毕业设计论文孙雁涛

1、摘 要太阳能月球车模型的控制功能实现是基于月球表面的实际路况环境，并结合我国和国外现有月球车的发展基础，尤其参考美国月球车的发展过程，通过对其结构和功能的了解与分析而自主设计制作的。本作品的控制模式为智能控制模式，采用单片机作为月球模型车的检测与控制核心，其各种功能控制是通过C语言程序来实现的。本论文主要从电机驱动模块的设计与制作、传感器模块的设计与制作、单片机控制模块的设计与制作三个方面对太阳能月球车模型的控制系统进行了全面的介绍，整个控制系统可以使太阳能月球车模型实现循迹、避障、越野等性能，能够实现人工智能控制，使太阳能月球车模型完全适应月球表面崎岖不平的路面状况。关键词：控制功能，控制系

2、统，单片机，智能AbstractSolar space vehicle model control function is based on the lunar surface environment and combining the actual conditions of our country and abroad, the existing lunar rover development foundation, especially American lunar rover development process, through the structure and function

3、 of the independent design.The work of the control model for the intelligent control mode, adopts the singlechip as the model of vehicle detection and the control of the core, its function is controlled by the C language program.This paper mainly from the motor drive module design, sensor module des

4、ign, MCU control module design in three aspects of solar space vehicle model the control system is presented in this paper, the control system can make the solar space vehicle model to achieve the tracking, obstacle avoidance, cross-country performance, can realize artificial intelligence control, s

5、o that the solar space vehicle model completely adapted to the lunar surface rough road conditions.KEYWOEDS: Control function, Control system, SCM, Intelligence目 录1 前言.1 1.1 研究背景. 1.2 研究目的和意义. 1.3 国内外发展趋势. 1.4 本设计的机械结构特点. 1.5 方案研究与设计.2 控制系统功能总述.3 电机驱动模块的设计与制作.3.1 2803芯片的原理和特性. 3.2 继电器的原理、特性和选型.3.2.1

6、 继电器的原理和特性. 3.2.2 继电器的选型. 3.3 电机驱动模块的硬件设计.4 传感器模块的设计与制作. 4.1 光电传感器的原理和特性. 4.2 超声波传感器的原理和特性. 4.3 限位开关的原理和特性.5 单片机控制模块的设计与制作. 5.1控制与检测核心. 5.2 单片机控制模块的硬件设计. 5.3 软件程序设计. 5.3.1 C语言简介. 5.3.2 软件程序设计.6 总调试7 结论及展望.致谢.参考文献.附件.1 前言1.1 研究背景 随着科学技术的进步，太阳能月球车的发展越来越成熟，月球车的控制系统设计与智能化程度也越开越完善，其控制灵敏度和精确度得到了飞速的提高，可以很精

7、准的实现各种月球探测试验。近几年，我国对于外太空的探索实现了阶段性的进展，成果显著，登月计划在一步一步的接近于现实，因此，一台高性能的太空探测车对于实现月球探索是必不可少的。尤其是我国，月球车技术相比于部分发达国家来说，确实还是有一定差距的，还有诸多问题需要解决。所以，加紧对于月球车控制系统的完善与研究，势在必行。1.2 研究目的和意义 本设计以美国月球车的控制系统为主要参考，通过自主设计与创新，了解了月球车控制系统的设计理念和方法。本设计的核心控制为单片机，单片机的应用使得月球车的智能化程度更高，它可以通过识别路况，实现转弯、避障、循迹等功能，运用于月球探索，可以大大提高探测效率；将其进行功

8、能改造，可以转化为一台越野车，运用于野外作业，满足社会需求。通过构建月球车的控制系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计月球车的检测、驱动和显示等外围电路，灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。1.3 国内外发展趋势 近几年，随着科技的飞速发展，人类对于外太空的探索显得越来越频繁，也显得越来越重要。其中，月球车在外太空探索中扮演了很重要的角色，许多复杂任务的完成，都要通过月球车的协助。月球车技术其实也属于机器人技术。国外的月球车技术还是很先进的，世界上第一台月球车是于1970年11月17日由苏联“月

