转。 但由于存在机械触点，直流电机容易产生燥声，而且单独使用时不能完成位置控制，需要配以传感器才能控制定位。 方案二：采用直流电机控制汽车运动和步进电机控制卷闸 门运动，在控制汽车运动时，直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。在控制卷闸门时，步进电机不需通过传感器就可以直接进行精确定位，且可以通过调节脉冲周期，能够以任何速度转动，定矩运动较精确，而且运转速度教慢，刚好达到了预期的要求。 因此综合上面两个方案，本设计选择方案二。 2.2.2 电机驱动模块方案的选择与论证 方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车 的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，机械结构易损坏，寿命短，可靠性差。 方案二：小车行走 电路采用两对互补型晶体管 8550（ PNP）型和 8050 型（ NPN）接成桥式电路。用 AT89C51 软件编程来控制各晶体管导通，分别对应电机的正转与反转，同时为了达到效果我们将控制电路电源和电动机电源隔离开来，在桥式电路之前加了光电耦合器（ U5B TP521-2），该电路的优点是电路简单，通过单片机的软件控制互补型晶体管的导通与截止，方便的调整电动机的运动状态。缺点是当两个输入端都为高电平 时，驱动电路的三极管同时导通，容易烧坏晶体管。 方案三：（ 1） 车库 拦栅控制部分采用集成电路 L298N 和二极管 IN5408 组成的电路来作为驱动，其原理如同 方案二，同样利用 晶体管的导通与截止来驱动电机的转动。 L298N 内部包含 4 通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个 H 桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准 TTL 逻辑电平信号，可驱动 46V、 2A 以下的电机。 1 脚和 15 脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信 ，因此对步进机来说，可以非常好的对其驱动。 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” （ 2）采用驱动步进机专用芯片 ULN2003A，该芯片电路简单，容易控制，但驱动力比较大。 在本次设计中的小车行走电路，由于继电器对设计中的种种限制，所以采用方案二中的 8050 和 8550 组成的桥电路。对车库拦栅控制部分，由于电机能够自如提起放下拦栅（重量比较重），又由于没能找到 达林顿管 ULN2003A，因此我们采用驱动力比较大的 L298N 来驱动，因此采用方案三（ 1）。 2.2.3 避障模块方案的选择与论证 方案一：采用超声波避障，超声波受环境影响较大，电路复杂，而且地面对超声波的反射，会影响系统对障碍物的判断。 方案二：采用红外线避障， 电路中带有集成锁相环路解码器 LM567 或使用LM393 。当红外发射管检测到障碍物时， LM567 输出端输出低电平，否则输出高电平，并将信号传给单片机来控制小车避障和前行的动作。 利用单片机来产生的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，且易于实现，价格也比较便宜。红外线发射接受电路原理图如下图2-2 所示。 2-2 红外线发射接受电路原理图 外界对红外信号的干扰比较小，性价比高。调试时主要是调制发射频率为接收头能接收的频率，采用单片机程序解决。发射信号强弱的调节，由可调精密电阻调节。因此选择 方案 二中红外对管电路比较合理。 2.2.4 光源检测方案的选择与论证 方案一：利用光敏电阻组成的电路。当光敏电阻检测到光源时，光敏电阻对nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 是否接受到光源时会产生高低不同的信号脉冲，这样将信号传给单片机从而控制小车向光源行使到达车库。 方案二：利用红外发射、接收器组成的电路，具有可大幅度减少外界干扰，灵敏度高，信噪比强等优点 ,但是，电路复杂、调试难度大。另外，电动车进入车库后，要求小汽车能够立即停车，通过红外发射、接收器检测车库障碍物，然后通过单片机动作使电动车立即刹车。但容易车身压线，不符合题目要求。因此，不采用此 方案。 基于上述理论分析，我们选择方案一。 2.2.5.电源模块方案的选择与论证： 方案一：采用双电源供电。用两个电源分别给控制系统和电机系统供电，将两个系统完全隔离，利用光电耦合器传输信号，将电动机驱动所造成的干扰彻底消除，这样就提高了系统的稳定性。 方案二：用单电源给电机系统供电，但是控制系统对电流需求量大，因为电机启动瞬间电流会很大，会造成控制系统电压不稳，干扰较大，严重时可能造成单片机系统掉电。 