基于单片机的汽车智能雨刮器设计
Abstract (2)
前言 (3)
第一章自动雨刷控制系统的总体设计 (4)
1.1 自动雨刷控制系统设计思路 (4)
1.2 设计原理方框图 (4)
1.3 系统使用部件选择 (4)
1.3.1 单片机]9[AT89S52，AT89C2051的比较与选择 (5)
1.3.2 电机]6[选择 (6)
1.3.3 电机驱动芯片的选择 (7)
1.3.4 雨滴传感器]11[的选择 (8)
1.4 汽车自动雨刷控制系统的主要特点 (11)
第二章控制系统的硬件]4[设计 (13)
2.1 电源电路的设计与分析 (13)
2.2 单片机模块设计 (14)
2.2.1 单片机]12[AT89S52 (14)
2.2.2 单片机]7[最小系统设计 (16)
2.3 感应模块的设计与分析 (20)
2.4 电机及驱动模块]16[ (21)
2.4.1 电机控制电路的设计与分析 (21)
2.4.2 不进电机的驱动]13[芯片 (25)
第三章汽车自动雨刷控制系统软件的设计 (29)
3.1 主程序设计 (29)
3.1.1主程序的初始化内容 (30)
3.1.2 代码转换程序 (30)
3.2.1中断服务程序的设计 (31)
3.3检测脉冲及电机运行程序的设计 (31)
第四章汽车自动雨刷控制系统调试 (33)
4.1 调试单片机]10[最小系统 (33)
4.2 问题分析及雨滴感应模块调试 (33)
4.3 步进电机驱动模块调试 (33)
4.4 系统软件调试 (34)
第五章总结与展望 (36)
参考文献 (37)
致谢 (38)
附录I (39)
附录II (42)
附录III (61)
摘要
本次设计的汽车自动雨刷省去了人为手动操作雨刷的问题，能够自动感应雨量并进行相应的工作。自动雨刷用雨滴传感器作为检测器来感应雨量的大小，把感应信号传给单片机，通过软件的控制驱动芯片自动调节电机的正反转与转动频率。此次设计采用40引脚的单片机AT89S52，设计中运用ULN2003AN驱动芯片来驱动步进电机的运转，克服了电机在低频工作时的噪音大，震动大的缺点。本次设计在一定的程度上为驾驶者提供了舒适性和安全性的保障，避免了由于驾驶者手动操作雨刷的不当而带来的交通安全问题，同时也大大的提高了汽车雨刷的全面性与可靠性。
关键词：汽车自动雨刷，雨滴传感器，单片机，步进电机
Abstract
The design of the automatic wipers is improved further in the traditional manual based on.Automatic wiper with rain sensor as the detector size induced precipitation,the induction signal is sent to the single chip microcomputer.reversing and turning frequency automatic adjusting motor through the control of the software driver.The design is based on the 40pin of the mic AT89S52.That use of ULN2003AN to drive the stepper motor driver chip design operation.The pulse width modulation’s chopper driver mode.Thus greatly overcome the noise when the motor work in the low frequency ,vibration faults.Provide comfort and safely guarantee this design in a certain extent for the driver,to avoid the traffic safety problem caused by the driver manually operated wiper improper.At the same time also greatly improve the comprehensiveness and reliability of automobile windshield wiper.
