基于單片機的智能泊車(chē)系統設計方案

發(fā)布時(shí)間:2012-4-21 10:14    發(fā)布者:1770309616
關(guān)鍵詞: AT89C52 , 單片機 , 智能泊車(chē)
  摘 要:一個(gè)有效的智能泊車(chē)系統,不僅能幫助駕駛者快速、安全地完成泊車(chē)操作,從而減輕駕駛員負擔,減少交通事故,而且能夠有效提高汽車(chē)的智能化程度,增加汽車(chē)的附加值,從而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益。使用AT89C52單片機作為小車(chē)的主控制器,在該控制器基礎上,添加了光電避障電路、測速電路、光源引導電路和電機驅動(dòng)電路,從而實(shí)現了智能泊車(chē)系統設計。該系統結構簡(jiǎn)單、成本低,并在實(shí)驗室中取得了預期的效果,能夠使小車(chē)進(jìn)入指定的停車(chē)位。
  0 引 言
  隨著(zhù)我國汽車(chē)數量逐年急劇增多,泊車(chē)位、停車(chē)場(chǎng)的數量卻跟不上其增長(cháng)的步伐,越來(lái)越多的人為如何泊車(chē)而發(fā)愁。日益擁擠的泊車(chē)環(huán)境要求人們對汽車(chē)的泊車(chē)技術(shù)更加地嫻熟,這就更加重了人們工作之外的緊張情緒,降低了人們的生活質(zhì)量。因此,如何解決泊車(chē)過(guò)程中的不便利,消除安全隱患,迅速、準確、安全地將汽車(chē)?康胶线m的位置,逐漸引起了人們的關(guān)注。
  1 系統的工作原理及功能
  智能泊車(chē)系統可分為控制部分和信號檢測部分。
  其中信號檢測部分包括障礙物檢測模塊,光源檢測模塊和速度檢測模塊;控制部分包括控制器模塊,電機控制模塊。智能泊車(chē)系統基本模塊方框圖如圖1所示。
  
  圖1 智能泊車(chē)系統基本框圖
  系統工作原理如下:在小車(chē)啟動(dòng)之后,通過(guò)霍爾傳感器A44E進(jìn)行小車(chē)的速度檢測,對小車(chē)進(jìn)行智能限速,小車(chē)行進(jìn)過(guò)程中通過(guò)紅外光電傳感器避障,車(chē)庫系統發(fā)送光源指示信號,光敏三極管接收車(chē)庫指示信息,使小車(chē)到達指定車(chē)庫后,停車(chē)。
  1.1 單片機最小系統設計
  AT89C52是51系列單片機的一種,是一個(gè)低功耗,高性能,CMOS 8位單片機,片內含8KB的可反復擦寫(xiě)的FLASH只讀程序存儲器和256B的隨機存取數據存儲器(RAM),由ATMEL公司采用高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn),兼容標準MCS-51指令系統,片內置通用8位中央處理器和FLASH存儲單元,片內有ROM/EPROM,因此,這種芯片構成的最小系統簡(jiǎn)單可靠,只要將單片機接上時(shí)鐘電路和復位電路即可。
  1.2 避障電路設計
  紅外光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠、體積小、安裝輕便等諸多特點(diǎn),因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和智能小車(chē)中獲得廣泛應用。本設計中采用的光電避障傳感器是HS0038B.紅外光電接收電路工作原理為:當接收到載波頻率為38kHz的脈沖調制信號時(shí),首先,HS0038B內的紅外敏感元件將脈沖調制紅外光信號轉換成電信號,再由前置放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理,然后通過(guò)帶通濾波器進(jìn)行濾波,濾波后的信號由解調電路進(jìn)行解調,最后由輸出電路進(jìn)行反向放大并輸出低電平;未接收到載波信號時(shí),電路則輸出高電平。紅外發(fā)射電路由555定時(shí)電路產(chǎn)生方波,對紅外發(fā)射管進(jìn)行調制。
  1.3 A44E測速電路設計
  霍爾傳感器A44E在測速系統中的主要作用是車(chē)輪轉速采集。車(chē)輪每轉一周,磁鐵經(jīng)過(guò)A44E一次,A44E的第3腳就輸出一個(gè)脈沖信號,脈沖信號的周期與電機的轉速有下列關(guān)系:
  