综上所述，我们采用方案一且用 5 节 1.5V 的干电磁组成 7.5V 的电源或使用蓄电池给电机系统供电，用 1 节 9V 的干电磁与 7805 组成输出恒为 5V 的电源给控制系统供电。 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 第 3 章 相关硬件资料介绍 3.1 单片机 AT89C51 简介 AT89C51 是一种高性能低功耗的采用 CMOS 工艺制造的 8 位微控制器，拥有8KB 的可编程的闪存（ Flash programmable and erasable read only memory）。它提供下列标准特征： 8K 字节的闪速存储器 ， 56 字节的 RAM,32 条 I/O 线 ,3 个16 位定时器 /计数器 , 一个六中断源两个优先级的中断结构，一个双工的串行口 , 片 上震荡器和时钟电路。 引脚说明： VCC：电源电压 GND:地 P0 口： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口，作为输出口用时，每个引脚能驱动 8 个 TTL 逻辑门电路。当对 0 端口写入 1 时，可以作为高阻抗输入端使用。 当 P0 口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。在这种模式下， P0 口具有内部上拉电阻。 在 Flash 编程时， P0 口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。程序校验时需要外接上拉电阻。 P1 口： P1 口是一带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P1 口的输出缓冲能接受或输出 4 个 TTL 逻辑门电路。当对 P1 口写 1 时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。当作为输入端使用时， P1 口因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（ IIL）。 另外， P1.0 和 P1.1 还可以作为定时 /计数器 2 的外部计数输入（ P1.0/T2）和触发输入（ P1.1/T2EX） ,如表 1 所示。 P1 口在程序编写和校验期间同时接收低 8 位地址。 表 3-1 端口号 功能特性 P1.0 T2（外部计数器输入到定时 /计数器 2）时钟输出 P1.1 T2EX(定时 /计数器 2 捕获 /重装 载触发和方向控制 ) P2 口： P2 是一带有内部上拉电阻的 8 位双向的 I/O 端口。 P2 口的输出缓冲能驱动 4 个 TTL 逻辑门电路。当向 P2 口写 1 时，通过内部上拉电阻把端口拉到高nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（ IIL）。 P2 口在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如 MOVX DPTR）时， P2 口送出高 8 位地址数据。在这种情况下， P2口使用强大的内部上拉电阻功能当输出 1 时。当利用 8 位地址线访问外部数据存储器时（例 MOVX R1） ,P2 口输出特殊功能寄存器的内容。 当 Flash 编程或校验时， P2 口同时接收高 8 位地址和一些控制信号。 P3 口： P3 是一带有内部上拉电阻的 8 位双向的 I/O 端口。 P3 口的输出缓冲能驱动 4 个 TTL 逻辑门电路。当向 P3 口写 1 时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（ IIL）。 P3 口同时具有 AT89C51 的多种特殊功能，具体如下表 2 所示。 此外， P3 口还用于接收一些用于控制 Flash 编程和校验的控制信号。 表 3-2 P3 口的第二 功能 端口引脚 第二功能 P3.0 RXD (串行输入口 ) P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 0INT (外部中断 0) P3.3 1INT （外部中断 1） P3.4 T0（定时器 0） P3.5 T1（定时器 1） P3.6 WR （外部数据存储器写选通） P3.7 RD （外部数据存储器都选通） RST:复位输入。当振荡器工作时 ， RST 引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG :当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 址的低 8 位字节。当在 Flash 编程时还可以作为编程脉冲输出（ PROG ）。 一般情况下， ALE 是以晶振频率的 1/6 输出，可以用作外部时钟或定时目的。