Keyword:Automatic wipers ,Rain sensor,SCM,Stepper motor
前言
根据科学家针对消费者对中性车产品属性偏好的研究，结果显示消费者对配备及式样依序包括预缩安全带、前座安全气囊、驾驶席安全气囊、主动护颈头枕、前雾灯、可调间歇式雨刷、电动收藏广角后视镜、倒车雷达等。可见，对安全性的设备已超过了对舒适性的设备需求。其中对可调间歇雨刷的需求排在了第六位，消费者认为汽车雨刷必须具有可调频率，以应对不同车况和前挡风玻璃落雨量之需求。然而驾驶人自己来判断前挡风玻璃落雨量的模糊程度，再去手动调节雨刷，不仅使驾驶者分心，而且使玻璃上落雨量刮除清晰度不一，两者均关系到驾驶的安全。
随着当今社会经济的迅速发展，对汽车性能的追求则在不断的提升，随着汽车制造业不断的创新，汽车中安装了越来越多自动控制系统，增加了汽车的安全性与舒适性，据统计，在雨天行车，世界上因为驾驶员对雨刷的操作不当而带来的交通事故占6%之多。所有自动雨刷系统的安装对于汽车来说是十分重要的。自动雨刷控制系统免去了驾驶员手动调节雨刷的麻烦，有效的提高了在雨天驾驶的安全性与可靠性；同时，也避免了因为路边积水溅在挡风玻璃上，驾驶员来不及操作而恐慌造成的交通事故。
国内外许多汽车厂商以雨水传感器为基础的自动雨刷控制系统，不是格昂贵就是系统不完善，反映不灵敏。现今，则主要是把用雨水传感器检测出来的雨量大小的信号转变成电信号，然后传递给单片机，通过软件的控制来控制电机驱动芯片从而带动电机的旋转。目前市场上的雨量传感器大都分为以下两种：利用电阻压变，光强变化的传感器与各种信号控制器连接，来控雨刷电机的转动。前一种是把传感器直接装在汽车挡风玻璃的外侧，雨滴直接落在传感器上来感应雨量的大小；后一种则是安装在挡风玻璃内侧，由光照引起的折射强度的变化来检测雨量的大小。
因为汽车雨刷主要功能是刮除挡风玻璃上的水渍及污垢，给驾驶者提供一个清晰的视野，所以自动雨刷系统属于必须的安全设备。主动性安全系统是每个汽车系统工程师努力目标之一，雨刷系统是每辆车上为保证挡风玻璃清晰的唯一选择。而此次设计的自动雨刷，乃目前各车厂投注心力的开发方向。
第一章自动雨刷控制系统的总体设计
本章主要阐述设计的整体设计思路，系统使用部件选择，设计原理框图与本次设计系统的主要特点。
1.1 自动雨刷控制系统设计思路
设计的总体思路是：运用雨滴传感器感应雨量的大小，把感应信号输给单片机系统，然后通过软件控制雨刷电机根据相应的环境做出不同的转动。例如，当检测为小雨量的时候，电机工作在小雨模式（电机旋转一个来回要停留10秒再继续进行旋转）；当检测为中大雨的时候则，启动中大雨运转模式（电机旋转一个来回停止5秒后再继续工作）；当检测为大雨的时候，则启动大雨运转模式（电机连续进行来回旋转）。设计中运用AT89S52单片机，步进电机采用ULN2003AN驱动芯片进行驱动。
1.2 设计原理方框图
本次设计由检测部分，控制部分，驱动部分组成，其框图如图1.1：
图1.1 设计原理框图
1.3 系统使用部件选择
系统主要是由单片机最小控制系统（包括晶振电路，复位电路，供电电源），雨滴感应模块，电机驱动模块组成。
1.3.1 单片机]9[AT89S52，AT89C2051的比较与选择
单片机AT89S2051是具有可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能的8位CMOS 微处理器，有15根I/O线、16位定时/计数器两个、全双向的串行口一个、并且其内部含有精密的比较器和片内振荡器，具有4.25--5.5V的电压工作范围和12MHz的工作频率，同时还具有加密阵列的二级程序存储器加锁和时钟电路等。此外还支持二种软件可选的电源节电方式。在空闲的时候，CPU停止工作，而RAM、定时/计数器、串行口和中断系统仍然继续工作。共有20个引脚，引脚图如图1.2所示
图1.2 单片机AT89C2051引脚图