9、球”17号探测器送上月球的，随后美国也于1971年7月31日进行了首次有人驾驶的月球车月球之旅。进入21世纪以来，美国先后研制了几款新型的月球车，其中一款是由美国宇航局特地设计的“月球载重车”（lunar truck），其最大的特点是载重车将有6个轮子，每个轮子有两个轮胎，这种突破传统的“六轮设计”已经在火星车运行中得到了检验，即使其中一个轮子出现故障，另外5个轮子仍然具有优越行动能力，轮子本身可以实现360度独立旋转，这种设计赋予载重车前所未有机动性能，可以向任何一个方向前进；另一款则着眼于驻扎月球的宇航员的舱外活动，即“小型充压漫游车”（Small Pressurized Rover），由

10、于不再是敞篷，密封的舱室使得宇航员在驾驶这种车辆时不需要再穿着宇航服。我国现在的月球车技术虽然不比美国，但近年来，也取得了突飞猛进的进步。目前我国最先进的一款月球车是由最早研制月球车的哈尔滨工业大学副校长邓宗全教授率领创新团队推出的国内唯一的8轮差动扭杆弹簧式月球车样机，为探月工程提供了具有自主知识产权的“中国造”月球车可选移动系统车型。这个月球车通过了模拟月球地形环境试验，在功能上具备探月工程所需的月球车基本功能和基本组成部分。 未来的月球车一定会变得更加便捷，功能会更加完善和强大，形式会更加新颖奇特，人类一定会实现漫游月球的理想。1.4 本设计的机械结构特点太阳能月球车模型总体结构简图此图

11、为本设计的机械结构简图，如图示，主要机械结构设计可以分为三个部分，电机驱动机构设计、万向旋转机构设计和弹簧减震机构设计。电机驱动机构的设计，主要是为了使太阳能月球车更方便快捷的实现前进、后退和转弯等基本行走功能，因此，在此处要加入电机驱动模块的控制系统设计。万向旋转机构和弹簧减震机构的设计，主要是为了使太阳能太空车更灵敏的实现避障、循迹等功能，能够使太阳能月球车更好的适应月球表面复杂多变的路面状况。1.5 方案研究与设计 根据本设计的题目要求和设计任务，结合本设计的机械结构，为了更好的实现各模块的功能，对各模块进行了方案研究与设计。1.电机驱动模块方案设计由于普通直流电机易于购买，并且电路相对

12、简单，故采用直流电机作为动力源。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，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；能满足各种不同的特殊运行要求。电机驱动模块则采用ULN2803芯片作为驱动芯片，通过在其输入端输入高电平，实现对继电器的驱动，进而实现对于电机正反转的驱动。2.传感器模块方案设计为了实现太阳能月球车的循迹、避障和越野等性能，其检测系统采用超声波传感器、限位开关和光电传感器等检测元件。其中，本设计的避障性能主要通过超声波传感器和限位开关的检测功能来实现；循迹和越野性能主要通过光电传感器的检测功能来实现。3.单片机控制模块的设计方案本设计

13、的控制核心采用STC89C52单片机作为主控制器，STC89C52是一个低功耗、高性能和超强抗干扰的单片机。其使用方便快捷，能够更好的实现对太阳能月球车的控制功能。4.电源模块的设计方案本设计的机械结构略显复杂，其功能性的实现，需要8个直流电机驱动，这就需要电源模块具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能，因此，选用蓄电池作为系统的供电源。 2 控制系统功能总述本作品的控制系统是基于月球表面的实际路况环境而设计的，太空车的实际工作性能需要满足月球表面的实际路况环境，以达到月球车可以在月球表面无障碍的前行，更好的实现月球探测。本作品可以实现的智能控制功能主要有一下4个方面：1.月球车可以实现

