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        基于MSP430系列單片機控制的智能小車

        2018-03-20 09:10:00湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院勇中車株洲電力機車有限公司王梨英
        電子世界 2018年4期
        關(guān)鍵詞:原理圖小車超聲波

        湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王 勇中車株洲電力機車有限公司 王梨英

        0 引言

        隨著現(xiàn)代通訊和信息技術(shù)的發(fā)展,智能控制小車的研究越來越熱,更多的研究者在紅外遙控、超聲波檢測和人體紅外避障等方面做了大量的研究,此外在遇到障礙物時,除開避障還需要具有聲光報警功能。本文基于此,采用MSP430系列單片機,設(shè)計了一款智能控制小車,該小車具有紅外檢測和遙控功能,具有非常精確的避障功能。

        1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計

        本設(shè)計以MSP430單片機為控制核心,系統(tǒng)主要分為L298N電機驅(qū)動模塊、紅外對管測速模塊、溫度測量模塊、濕度測量模塊、甲烷濃度測量模塊、超聲波測距模塊、上位機顯示模塊、NRF2401無線收發(fā)模塊、報警器模塊、單片機控制模塊。系統(tǒng)整體的硬件設(shè)計框圖如圖1所示。

        圖1 系統(tǒng)框圖

        2 系統(tǒng)硬件整體設(shè)計

        2.1 電機控制模塊

        圖2 電機驅(qū)動模塊圖

        圖3 測速模塊圖

        電機驅(qū)動采用L298N來實現(xiàn)的,由四個IO口經(jīng)四個與門再由L298N輸出四路信號來控制兩電機。其控制電路圖如圖2所示。

        2.2 測速模塊

        測速模塊主要是由st188和輪胎的黑白間條組成。由于此車胎被處理成為黑白兩種顏色,通過比較器設(shè)置的門限值,可以很方便的感知地面的顏色。在黑線檢測電路中用LM324來確定紅外接收信號電平的高低,以電平高低判斷黑線有無。從而判斷車胎的轉(zhuǎn)速,測算出車速。其電路如圖3所示。

        2.3 超聲波測距模塊

        超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據(jù)計時器記錄的時間t,就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s),即:s=340t/2,超聲波測距模塊原理圖如圖4和圖5所示:

        圖4 超聲波發(fā)射電路原理圖

        圖5 超聲波接收電路原理圖

        圖6 系統(tǒng)程序流程圖

        3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

        對應(yīng)硬件系統(tǒng)的相應(yīng)功能,在進行軟件設(shè)計時,主要包括超聲波測距模塊、直流電機驅(qū)動模塊、步進電機驅(qū)動程序模塊、測速模塊、溫濕度檢測以及上位機顯示模塊等,其框架與功能示意圖如圖6所示。

        4 系統(tǒng)測試

        本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)試方便,系統(tǒng)反映快速靈活,硬件電路由可拆卸模塊拼接而成有很大的擴展空間。經(jīng)驗收測試,該智能小車設(shè)計方案正確、可行,各項指標穩(wěn)定、可靠(見圖7)。

        圖7 智能小車實物圖

        5 結(jié)論

        本文通過軟硬件的設(shè)計,完成了一款智能控制小車的設(shè)計,經(jīng)過設(shè)計和實驗驗證,該智能小車能檢測人體障礙以及其他障礙物的存在,且距離精準,此外,具有超聲波測速功能,能根據(jù)周圍環(huán)境的變化,進行周圍溫濕度及甲烷濃度的檢測,根據(jù)要求可以進行聲光報警功能。

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        [4]徐愛鈞,徐陽著.KeilC51單片機高級語言應(yīng)用編程與實踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2013,6:157.

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