单片机AT89S52是种低能耗，高性能的8位CMOS微控制器，在系统中具有8K可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密非易失性存储器技术制造，片上允许程序存储器在系统可编程，同样也适合常规的编程。在单片机上拥有灵巧的8位CPU和在系统上可编程存储器Flash，让它在众多嵌入式控制应用系统提供高灵活有效的解决方案。AT89S52单片机具有：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器。能实现的功能比单片机AT89C2052更加全面，内存更大，引脚更加全面引脚如图1.3所示
图1.3 单片机AT89S52引脚图
由上可知，为了更加便于操作，降低难度，不用担心引脚不够的问题，且考虑本次毕业设计小组能够协同工作，则选择单片机AT89S52，另外其是各性能比较全面，在郑州市场比较好买到的价格便宜的理想单片机。
1.3.2 电机]6[选择
设计中选择了步进电机来代替了传统的雨刷电机，相比传统的电机其更加的灵活，精度高。步进电机是一种电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗的来讲就是当驱动器接受到一个脉冲信号，就会相应的驱动步进电机按照设定好的方向转动一个固定的角度。通过脉冲个数可以来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
在性能上步进电机更适合作为雨刷电机，并且其价格便宜，在市场上供货也比较多所以，所以在本次设计中选择步进电机。
步进电机的原理接线图如图1.4所示：
图1.4 步进电机原理图
1-2相励磁顺序表，从输出轴方向看-逆时针方向如下表1.1
表1.1 输出轴方向看-逆时针方向
主要的功能参数如下：
1——额定电压
2——相数
3——减速比
4——步距角
5——驱动方式
6——自定位转矩
7——绝缘电阻
1.3.3 电机驱动芯片的选择
根据设计书的要求，本次设计核心就是对电机的控制，所以对于选择理想的驱动芯片来驱动电机则就成为了十分重要的一部分了。最常用的就是脉宽调制式斩波驱动方式，大多步进电机都选择这种驱动方式来进行调速控制，TA8535H与ULN2003AN都是比较常用的，性能也是比较稳定可靠的专用芯片。
TH8435驱动芯片东芝公司生产的脉宽调制式斩波器型二相步进电机驱动芯片，工作
稳定可靠，工作电压为10-40V，具有整步，半步，1/4细分和1/8细分运动方式供选择。其由1个解码器，2个驱动桥式电路，2个电流控制电路，2个输出电流限制电路等功能模块构成。
ULN2003AN是一种最常用的驱动步进电机的芯片，而且接线十分简单，用单片机驱动小量步进电机是很好的选择，有16个引脚其中有七个为输入引脚另外七个为输出引脚，8号是接地引脚，9号是接电源12V或5V的引脚。比如步进电机公共端接5V，其余四个引脚接驱动芯片的四个输出端，然后单片机或者外围电路接上ULN2003的四个输入引脚。
其实在本设计中这两种芯片都可以选择，但是ULN2003驱动芯片原理更加简单，操作容易，在驱动电机时，工作稳定；而且在市场上驱动芯片ULN2003使用比较广泛，所以选择ULN2003AN作为驱动芯片。
1.3.4 雨滴传感器]11[的选择
在目前市场上雨滴传感器的工作原理大都分为以下两种：利用电阻压变，光强变化的传感器与控制器相连接，来控雨刷电机的转动。前种是把传感器直接装在汽车挡风玻璃的外面，雨滴直接落在传感器上来感应雨量的大小；后种则是安装在挡风玻璃内侧，由光照引起的折射强度的变化来检测雨量的大小。
后种是在设计和发展上比较完善的传感器，但在市场上买配件的时候发现前电阻式的更便于设计操作而被选择。
目前在我国光强变化传感器与控制电路相接组成的雨滴传感器发展的比较完善，所以以下我对这两种雨滴传感器做个具体的分析：