  式中:n為電機轉速;P 為電機轉一圈的脈沖數;T 為輸出方波信號的周期。
  脈沖信號作為單片機AT89C52的外中斷信號,從P3.2口輸入。
  1.4 電機驅動(dòng)電路設計
  動(dòng)作執行單元為驅動(dòng)小車(chē)左右輪的兩個(gè)減速直流電機,控制它們的轉速,就控制了小車(chē)的運動(dòng)狀態(tài)。但是由動(dòng)作控制單元發(fā)出的控制信號非常微弱,無(wú)法直接驅動(dòng)直流電機,須匹配設計合理的驅動(dòng)電路,常用的驅動(dòng)電路為H 橋。在設計過(guò)程中發(fā)現,由于三極管導通、關(guān)斷的時(shí)間不統一,導致用三極管搭建的H 橋在電機電流換向的時(shí)候經(jīng)常發(fā)生微短路,使得三極管發(fā)熱現象很?chē)乐,整個(gè)電路電源波動(dòng)很大,非常耗電。因此,本設計最終采用了集成H 橋L298.除此之外,在設計過(guò)程中發(fā)現電機轉動(dòng)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢會(huì )嚴重影響傳感器的輸出狀態(tài),將錯誤的路徑信息送給處理器,導致小車(chē)經(jīng)常產(chǎn)生錯誤動(dòng)作。因此,本設計采用了雙電源供電,即傳感器和芯片共用一組電源,電機專(zhuān)用一組電源,中間信號的傳輸采用了4N25光耦電路進(jìn)行電氣隔離。
  1.5 光源引導電路設計
  本設計采用光敏三極管作為光源檢測傳感器,因為其感光電壓變化明顯(電壓值變化在60~100mV 左右),價(jià)格便宜。光源引導模塊需要在小車(chē)前方安裝3個(gè)光敏三極管,通過(guò)車(chē)庫發(fā)出的光源信號來(lái)引導小車(chē)到指定車(chē)庫停車(chē),使用LM324作為光源引導模塊的核心放大器件,將信號進(jìn)行放大處理。
  1.6 停車(chē)場(chǎng)系統設計
  為了更好地完成小車(chē)避障、光源引導和入庫過(guò)程,停車(chē)場(chǎng)系統設計也是十分重要的。停車(chē)場(chǎng)系統設計圖如圖2所示。
  
  圖2 停車(chē)場(chǎng)系統設計圖
  2 軟件設計
  系統軟件設計在Keil C51 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行。軟件主要包括系統主程序、避障子程序、光源引導子程序和測速限速子程序等。泊車(chē)系統整體流程如圖3所示,避障程序流程圖、光源引導程序流程圖分別如圖4,圖5所示。測速限速電路軟件設計思路是將每圈的時(shí)間換算成速度,再與設定的速度比較,如果所測速度大于設定值,則控制電機減速到設定值;如果所測速度小于設定值,則控制電機加速到設定值,完成小車(chē)的智能限速。
  
  圖3 智能泊車(chē)系統總體流程圖
  3 各模塊測試及連接
  各模塊連接:小車(chē)舵機左轉輸入端接P3.4;小車(chē)舵機右轉輸入端接P3.5;小車(chē)驅動(dòng)電機前進(jìn)輸入端接P3.6;小車(chē)驅動(dòng)電機后退輸入端接P3.7;光電避障模塊左傳感器輸出端接P1.0;光電避障模塊右傳感器輸出端接P1.1;光源引導模塊左傳感器輸出端接P1.2;光源引導模塊中間傳感器輸出端接P1.3;光源引導模塊右傳感器輸出端接P1.4。
  小車(chē)整體測試:把小車(chē)放在停車(chē)場(chǎng)入口處,打開(kāi)小車(chē)電源,打開(kāi)車(chē)庫中對應車(chē)庫位置的光源電源,小車(chē)避開(kāi)障礙通過(guò)停車(chē)場(chǎng)下坡區,到達指定車(chē)庫前面,依靠光源引導入庫,停車(chē)。
  
  圖4 避障程序流程圖
  
  圖5 光源引導程序流程圖
  4 結 論
  本文設計的智能泊車(chē)系統可以在實(shí)驗室內實(shí)現小車(chē)的自動(dòng)駛入指定停車(chē)位的功能。將小車(chē)停在停車(chē)場(chǎng)入口處,然后車(chē)主可以離開(kāi)小車(chē),此時(shí)小車(chē)就可以根據停車(chē)場(chǎng)內的車(chē)輛誘導信號(光源引導信號)將車(chē)引入停車(chē)場(chǎng),從而實(shí)現自動(dòng)泊車(chē)過(guò)程。

來(lái)源:電子工程網(wǎng)
本文地址:http://selenalain.com/thread-90600-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對其真實(shí)性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,我們將根據著(zhù)作權人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

相關(guān)在線(xiàn)工具

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
午夜高清国产拍精品福利|亚洲色精品88色婷婷七月丁香|91久久精品无码一区|99久久国语露脸精品|动漫卡通亚洲综合专区48页