自动往返电动小汽车
(高级组)
设计报告
部门院系：常州大学信息科学与工程学院
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目录
1、设计任务
…………………………………………………………………………
3
1.1基本要求 …………………………………………………………………………3 1.2发挥部分 …………………………………………………………………………3
………………………………………………………………
2、方案论证与选择 4
2.1、系统总体框图 …………………………………………………………………4 2.2、各模块硬件选择 ………………………………………………………………4
………………………………………………………………………
2.2.1、控制模块 4
………………………………………………………………
2.2.2、外部传感器模块 5
………………………………………………………………….
2.2.3、电机驱动模块 5
…………………………………………………………………………
2.2.4、电源模块 5
………………………………………………………….. ……………
2.2.5、显示模块 5 3.1、系统总体电路图 …………………………………………………………………….6 3.2、系统各模块设计介绍 ……………………………………………………………..7
3.2.1、单片机控制模块 7
………………………………………………………………….
3.2.2、外部传感器模块 8 3.2.3、电机驱动模块 8 3.2.4、LCD液晶显示模块 ………………………………………………….9
……………………………………………………………………………………………………………………………………….
3、系统硬件原理与实现 ………………………………………………………………….6
4、统软件设计 …………………………………………………………………………….10 4.1 系统软件设计框图
…………………………………………………………………
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4.2 系统软件设计代码…………………………………………………………………12
5、设计数据测量……………………………………………………………………………19
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1、设计任务
设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。
跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。
1.1基本要求
1) 车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10
秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。
2) 到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车
辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。 3) D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于4秒，
但不允许在限速区内停车。
1.2发挥部分
1) 自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。 2) 自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。 3) 其它特色与创新。
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2、方案论证与选择
2.1、系统总体框图
选定自动往返小车的题目后，我们决定购买一台符合尺寸要求的玩具小车，
直接利用上面的直流电机的方法实现要求，由此节省自行安装和调试小车动力部分的时间。
根据设计任务要求，最终确定的系统设计框图如下：
系统分为单片机控制模块、外部传感器模块、电机驱动模块、电源模块和LCD液晶显示模块。
2.2、各模块硬件选择
2.2.1、控制模块
控制模块负责接收传感器，控制液晶显示模块和PWM控制输出。主流方案
是采用FPGA芯片或者单片机。采用可编程逻辑器件FPGA作为控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。还可以采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器AT89S52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。考虑到本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑我们选择较为成熟的方案2。
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