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基于Labview的智能小车控制平台.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.36M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    测控 072 班 李明 学号：0702451879 基于 Labview 的智能小车控制平台 班级： 测 控 072 班 姓名： 李 明 学号： 0702451879 1
    测控 072 班 李明 学号：0702451879 基于 Labview 的智能小车控制平台 摘要：该课程设计是基于 Labview 的智能汽车控制平台，该平台建立在飞思 卡尔单片机及 51 单片机控制芯片基础上，基于 Labview 仿真。采用无线控制小 车转向，加速，刹车系统。该设计是测控专业集单片机控制，电路，软件编程于 一体的平台练习，是集测控专业所学的一门综合提高学生素质的课程设计。 关键词：Labview 智能汽车 飞思卡尔单片机 测控 Abstract: the course is designed based on the intelligent vehicle control platform Labview, this platform based on SCM and 51 single-chip microcomputer control freescale Labview, based on the chip. Using radiocontrol car accelerated, braking system, steering. This design is a professional sets single-chip microcomputer control, the control circuit and the software programming in one of the platform, which is a professional knowledge of measurement to improve students' comprehensive quality of the course design. Keywords: measure-control intelligent vehicle freescale microcontroller Labview 2
    测控 072 班 李明 学号：0702451879 一、 单片机系统的组成 1．改装原因： （1）：市面上的游戏方向盘都是 USB 通信协议，用户不了解协议内容， 无法用于自己控制要求。 （2）：USB 通信优势虽然非常明显，但由于其协议复杂，且受其通信距 离限制，USB 信号一般只能在几米的传输范围内，较串口较短，因此选 择了简易可行的串口协议。 2. 设计步骤： （1）：了解内部工作及传感原理。拆开游戏方向盘，结果发现传感原理 非常简单，仅靠变阻器和按键传递控制信号。 （2）：使用一款自己熟悉的单片机（AT89S52）根据硬件电路接口电路 设计自己的硬件控制电路板卡。其中包括方向盘指挥输入部件和与 PC 机通信的串口通信模块。 （3）：编写自己的用户应用程序，创建自己和 PC 的通信协议，发挥软 件编程的灵活性。 3. 硬件原理图说明： （1）：核心控制芯片选 用 AT89S52,其各接口使 用情况如下图所示： 0834_DI、0834_DO、0834_CLK、 0834_CS 用于 AD 采样的接口。 图(7)核心控制芯片 89S52 3
    测控 072 班 李明 学号：0702451879 （2）AD 转换及采样接口电路说明： 采样电路的等效电路图图所示： 图（8）AD 转换 油门和刹车： 注：刹车和油门的机 械 结 构 将 脚 下 力 转 换 为 对 应 变 阻 器 的 阻止变化，只需采样 阻 值 大 小 即 可 判 断 力 的 大 小 。 经 测 量 知：刹力越大，电阻 值越小。 图（9）油门和刹车等效图 接口 3、4 之间接到游戏方向盘的刹车控制变阻器两端，相当于接一可变电 阻。 接口 1、2 之间接到游戏方向盘的油门控制变阻器两端，相当于接一可变电 4
    测控 072 班 李明 学号：0702451879 阻。 AD_Brake 和 AD_Thtottle 用于 AD 采样油门和刹车的模拟信号，R18，R19 用于采样时分压。 方向盘： 方向盘的转向信号仍是模 拟信号，用 AD 采样之后即可判 断转动方向及幅度。 接口的 1、2、3 分别对应 于三端滑动变阻器的三个端子。 图（10）方向盘等效电路 左转时 1、2 之间电阻逐渐变小， AD_L 的分压将逐渐变大。右转时 2、3 之间的电阻逐渐变小，AD_R 的分压将 逐渐变大。 AD 转换电路图： AD 芯片使用的是 TI 公司的 一款 8 位 4 通道串行 AD 芯片， 正好满足要求。与单片机的接口 为 SPI 的接口，具体说明和使用 请参考芯片资料里的《TLC0834 使用范例》文档，也可参考该芯 图（11）AD 转换电路 片厂商提供的技术文档，内含具体 操作时序。 图（12）按键电路 （3）按键接口硬件说明 按键的设计依赖于具体的硬件结构，在 此给出说明。 下图为按键的设计原理（并非实际电路）， 5
    测控 072 班 李明 学号：0702451879 由于游戏方向盘上按键单独设计已经由机械结构确定，故在主控制板上只是 留出对应接口（J）即可。 分布在方向盘的各个按键小板原理图如下所示 （GND、KEY1…KEYn 为留出的插槽） 该游戏方向盘上共计有 19 个用户按键使用（包含最 中间的复位按键），具体排列如下。 图（13）按键小板 对应于游戏方向盘上 5、6、7、8、9、10、 11、12 和中间的 cruise（我们设为复位键）的按 键。见下图： 图（13）方向盘按键 对应于对应于游戏方向盘上 UP、DOWN、LEFT、 RIGHT 的按键。见下图： 图（14）UP、DOWN、LEFT、RIGHT 的按键 对应于对应于游戏方向盘上 1、2、3、4 的按键。见下图： 对 应 于 对应于游戏方向盘上左右两个的按键，在此设为 中断按键，方便用于处理实时信息。见下图： 另外由于单片机资源较多，仍有多余的 IO 口 6 个，在此引出以便于扩展外部功能。见下图： 6
    测控 072 班 李明 学号：0702451879 （4）振动器驱动硬件电路 为增强游戏者的手感，游戏方向盘上有两个振动器，在此给出驱动电路图及 说明如下： 三级管在此既作为 单片机控制的开关，又充 当功率放大的角色。只需 给 Mor1、Mor2 给出高电 平即可驱动负载，低电平 断开。 图（15）驱动电路 （5）在系统编程接口 现今单片机一般都支持 ISP（在系统编程），这样大大方便了单片机开发 用户，在此也引出了 ISP 的接口规范，供参考如下： 该款下载线使用的是 网 上 非 常 流 行 的 USBASP，支持 USB 下载 和供电双功能，并且可以 同时下载 AT89s5x 和 AVR 单片机(Atmage16)，详细可 以参考网上相关资料。 图（16）系统编程图 (6)串口通信硬件说明 7
    测控 072 班 李明 学号：0702451879 为了满足串口传输的电 平规范，在此需要设计电平转 换 电 路 ， 电 路 原 理 来 源 于 Maxim 公司的 max232 芯片说 明文档。 图（17）串口通信电路 选用主要材料清单： 注：材料清单中元件除发光二极管以外均要求贴片封装。 型号 封装 数量 厂商 说明 AT89S52 TQFP44 TLC0834 转换芯片 MAX232 转换芯片 SOP-14 SOP-16 12 12 12 ATMEL 单片机 TI 8 位串行 AD MAXIM 串口电平 7805(LM7805) TO-220 12 ST 5V 电源 稳压芯片 9013(8050) SOT23 24(30) NPN 三极 管 有极性贴片钽电容(1uF，10uF) 1206 有极性贴片电容 8
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