楊洪強

摘要：這個系統(tǒng)以K60芯片為單片機核心，通過利用電感感應電磁線經過運算放大電路放大電信號，可獲得高精準高分辨率的數(shù)字信號，而單片機通過采集到的信號對數(shù)據(jù)進行存儲、濾波和放大，從而實現(xiàn)智能車的循跡動作。超聲波判斷前方有沒有障礙物的方法是通過超聲波發(fā)出和接收信號的差異來確定的，通過單片機的處理進行避障。

關鍵詞：單片機;智能循跡車

1.引用

近幾年，隨著智能水平的提高，智能技術的快速發(fā)展，使用的地方越來越多。以快速發(fā)展的汽車電子應用技術和智能化技術為指導的智能循跡車系統(tǒng)，包含了了理工科的多個學科。同時，現(xiàn)在智能機器人的技術更新?lián)Q代很快，可以說是一天一個樣，它在國防、農業(yè)、采礦、鉆井等領域都有應用。20世紀以來世界發(fā)展的很迅速，我國在這個發(fā)展的浪潮中，同樣也不落后甚至位于前列。比如京東的無人快遞車、我國的軍用無人機等，在國際上得到了一致的好評。我國自動化專業(yè)教學指導委員會還舉辦了多屆全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽，極大的提高了大學生對智能領域的興趣和對我國智能化發(fā)展有這巨大的推力。

智能循跡車，也就是輪式機器人，適合工作于一些人類無法工作的惡劣環(huán)境中，比如這些技術可以應用于極地科研，外星探索，深海探索等領域。也可以用于解放勞動力提高生產效率，比如該技術可以應用于無人駕駛汽車，智能生產線，智能倉庫，智能服務機器人等領域。在很危險的地方給適合智能機器人，這是智能機器人的優(yōu)勢也是對人權的一種保護，例如中國的嫦娥系列月球探測器，取回了“月壤”供我們研究。在火星探索期間，美國的“勇氣”和“機會”都發(fā)現(xiàn)了證據(jù)表明火星著陸區(qū)附近有水。所有這些都為檢測人類的地球外生命做出了重要貢獻。

2.系統(tǒng)整體設計方案

智能車的整體結構，包含機械部分設計、硬件電路部分設計、軟件算法編寫三個主要部分。這三個部分有相互聯(lián)系和影響。所以這三個部分相互間的設計成為重中之重，我本著智能車穩(wěn)定性的原則對三者之間進行了多次的調試，最終達到了最佳狀態(tài)。機械部分設計關系著智能尋跡車能力的“大小”，是智能車的“身體”。硬件電路部分設計為智能車提供所必需的電源、傳感器及控制調試能力，是智能車的“大腦”和“器官”。軟件算法編寫最終實現(xiàn)對智能車機械和電路的控制，達到智能化。系統(tǒng)是以檢測電磁場信號為基礎，通過單片機處理信號實現(xiàn)對智能循跡車的控制，是智能車的“思維”。在這三部分的作用下，使智能循跡車進行循跡、避障等一系列動作。系統(tǒng)電路部分需要包括K60單片機、電機驅動電路、電磁傳感器電路、超聲波傳感器模塊、速度控制電路、電源電路。綜上所述，

3.機械設計部分

一、車模底盤降低，以降低重心;二、舵機豎直放置，打角極限更大;三、.超聲波傳感器至于智能車前端的中間部位、有利于超聲波對障礙物的檢測。四、電感安于車頭位置，便于獲取前方賽道信息;五、電池用扎帶固定在后方，平衡重心;六、所有傳感線都縮短到合適長度，既方便了信號的傳遞，也使得智能車更加整潔美觀，使智能車不僅僅是一輛車模，更是成為一件“藝術品”;七、運用 OLED 屏幕、組合按鍵進行參數(shù)調整。

4.硬件電路設計部分

一、電源模塊：電源電壓轉換，穩(wěn)壓，濾波電路，電源管理模塊給整個系統(tǒng)供電，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;二、單片機最小系統(tǒng)模塊：K60芯片及其外圍電路是系統(tǒng)的核心部分，是閉環(huán)控制中最重要的一環(huán)，負責處理傳感器、編碼器等反饋回來的信息，并對電機驅動電路和車輪進行控制。程序下載調試接口進行軟件程序的下載;三、電感傳感器模塊：電磁檢測電路采集電磁信息，配合圖像傳感器對賽道進行分析;四、電機驅動模塊：采用MOS全橋驅動并聯(lián)搭建全橋，驅動電機完成智能汽車加減速控制和轉向控制;五、超聲波傳感器模塊：分析前方是否存在障礙物，反饋到K60芯片進行避障;六、人機交互模塊：通過按鍵和OLED進行少數(shù)參數(shù)的更改和參數(shù)的顯示，這樣更清楚和操作方便，大大的節(jié)約了時間用于其他研究;七、速度檢測電路：速度檢測電路采用逐飛光電編碼器，檢測電機光電碼盤脈沖頻率將智能車車輪的轉速反饋給單片機，用于速度的閉環(huán)控制。

5.軟件編寫部分

一、利用LAR平臺進行程序的編寫;二、我們在編寫程序的時候需要按照一定的步驟，首先我們點擊file再點擊new file，創(chuàng)建一個新的文件，后綴名設置為.c文件并且將其保存到我們的系統(tǒng)工程中。然后我們便可以在.c文件中輸入我們編寫的程序。當編程完成之后，我們便可以點擊編譯按鈕進行編譯，對我們的程序進行檢查，當沒有錯誤沒有警告之后，需要我們在工程設置中勾選生成hex文件（該步驟也可以在第一步就進行），再次編譯之后，就可以在系統(tǒng)工程文件夾中看到后綴名為. hex的文件，將此文件燒錄軟件燒錄，便可以將程序下載到單片機;三、利用stc-isp-15xx-v6.85H軟件將程序錄入單片機中，實現(xiàn)智能循跡車的功能。智能車系統(tǒng)總體結構框圖5-1如下所示。

6.結束語

硬件決定基礎。當硬件電路能夠讓車穩(wěn)定跑起來。并且，電路能夠持續(xù)穩(wěn)定的使用時。我們要做的就是解決一些機械結構的問題以及在調試代碼過程中電路是否依然能夠穩(wěn)定的使用。

軟件決定高度。當我們的硬件電路與機械結構沒有任何問題時，我們的工作重點就應該放到軟件的調試中。從基本的能跑，在到所有的元素能夠穩(wěn)定通過。此刻我們也需要不斷的提高小車的速度和穩(wěn)定性。

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