但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 如有必要，通过向 SFR 的 8EH 单元输入 0 能使 ALE 停止工作。该位置位后只有在 MOVX 和 MOVC 指令下 ALE 才能工作。此外，在该引脚被微弱拉高时，如果单片机在执行外部程序模式时，应设置 ALE 无效位不起作用。 EA /VPP:外部访问允许。为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从 0000H到 FFFH 单元的指令， EA 必须同 GND 相连接。需要主要的是，如果加密位 1 被编程，复位时 EA 端会自动内部锁存。当执行内部编程指令时， EA 应该接到 VCC端。当处于 Flash 编程时，该引脚接 12V 的编程允 许电压 VPP,当 12V 的编程电压是允许的情况下。 XTAL1： 振荡器反相放大器以及内部时钟电路的输入端。 XTAL2： 振荡器反相放大器的输出端。 AT89C2051 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 2k bytes 的可反复擦写的只读 Flash 程序存储器和 128 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，功能强大 AT89C2051 单片机可为您提供许多高性价比的应用 场合。 3.2 单片机 AT89C2051 简介 AT89C2051 是一个功能强大的单片机，但它只有 20 个引脚， 15 个双向输入 /输出（ I/O）端口，其中 P1 是一个完整的 8 位双向 I/O 口，两个外中断口，两个16 位可编程定时计数器 ,两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。 同时 AT89C2051 的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有 RAM、定时 /计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入继续工作状态。省电模式中，片内 RAM 将被冻结，时钟停止振荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件复位方 可继续运行。 主要功能特性： 兼容 MCS51 指令系统 2k 可反复擦写 (1000 次 )Flash ROM nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 15 个双向 I/O 口 6 个中断源 两个 16 位可编程定时 /计数器 2.7-6.V 的宽工作电压范围 时钟频率 0-24MHz 128x8bit 内部 RAM 两个外部中断源 两个串行中断 可直接驱动 LED 两级加密位 低功耗睡眠功能 内置一个模拟比较放大器 可编程 UARL 通道 软件设置睡眠和唤醒功能 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 第四章 汽车入库门控装置的硬件设计 4 1 系统硬件的基本组成部分 本系统由单片机作为小车的控制核心，利用红外传感器检测障碍物信号、光电二极管检测到的车库光信号将其转换为可被控制器辨认的电信号，控制器根据这些电信号进行逻辑判断，控制电机转动 ,实现小车自动寻找车库以及自动入库停车。主要分为汽车入库系统与门控装置系统。有如下几个部分电路组成：单片机控制电路，小车电机驱动电路，障碍物检测电路，电源部分 , 单片机最小系统，拦栅电机控制，等几个部分。总体系统原理框图如下图 4-1， 4-2 所示。 图 4-1 汽车入库系统 框图 其中传感器流程图如图 4-1-1 图 4-1-1 传感器流程图 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 4-2 门控装置系统框图 4 2 主要单元电路的设计 4.2.1 小车电机驱动电路 此部分是整个小车的大脑，是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元，小车驱动电机一般利用现成 的玩具小车上的配套直流电机。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止，并能灵活转向，在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转，反之则向左转。为了能控制车轮的转速，所以采取 PWM调速法，即由单片机输出一系列频率固定的方波来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。 本电路采用的是基于 PWM原理的 H型驱动控制电路。