2008年G题 智能救援小车 - 图文(3)

方案一：采用LED数码管显示。 LED显示具有硬件电路结构简单、调试方便、软件实现相对容易等优点，但是由于我们计划要显示小车运行时间，LED数码管无法显示如此丰富的内容，因此我们放弃此方案。

方案二：采用LCD液晶显示。LCD液晶具有功耗低、显示内容丰富、清晰，显示信息量大，显示速度较快，界面友好等而得到广泛应用，因此我们选择此方案。

通过以上方案论述我们选择方案二，显示小车运行时间的任务。 2.12智能救援小车最终方案

经过反复的探讨和论证我们最终确定智能救援小车的如下最终方案： 1.车体用敷铜电路板手工制作。

2.采用STC89C52单片机作为整个电路的控制核心。 3.使用7.2V可充电动力电池组为系统提供基准电源。 4.采用直流减速电机作为救援小车系统的驱动电机。

5.使用电机专用驱动芯片L293D作为直流减速电机的驱动芯片。 6.采用光电开关传感器组成救援小车的避障系统。 7. 用RPR220型光电对管完成系统的寻迹任务。 8. 采用接近开关完成金属检测任务。

9. 利用线圈通电可以产生磁场的原理完成贴片的转移。

10. 采用IDS1420录放音模块完成救援小车的语音提示功能。 压。

三、硬件系统的设计与功能实现 3.1救援小车主线路板制作

在线路板制作设备的选择上，我们使用的是德国专业电路板设备LPKF ProtoMat? S62 电路板刻板机。LPKF线路板雕刻机 ProtoMat? S62 的精确度较高，分辨率高达0.25 微米。可快速制作各种复杂对精度要求较高的线路板，该线路板雕刻机的最大优点是：制作双面线路板的速度较快，特别适合对时间有较高要求的电子设计竞赛试用，其实物图和救援小车系统线路板的实物图分别如下图所示：

雕刻机实物

线路板实物图

3.2微控制器电路的设计与原理

微控制器电路是整个智能救援小车系统的核心控制部分，它负责对各路传感信号的采集、处理、分析及对各部分硬件电路进行调整。本设计制作的智能救援小车系统以STC89C52单片机最小系统电路为整个系统的控制电路，通过各种传感器电路，采集各种传感器信息，以发出各种控制信号命令，来完成相应的操作，单片机控制电路原理图如所示：

单片机控制电路原理图 3.3电源电路原理与设计

电源电路为系统提供基准电源，是整个系统工作稳定性关键所在，本系统采用7.2V可充电动力电池组，可充电反复利用，动力电池组具有较强的电流驱动能力及稳定的电压输出性能，经测试在用此种供电方式下，单片机和传感器工作稳定，直流电机工作良好。其充电电路原理图如图所示：

3.4电机驱动电路的原理与设计

本设计中采用的电机专用驱动芯片L293D。L293D是欧洲著名的SGS公司的产品，为单块集成电路、高电压、高电流、四通道驱动。设计用来接收DTL或者TTL逻辑电平，驱动感性负载(比如继电器，直流电机)，和开关电源晶体管。内部包含4通道逻辑驱动电路。其额定工作电流为1A，最大可达1.5A，Vss电压最小4.5V，最大可达36V。

输入引脚和输出引脚的逻辑关系

L293d可直接的对电机进行控制，无须隔离电路。通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作（表1是其使能端、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。），操作非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照上表，用程序输入对应的码值，即可以实现对应的操作。其驱动电路原理图如下所示：

3.5避障电路的原理与设计

用漫反射式光电开关进行避障。光电开关实际发射头与接收头于一体的检测开关，其工作原理是根据发射头发出的光束，被物体反射，接收头据此做出判断是否有障碍物。当有光线反射回来时，输出低电平。当没有光线反射回来时，输出高电平。单片机根据接收头电平的高低做出相应控制，避免小车碰到障碍物。由于接收管输出TTL电平，有利于单片机对信号的处理。 小车采用漫反射式传感器进行避障的电路原理图如下图所示：

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