14、前进、后退和转弯的基本行进功能，其控制转向的电机可以实现360度全方位旋转；2.月球车通过超声波传感器和限位开关的检测控制，实现避障功能，可以顺利通过障碍区；3.光电传感器的应用，使得月球车可以实现循迹前行；4.声控开关的应用，使得月球车可以实现声控启动与停止功能。单片机超声波检测模块电机驱动模块限位开关控制模块红外传感模块太阳能太空车控制系统框图3 电机驱动模块的设计与制作3.1 2803芯片的原理和特性 本设计中，电机驱动模块的设计采用ULN2803芯片驱动继电器的方式实现。ULN2803芯片为八重达林顿晶体管阵列，共18个引脚。其中，脚1、2、3、 4、5、6、7、8为输入，对应的脚18

15、、17、16、15、14、13、12、1为输出。10脚为8路输出的续流二极管公共端，9脚接地。其输入电压为5V。ULN2803引脚图ULN2803驱动继电器,输出端直接接继电器线圈一端,继电器线圈的另一端接V+电源。输入端直接和单片机I/O相连,单片机输出高电平就可驱动继电器动，实现电机的驱动。为了使驱动动作稳定，需在ULN2803输入端上拉3.3K的电阻。3.2 继电器的原理、特性 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等

16、作用。 本设计中采用的是电磁继电器，其一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。3.3 电机驱动模块的硬件设计1.电机驱动模块设计框图单片机直流电机继电器ULN2803 2.电机驱动模块电路原理图图3.2.1 电机驱动模块的设计原理图在本作品设计制作过程

17、中，并未直接用单片机控制，而是采用按键控制，验证此方案是否可以很好的实现驱动电机的正反转。按键K1、K2均为非自锁的按键开关，当按下K1时，ULN2803芯片接收到5V电压，进而驱动继电器，实现电机的正转：同理，当按下K2时，ULN2803芯片便可驱动另一个继电器，实现电机的反转。本设计中，一共需要驱动8个电机的正反转，其中4个电机同时驱动太空车行走，另外4个电机同时控制太空车转向，其机械结构如图3.2.2所示：图3.2.2 轮胎控制机械结构图每一个电机驱动的电路原理均为图3.2.1所示。4 传感器模块的设计与制作4.1 光电传感器的原理和特性 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它

18、首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。 本设计采用红外检测法实现太阳能月球车的循迹功能。红外检测法即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点，在太空车行进的过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到非黑色的地面时发生漫反射反射光被装在月球车上的传感器接收；如果遇到黑线，则红外光被吸收，则

19、月球车上的传感器接受信号。以实现对于月球车的循迹控制。其电路原理图如下图示：单片机电机驱动模块红外传感模块光电传感器控制模块设计框图4.2 超声波传感器的原理和特性超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。其系统构成由发送传感器 ( 或称波发送器 ) 、接收传感器 ( 或称波接收器 ) 、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为 15mm 左右的陶瓷振子换能器组成，换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空

20、中辐射；而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从而对发送的超声波进行检测。控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。超声波传感器电源 ( 或称信号源 ) 可用DC5V或DC12V。 超声波传感器的实物图本设计采用T/R-40-12小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检测元件，其中心频率为40Hz，由STC89C51发出的40KHz脉冲信号驱动超声波传感器发送器发出40KHz的脉冲超声波，如月球车前方遇到有障碍物时，此超声波信号被障碍物反射回来，由接收器接收，经两级放大，再经带有锁

21、相环的音频解码芯片解码，当输入信号大于25mV时，输出端由高电平变为低电平，送STC89C51单片机处理，以实现月球车的避障性能。单片机超声波检测模块电机驱动模块超声波检测控制模块设计框图4.3 限位开关的原理和特性 限位开关又称行程开关，可以安装在相对静止的物体（如固定架、门框等，简称静物）上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上。当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关接点开、合状态的改变转换为电信号，输入单片机，进而实现对于电路或电机的控制。图4.3.1 限位开关实物图本设计中，将四个限位开关分别安装在月球车的四个轮胎所在位置附近（如图4

22、.3.2所示），当月球车在行进的过程中，若其中的一个或几个限位开关触及到障碍物时，便会将开关接点的开、合状态的变化转换为电信号，实现对于月球车行进或转向的控制。图4.3.2单片机电机驱动模块限位开关模块图4.3.3 限位开关控制模块的设计框图 5 单片机控制模块的设计与制作5.1控制与检测核心 1.单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前的单片机大部分还会具有外存。同时集成了诸如通讯接口、定时器、定时时钟等外围设备。而目前功能最强大的单片机系统甚至可以将声音

