电磁感应智能电动车设计报告VIP免费

第1页共7页路径检测软件控制驱动电机控制小车编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页电磁感应智能电动车设计报告姓名:张峰学号:2008111116专业:电子信息工程学院:电气与新能源学院摘要:为了实现小汽车智能控制，以ATmega16为核心，MCU将各种传感器得到的信息进行综合判别和处理，然后发出指令给电机驱动器，控制小汽车，使小汽车能够快速、准确的实现左转、右转、调速、前进、后退和停车。设计使用了线圈磁场传感器进行路径检测，测量车辆的位置，矫正行车路线。用干簧管检测起始线处的永磁铁使小车能精确的在其附近停车。用PWM调速法准确的实现左转、右转、调速、前进和后退。多传感器并行工作，MCU的综合数据处理为小车按照预定程序运行提供了充分的保证。关键字：ATmega16；线圈磁场传感器；干簧管；PWM调速法1小车系统整体设计电磁感应智能电动车采用ATMEL公司的高性能、低功耗的8位AVR微处理器作为主控制芯片。利用一个线圈磁场传感器检测路径，实现行车位置的判断，进而控制电机。系统分为控制部分以及信号检测部分。其中小车控制部分包括电机驱动模块；信号检测部分包括路径检测和起始线处永久磁铁检测。系统方案方框图如图1所示。图1智能小车寻迹系统框图2系统各模块的原理与实现2.1主控芯片的选型ATmega16系列单片机是美国ATMEL公司生产的高性能、低功耗的8位AVR单片机。它具有先进的RISC结构，16K字节的系统内可编程Flash擦写寿命:10,000次；512字节的EEPROM擦写寿命:100,000次；四通道PWM；8路10位ADC；工作电压:：4.5-5.5V；32个可编程的I/O口；有40引脚PDIP封装,44引脚TQFP封装,与44引脚MLF封装。片上资源丰富，以提供“单片”解决方案。本系统选用一片40引脚PDIP封装的ATmega16作为MCU，与电机驱动芯片L298N一起控制电机。还处理线第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页圈磁场传感器送来的路径检测信号，该信号主要控制小车的加速、减速、惯性行驶、刹车、转向等状态。2.2外部传感器的选择2.2.1检测路径的传感器现在我们有很多测量磁场的方法，磁场传感器利用了物质与磁场之间的各种物理效应，我们需要选择适合车模竞赛的检测方法，除了检测磁场的精度之外，还需要对于检测磁场的传感器的频率响应、尺寸、价格、功耗以及实现的难易程度进行考虑。综合各方面考虑我们选取最为传统的电磁感应线圈的方案。它具有原理简单、价格便宜、体积小（相对小）、频率响应快、电路实现简单等特点，适应于快速实现路经检测的方案。2.2.2检测起始线处永久磁铁的传感器由于起始线处有永磁铁标记故测量智能车沿跑道跑过的圈数时我们采用干簧管，该传感器体积小，可以装在车轮附近的车身上，每经过一次起始线，干簧开关闭合一次，并且精度比较高，是个很好的选择，故选用。2.3执行部件的选择执行部件分为驱动部件和方向控制部件两个部分。比较好的方案是在方向控制部分使用步进电机，这样可以由MCU比较精确的控制前轮转向的角度和持续时间，结合传感器传来的信号，便可以非常精确地控制小汽车行驶的方向。但是，由于该系统的控制对象是由玩具电动车改装，其电动机和变速系统已经无法更换。故只能使用该玩具汽车自带的两个电动机。实际使用时，用PWM信号驱动电动机，控制电机的输出功率和转速。2.4车速的控制车速调节的方法有两种：一是用步进电机代替小车上原有的直流电机；二是在原有直流电机的基础上，采用PWM调速法进行调速。考虑到机械装置不便于修改等因素，这里选择后者，利用单片机输出端输出高电平的脉宽及其占空比的大小来控制电机的转速，从而控制小车的速度。经过多次试验，最终确定合适的脉宽和占空比，基本能保证小车在所需要的速度范围内平稳前行。2.5供电部件由于该系统用电池供电，对电路功耗的要求比较严格。该电路中耗电量大的就是电动机和MCU。但是主要是电动机，功耗无法消减。另一方面，该系统为数字与模拟混合系统，要求使用多档不同的电压供电，比较理想的办法是使用DC-DC变换器来产生系统所需要的各种电压。但是考虑到小车跑的距离不是很长，干电池可以支撑系统的稳...