智能小车的制作

智能小车的制作

摘要 智能小车控制系统选用AVR-ATMEGA16单片机为控制核心，通过光电编码器对小车速度进行检测，将速度反馈给单片机，由单片机对小车驱动直流电机进行转速控制，从而控制小车的速度并且通过控制PWM脉冲占空比对小车的速度进行调节。采用红外线对管对小车运行路线进行检测保证小车延预定路线行驶。经多次测试调整，实际测试中甲车和乙车分别从起点标志线开始，在行车道各正常行驶一圈，甲、乙两车按预定轨道位置同时起动，乙车通过超车标志线后在超车实现超车功能，并先于甲车到达终点标志线，即第一圈实现乙车超过甲车。实现了基本要求和部分发挥部分。

关键词 单片机AVR-ATMEGA16；红外线对管；车速检测；L298驱动

1 方案确定

智能小车控制系统选用AVR-ATMEGA16单片机为控制核心，通过光电编码器对小车速度进行检测，将速度反馈给单片机，由单片机对小车驱动直流电机进行转速控制，从而控制小车的速度并且通过控制PWM脉冲占空比对小车的速度进行调节。当按键按下时，启动小车运行，小车运行过程中由装在车身的红外线对管，检测起始标志线、转弯标志线、超车标志线，将检测到的信号后送给单片机，由单片机控制L298驱动左右轮的电机，来控制电机进行转弯、加速、减速、超车区超车等功能。光电编码器测出两轮电机的转速，送回给单片机来调整小车的行进速度。

2 单元电路设计

2.1 最小系统电路

最小系统选用AVR-ATMEGA16，主要用于对各个模块进行控制，以保证每个模块正常运行，此模块为整个系统的控制核心，通过IO口对接受和发送数据，来实现控制，包括控制PWM波的占空比来控制电机的转速，光电编码器将测得的电机转速送回单片机，红外线对管检测的信息送回单片机，来控制小车按要求进行。

2.2 电机驱动电路

设计过程，由于主控芯片上没有自带的PWM控制器，通过设计硬件电路和软件产生PWM波对电机进行控制。首先芯片通过PWM信号开启关闭通道，电路的有效值功率P如式1所示，只要控制占空比就可改变电机的驱动功率，由单片机的模块发出不同占空比的信号来控制行进电机，按照要求转动。一块L298芯片可同时驱动两个直流电机， L298的工作电压为5V~20V，导通电阻为0.12Ω，输入信号频率通常小于10K，并且具有短路保护、欠压保护、过温保护等功能。从芯片的封装图可以看出，可用两个半桥电路增强其驱动能力，因此该方案可高