23、、网络以及复杂的输入输出系统集成在同一块芯片上。单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成在一个芯片上。它具有体积小、质量轻、价格便宜等特点，为日常学习、应用和开发提供了便利的条件。单片机是靠C语言程序运行的，并且程序是可以修改的。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是其他芯片所不及的。2.STC89C52单片机的硬件结构在本设计中，所采用的控制与检测核心是STC89C52单片机,该单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器

24、、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。l 微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。l 数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节，用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。l 程序存储器由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，

25、如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64k字节。l 中断系统具有5个中断源，2级中断优先权。l 定时器/计数器片内有2个16位的定时器/计数器， 具有四种工作方式。l 串行口1个全双工的串行口，具有四种工作方式。可用来进行串行通讯，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。l P1口、P2口、P3口、P4口为4个并行8位I/O口。l 特殊功能寄存器共有21个，用于对片内的各功能的部件进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。由上可见，STC89C52单片机的硬件结构

26、具有功能部件种类全，功能强等特点。特别值得一提的是该单片机CPU中的位处理器，它实际上是一个完整的1位微计算机，这个1位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位机在开关决策、逻辑电路仿真、过程控制方面非常有效；而8位机在数据采集，运算处理方面有明显的长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起，二者相辅相承，它是单片机技术上的一个突破，这也是MCS-51单片机在设计的精美之处。3.STC89C52单片机的硬件特性l 单片机集成度高包括CPU、4KB容量的ROM（8031 无）、128 B容量的RAM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口； l

27、 系统结构简单，使用方便，实现模块化； l 单片机可靠性高，可长时间工作无故障； l 处理功能强，速度快； l 低电压，低功耗，便于生产便携式产品；l 控制功能强； 图5.1.1 STC89C52单片机实物图4.STC89C52单片机的工作过程单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即按编程顺序执行每一条指令的过程。所谓指令，就是把要求单片机执行的各种操作以命令的形式写下来，这是由设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作。单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决

28、的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件存储器中。存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，指令就存放在这些单元里，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。 程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC

29、赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC之中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。5.2 单片机控制模块的硬件设计1.最小应用系统设计STC89C52是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单可靠。用STC89C52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5.2.1 STC89C52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：l 有可供用户使用的大量I/O口线。l 内部存储器容量有限。l 应用系统

30、开发具有特殊性。1) 时钟电路STC89C52虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。STC89C52单片机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。在本设计中C1、C2的取值均为20pF，振荡晶体选择12MHZ。（时钟电路如图5.2.2所示）图5.2.1

31、 STC89C52单片机最小系统图5.2.2 STC89C52时钟电路2) 复位电路 STC89C52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。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。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。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5.2.3。图5.2.3 STC89C52复位电

32、路2.单片机控制模块硬件总体设计5.3 软件程序设计5.3.1 C语言简介 C语言是目前世界上最流行、使用最广泛的高级程序设计语言。 对于操作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用C语言明显优于其它高级语言，许多大型应用软件都是用C语言编写的。 C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画，它是数值计算的高级语言。在本设计中，主要运用C语言作为整个系统的程序控制语言。C语言主要有特点： l 简洁紧凑、灵活方便 C语言一共只有32个关键字,9种控制语句，程序书写自由，主要用小写字母表示。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实

33、用性结合起来。C 语言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作, 而这三者是计算机最基本的工作单元。 l 运算符丰富 C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34个运算符。C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。从而使C的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。 l 数据结构丰富 C的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据类型的运算。并引入了指针概念,使程序效率更高。另外C语言具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大。 l C是结构式

34、语言 结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、维护以及调试。C语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用,并具有多种循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。 l C语法限制不太严格、程序设计自由度大 一般的高级语言语法检查比较严，能够检查出几乎所有的语法错误。而C语言允许程序编写者有较大的自由度。 l C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作 因此既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，能够象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元，可以