光变雨滴传感器]14[的工作原理：
1 光学原理
光线射在两种介质分界面上，当光线从一种介质射入另外一种介质时，光线的传播方向会发生一定的改变，这称之为光的折射。在另一种介质中折射的光线和分界面的法线n0的夹角称之为折射角。入射角i和折射角r的关系如下：
（式1）
上式1中为第二种介质对第一种介质的相对折射率。
光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大到一定的角度，便能使折射角达到90°，这时折射光线就会完全的消失，光会全部反射到原来介质，这种现象叫做光的全反射。折射角等于90°时的入射角叫做全反射临界角。全反射的条件是：①光从光密介质射入向光疏介质中；②入射角等于或大于临界角。
这种传感器就是根据全反射光学原理制成的。空气和水的折射率分别为1和1.33，玻璃的折射率为1.5。根据上式计算得出，玻璃和空气两种介质的临界角是42°，玻璃和水之间的临界角是63°。
2 工作原理
雨水传感器由红外光发射电路和接收电路组成。原理框图如图1.5
图1.5 红外光发射电路和接收电路
由红外光发射元器件发出的红外光在挡风玻璃的外表面以全反射角反射，其角度必须控制在42°和63°之间。如果挡风玻璃上有水，一些光会双倍折射出，这样会使红外感光元件接收到的反射光减弱。在挡风玻璃发生反射的区域被称之为传感器“敏感区域”，仅当雨水在这个敏感区域时，才可以被探测出。为了使系统更加灵敏可靠，灵敏区域和挡风玻璃区域之间必须要有一个较好的比例，如上图所示。
3 红外发射电路
红外发射管用硅光电二极管，其具有暗电流小，噪声低，受温度影响小等优点。红外发射管用三个并联，采用脉宽调制驱动方式，工作在38kHZ的频率下。
4 红外接收电路
红外接收电路由光接收二极管，放大电路，带通滤波器，检波电路等构成。其中放大电路的作用是对光脉冲信号进行线性放大与整形。带通滤波器的作用是进行频率选择，滤除干扰信号。检波电路滤掉载频后检出的原始信号。因而电路比较复杂，体积也比较大。
在市场上还有种简捷的接收电路，采用的是红外专用集成接收芯片TK1838，将各功能电路封装在一起，用来接收红外光信号，塑料封装可滤除可见光。内部结构如图1.6。
图1.6 芯片TK1838内部结构图
TK1838只有接收到38kHz的脉冲信号时才会起作用。它具有微型一体化的塑料封装，体积小，可靠性高，抗干扰光的能力强，用5V电源供电，功能损耗小，输出信号比较灵敏等优点。其内部集成了放大、滤波、解调和控制电路。当TK1838接收不到38kHz 的脉冲信号时，输出为高电平；当接收到38kHz的脉冲信号时，输出低电平（有效信号）。5传感器参数的选择
这种雨量传感器的参数可根据自己的需求，调节参数。例如：在小雨的时，定为每10ms输出脉冲的个数小于80个；在中雨时，输出的脉冲个数大于等于80小于等于160个；在大雨时，可以设定输出脉冲个数为每10ms大于160个。
本设计中选用的雨滴模块介绍如下：
1 具体参数即功能描述
电压：5V
控制板大小：3*1.6cm
大面积雨滴检测板：5.4*4.0cm
电源指示灯，输出信号LED指示灯
TTL电平输出]1[，输出有效信号为低电平，驱动能力为100MA左右
灵敏度可以通过电位器调节。
没有雨的时候LED点亮，整体检测芯片输出高电平；有雨滴上去时，输出低电平，开关指示灯亮，表明为有效信号
雨滴板和控制板是分开的方便将线引出
大面积的雨滴板更有利于检测到雨水
2 接线方法
VCC：接电源正极
GND：接电源负极
DO：TTL开关信号输出
AO：模拟信号输出]2[
3 使用方法
接上5V电源电源灯亮，检测板上没有水滴时，DO输出为高电平，开关指示灯不亮，当滴上一滴水时，DO输出低电平，开关指示灯亮，
刷掉上面的水滴，又恢复到，输出高电平状态。
AO模拟输出，作为模拟演示时使用，可以连接到单片机的AD口来检测滴在上面的雨量大小。
