一種能沿細(xì)鐵絲循跡運(yùn)行的智能小車的設(shè)計(jì)

文/陳洪容 覃智廣 張銳麗，宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由主控芯片控制 STC 12C5A60S2控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制，通過電感傳感器LDC1000檢測細(xì)鐵絲的位置，L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行，利用霍爾傳感器檢測小車運(yùn)行的行駛距離，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定地點(diǎn)，發(fā)出聲音報(bào)警信息，整個(gè)運(yùn)行過程的信息都能在液晶屏上顯示，其系統(tǒng)組成框圖如圖1示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 主控模塊

本設(shè)計(jì)以 STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心。STC12C5A60S2是一款16位Flash單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。STC 12系列單片機(jī)是宏晶科技公司新的低功耗16位Flas h單片機(jī)，它的16級中斷、高效尋址方式、10K大容量Flash EEPR OM、A/D轉(zhuǎn)換、硬件乘法器、硬件脈寬調(diào)制器(PWM)等功能特點(diǎn)，較好的實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的功能與超低功耗的結(jié)合，具有很高的性價(jià)比。

2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊芯片選用L298N驅(qū)動(dòng)。該芯片驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，控制方式簡單方便。

圖2 LDC1000傳感器電路圖

2.3 循跡模塊

用 LDC1000電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器作為循跡傳感器，通過測試外部金屬物體和 LDC1000相連的測試線圈的空間位置，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡的功能。其原理圖如圖2示。在其接口J1外接一個(gè)線圈就可以實(shí)現(xiàn)非接觸式電感檢測,檢測跑道上細(xì)鐵絲的位置，通過采集到數(shù)據(jù)的變化來實(shí)現(xiàn)可靠地自動(dòng)尋跡，并判斷硬幣的位置。

2.4 霍爾傳感器

距離檢測模塊是采用霍爾元件A3144E進(jìn)行感應(yīng)檢測，通過主控芯片檢測霍爾感應(yīng)器每秒鐘的脈沖數(shù)，測出小車的轉(zhuǎn)速，從而計(jì)算小車行駛的距離，并在顯示器上顯示出來。

2.5 液晶顯示的設(shè)計(jì)

液晶顯示器采用LCD12864，它可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字、128個(gè)字符及64X256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM)，可顯示128列×64行點(diǎn)陣。其可視面積大，畫面效果好，抗干擾能力強(qiáng)，調(diào)用方便簡單，能滿足本設(shè)計(jì)的顯示要求。

3 小結(jié)

根據(jù)系統(tǒng)要求，制作出硬件實(shí)物，編寫單片機(jī)程序，為了提高運(yùn)行效率，不斷進(jìn)行調(diào)試測試，在檢測到直線運(yùn)動(dòng)時(shí)快速通過，在拐彎時(shí)控制合理的速度，速度的調(diào)節(jié)通過軟件調(diào)整PWM控制運(yùn)行。經(jīng)過實(shí)際測試，在不規(guī)則的7.5米跑道上能在60秒內(nèi)完成整個(gè)運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)效果。