35、用来写系统软件。 l C语言程序生成代码质量高，程序执行效率高 一般只比汇编程序生成的目标代码效率低1020%。 l C语言适用范围大，可移植性好 C语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统, 如DOS、UNIX,也适用于多种机型。 5.3.2 软件程序设计 6 总调试l 太阳能电池板的调试在太阳能电池板的调试过程中，遇到的最大问题就是电压达不到所需要求，为了解决这个问题，我们使用了专用电脑芯片的智能化控制器（如图6.1）。该控制器采用一键式轻触开关，完成所有操作及设置。具有短路、过载、独特的防反接保护，充满、过放自动关段、恢复等全功能保护措施，详细的充电指示、蓄电池状态、负载及各种故障指示

36、。经过长时间的调试与实验，最终可以实现纯光控制模式、光控加延时模式（可以在015个小时之间控制）、调试模式、通用控制器方式等几种主要控制模式。这种控制依靠太阳能电池板提供的电压的变化，通过内置单片机进行判断后对电压进行处理最后在输出端达到蓄电池所需要的12V14V的充电状态。图 6.1 太阳能电池板控制器图 6.2 太阳能电池板控制器电路原理图l 本设计控制部分的硬件制作部分都是通过手工焊接完成的，所以，所制作的电路板不可能完全达到工作要求，不免出现虚焊或短路等问题，经过不断地修调，最终可以实现安全、可靠和长时间工作。l 在电机驱动模块的设计与制作过程中，直接给ULN2803输入端5V电压，电

37、机可以正常正反转；当通过单片机给ULN2803输入端高电平时，电机不能稳定工作，经过检查调试，是由于通过单片机输出的电压只能达到2.2V至2.6V，单片机无法识别是信号1还是信号0，所以导致电机不能正常工作。为了解决这个问题，在单片机的信号输出端上拉一个3.3K的电阻，这样就可以使单片机输出的电压达到3.4V左右，可以很好地实现电机的正反转，工作稳定。l 本设计中采用了各种传感器，虽然每一种传感器的工作原理相似，但其特性由于本次实验需要捍接的器件较多，各器件对于电源电流的需要极大，我们先以双电源开始调试，发现所有的开关器件很难稳定地给单片机送正确值，只有当更换新电池或小车刚刚启动时才会很准确，

38、经过思考，这都是开关元件消耗电量很大的原因，一旦电池电量不足其工作将会萎靡不振，于是我们将所有开关器件划成一个部分，由一块电池专门供电。 在前轮PWM驱动转向电路运行中，我们发现，电机只给一个转向力，但保持长期转向时，电机的转动由于受到强行制动而处于一种相对静止的状态，导致PWM驱动电路产生大量的热量，我们既利用软件使其尽量减少长期单向转动状态，又在硬件上，在PWM驱动板上涂上了一层散热胶，即使发热，也不会烧坏PWM驱动电路。 在安装上避障用光电开关之后，其与其它所有开关元件共用同一电源，在运行时发现三个用于寻迹用的开关元件不能全部正常工作了，据分析，避障用光电开关由于探测距离远，功率大，很可

39、能影响其他元件改用单一电源供电后，小车正常工作。 在所有电源开启后，系统即进入6秒钟倒计时状态，6秒钟倒计时完毕之后，有时后轮电机不能正常启动。经分析，这是属于正常情况，因为其启动需要克服很大的惯性，而其电源又不能在瞬间提供很大的电流，所以就没有动静。此时，关掉单片机电源，再重新打开后即可进入正常状态去正常运行。7结论及展望毕业设计是我在大学学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程有助于培养我的学习能力和独立工作能力。我选的题目是西安交通大学城市学院学生食堂施工组织设计，这个题目对于我而言是一个全新的挑战。在设计时，导师着重强调了对工程量的计算。工程量计算一直是许多同学在学习中存在的困难问题，我也不例外。我选择这个题目，就是想在大学这个最后的、最重要的时间里，把自己平时存在的问题解决掉，不能够带着问题遗憾的离开我的美好的大学。我选的这个题目是导师