如下图 4-3： nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 12DJC O N 2Q38 55 0 Q48 55 0D3I N 41 48D1I N 41 48D2I N 41 48D4I N 41 48C10 .1 U FR33 .3 KR43 .3 KV C CR50 .1 KR20 .1 KR84 .7 KL1L E D 3L2L E D 3R14 705VAR74 .7 K5VR64 70BQ18 05 0Q28 05 0U1O P T O I S O 1_ 1U2O P T O I S O 1_ 112J1C O N 2AB4-3 电机驱动原理图 该电 路的工作原理如下所示：电动机驱动由单片机两路输入，可分为四种情况讨论： （ 1）当 A 端输入为低电平、 B 端输入为高电平时，使 Q1、 Q4 管截止， Q2、Q3 管导通，电动机正转。 （ 2）当 A 端、 B 端输入都为高电平时，经过光电传输，使 Q1、 Q2、 Q3、 Q4管都截止，电动机不运转。 （ 3）当 A 端输入为高电平、 B 端输入为低电平时，使 Q1、 Q4 管导通、 Q2、Q3 管截止，电动机反转。 （ 4）当 A 端、 B 端输入都为低电平，经过光电传输，使 Q1、 Q2、 Q3、 Q4 管都导通，这在电路中是不允许出现的现象 . 考虑到电动机的启动时电流 很大，而且电动机波动较大，容易造成电压不稳、等干扰，我们运用了 P521 光耦集成块，将控制部分与电动机的驱动电路隔离开来，确保安全。 4.2.2 拦栅电机控制电路 电路主要是步进机驱动电路，由于拦栅有一定的重量，所以驱动电动机的驱动力就必须大，因此采用驱动力大的专用芯片 L298N（管脚图如 4-4-1 所示）来驱动。其原理图如图 4-4 所示。 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 4-4 拦栅 电机驱动原理图 S E N S E AS E N S E BO U T 1O U T 2O U T 3O U T 4123456789101112131415IN 1IN 2IN 3IN 4VSV S SG N DE N AE N B图 4-4-1 L298 管脚图 4.2.3 避障模块 在此模块中是使用红外对管和集成电路 LM393，通过红外发射管是否检测到障碍物情况，经过 LM393 输出端输出电平的高低，将此信号送给单片机，使之执行相应的动作，其电路原理图如图 4-5 所示。 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” R11 0 0 RD1L E DQ19 0 1 4R21 0 KR31 0 0 KR71KD2P H O T OC11 0 UR64 .7 K3261 574U1L M 7 4 1C21 0 4R41 0 0 KC31 0 3O U T8G N D7Ct6Rt5O f i l1L f i l2IN3V+4U2L M 5 6 7R81KC41 0 4C61 0 4C51UD3L E DR51K123J1C O N 3V C C图 4-5 避障检测的电路原理图 LM393 是由两个独立的、高精度电压比较器组成的集成电路，失调电压低，最大为 2.0mv，可以单电源供电，输入共模电压范围接近地电平，当有双电源供电时，能兼容 MOS 逻辑电路。其管脚图与管脚功能如下 4-5-1，表 4-1 所示： 12348657O U T AI N A -I N A +G N D I N B +I N B -O U T BV C C图 4-5-1 LM393 管脚图 表 4-1 管脚功能表 引出端序号 符号 功能 1 OUTA 输出 A 2 INA- 反相输入 A 3 INA+ 同相输入 A nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 4 GND 接地端 5 INB+ 同相输入 B 6 INB- 反相输入 B 7 OUTB 输出 B 8 VCC 电源电压 4.2.4 光源检测模块 设计中，我们在车头安装了两个光敏电阻，把电动车引到有光源的车库，原理是这样的：当左边的光敏电阻检测到光源时，小车会往左转，当左边的光敏电阻检测到光源时，小车会往左转。加上其他传感器的信息采集，从而让小车准确如库，其电路原理图如图 4-6 所示。 D24 10 0D1光敏电阻（射到 R 增加）R14 .7 KR24 .7 KC11 04R34 .7 KV C CD44 10 0D3光敏电阻（射到 R 增加）R54 .7 KR64 .7 KC21 04R74 .7 KV C C12J1C O N 2V C C12J2C O N 2O U T 1O U T 2Q4N P NB2C3E1Q1N P N Q2N P NB2C3E1Q3N P NQ5N P NB2C3E1Q6N P NR8P O T 111W233R4P O T 1图 4-6 光源检测电路原理图 4.2.5 电源 供电模块 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 本设计考虑到小车所能承受的压力有限，所以采用比较简单的由 7805 组成的电源对小车系统进行供电。其电路图如图 4-7 所示： 图 4-7 电源供电模块 PCB 图 4.2.6 最小系统 单片机系统是整个智能系统的核心部分，它对各路传感信号的采集、处理、分析及对各部分整体调整。主要是组成是：小车电机驱动单片机 AT89C51（图 4-8所示）、拦栅电机驱动单片机 AT89C2051（图 4-9 所示） ,小车驱动系统芯片 L298及各路的传感器件。 图 4-8 小车电机驱动单片机 AT89C51 最小系统原理 图 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 图 4-9 拦栅电机驱动单片机 AT89C51 最小系统原理图 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 第五章 汽车入库门控装置的软件设计 5.1 单片机的选择 方案一：采用一片单片机。整体由一片单片机控制，驱动卷闸门的电机由光控电路自行控制。用一片单片机控制，使软件编程简单化，但是卷闸门控制电路不能精确输送控制信号，且报警功能也不好实现。 方案二：采用两片单片机。小车运动及其一系列功能实现由 AT89S52 控制，卷闸门及报警功能则由 AT89C2051 实现，这样就可以将两者分开编程和控制， 虽然软件编程复杂化，但是对单片而言，程序仍不复杂，且信号更好控制。 综合以上所述，本设计选择方案二。 5.2 软件设计流程框图 根据设计要求，可得本系统的程序流程图如图 2-3-1 所示：本系统的控制器采用常用的 AT89C51，因为控制小车比较模块化，所以使用汇编语言进行软件编写 . 图 2-2-1 程序流程图 nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 第六章 系统调试与分析 6.1 使用的仪器仪表 仪器 用途 伟福 E6000/L 仿真器 用于程序编程、调试 GF-2100 编程器 用于程序烧制，将程序烧入单片机 MPS-3003L-3 直流稳压电源 用于提供电路稳定的电源 万用表 DT-830L 用于检查电路的接线正确与否 6.2 系统调试 6.2.1 系统总体调试及分析 整机焊接完毕，首先对硬件进行检查联线有无错误，再逐步对各模块进行调试。首先写入电机控制小程序，控制其正反转，停机均正常。首先进入寻光子程序发现光敏电阻对光的零敏度很高，小车速度太快，后来利用变位器调节寻光电路，调整两个光敏电阻的角度同时测试软件，以最佳效果完成趋光功能才达到比较理想的效果。进入避障子程序，避障我们用红外线收发对管 ，效果时好时坏，经判断是因为红外线收发对管灵敏度不高，调整灵敏度后仍然达不到满意效果，疑是受环境影响，利用塑料套包围红外线收发后问题基本解决。小车运转正常，调整灵敏度达最佳效果。拦栅控制效果非常好，能够自如上升与下降。 整机综合调试，上电后对系统进行初始化，接着控制电机使小车向前行驶。在调试开始时，就遇到了当把单片机芯片烧制好接入电路中，同时接上电源时，小车却不会动， 重复多次测试，结果是电机的驱动力不够。后来经改进电路，问题得到解决，同时应采用双电源供电，即电机和电路应分开供电， P521 与单片机之间采用隔离 信号控制。这样就不会出现小车启动时程序出错和 LCD 显示闪烁的问题。在计程精度上，运用红外线原理获得较高精度。 6.2.2 各个模块电路调试及分析 小车直流电机驱动模块 ： 调试时碰到驱动力不够，导致小车无法运行，后来经过改善驱动电路来增大驱动能力，问题得到了很好的解决。此电路设计注意 应采用双电源供电，即电机nts数理与信息工程学院应用电子技术教育专业 “汽车入库门控装置” 和电路应分开供电， P521 与单片机之间采用隔离信号控制。这样防止电机对单片机的影响。 门库拦栅步进机驱动模块：调试没有什么大问题，驱动效果能满足步进机的正反转，从而实现上升与下降自如，唯一缺陷就 是 L298N 这块芯片的引脚排比很密，所以在调试电路时容易导致引脚碰撞而烧坏芯片。后来经改装，优化了电路，克服了这一缺陷。 趋光模块 由于设计中采用了光敏电阻，所以对光的要求比较高，可在调试时由于红外对管也对光非常敏感，所以设计中有用到红外传感的电路，都得不到理想效果，也就是设计失败，遇到这个问题后，我们又设计了其他电路，以避免光对红外传感的影响。后经改造电路，其基本达到了小车能安全到达车库。 拦栅控制模块 这部分调试主要集中在开启时间与关门时间上的控制，如果选择时间上与小车行使过程不能协调一致，那么就无法完成小车入库。在经过与小车相互的调试中我们才将拦栅的开启与关闭控制在一定的时间内，而在这个时间内
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号