DO TTL数字输出，用来连接到单片机上，检测是否有雨。
1.4 汽车自动雨刷控制系统的主要特点
基于单片机AT89S52对步进电机控制制作系统的主要特点：
（1）本设计运用步进电机来代替传统的雨刷电机，从而使控制精度更高，响应速度更快，抗干扰能力更强，且外围电路简单易懂。
（2）运用单片机控制系统，程序定化，系统更加稳定。
（3）雨水感应式自动雨刷控制系统使驾驶员去除了手动操作雨刷的麻烦，有效地提高了在雨天行驶的安全性。
（4）设计中运用元件价格便宜，较适合推广使用。
（5）整个系统可集成于一个芯片上，因此体积小，功耗低。
通过以上方案的分析，我们可以看出单片机技术是现代电子设计的重要发展部分。采用单片机AT89S52和步进电机结合的自动雨刷控制系统的设计方案，无论是性能上，特点上，还是原理图上，或是在电路设计上都具有简单，使用性强的优点。
第二章控制系统的硬件]4[设计
根据设计要求，本次设计控制系统的硬件模块]15[按功能主要分为：电源模块，单片机模块，感应检测模块，电机及驱动模块。其中单片机AT89S52模块是本次设计的核心模块。
在本章的这几小节主要对各模块的电路]5[设计进行详细的设计和分析。
2.1 电源电路的设计与分析
稳压电源的输出电压U O（或电压可调范围U Omin~ U Omax）和最大输出电流I Omax是它的特性指标，这两个指标决定了该电源的适用范围，同时也决定了稳压器的特性指标以及如何选择变压器、整流管和滤波电容。而输出电阻、纹波电压、温度系数是稳压电源的质量指标，它们决定了稳压器的稳压系数、输出阻抗、温度系数和滤波电容的选择。
设计的稳压电源设计原理图如图2.1
图2.1 稳压电源设计原理图
在本次设计中本分逻辑元件需要稳压电源为5V的直流电，而步进电机的额定电压为12V，所以设计了5V与12V的额定电压电源。为了解决这个问题，采用双路输出的直流稳压电源。直流稳压电源又分成线性直流稳压电源和开关型直流稳压电源，因为线性直流稳压电源电路成熟，稳定度高，文波小，干扰小而且。
由上图可见，这个双路输出的线形直流稳压电源结构简单，只用了一个220V变12V的变压器，一个整流桥，两块稳压集成电路7812和7805和四个电容。图中有一个大容量的电解电容，起低频滤波的作用。由于其本身的电解比大，对高频交流成分的滤波效果会比较差，所以为改善滤波电路对高频抑制特性，在其傍边并联一个高频滤波性能良好
的小电容。而直流稳压电路输出端的电容是用来改善稳压电源电路的瞬态负载响应特性。
2.2 单片机模块设计
AT89S52单片机是ATMEL公司采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术来制造的，其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，同时为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.2.1 单片机]12[AT89S52
1单片机的特点
与MCS-51单片机产品兼容
8K字节在系统可编程
1000次擦写周期
全静态操作：0-33Hz
三级加密程序存储器
32个可编程I/O口线
三个16位定时器/计数器
八个中断源
全双工UART串行通道
低功耗空闲和断电模式
双数据指针
2 AT89S52单片机的管脚说明
单片机AT89S52为40引脚芯片
引脚图如图2.2：
图2.2 单片机AT89S52引脚图
各引脚说明如下：
VCC：电源
GND：地
P0口：P0口十余个8位的漏极开路双向I/O口，作为输出口，每位能够驱动8个TTL逻辑电平。对P0口写“1”是，引脚做高阻抗输入。
在Flash编程的时候，也可用着接收指令字节；在程序进行校验时，输出指令字节，不过程序校验的时候外部需要接上拉电阻。
P1口：其是一个内部具有上拉电阻的8位双向I/O口，输出缓存器能驱动4个TTL 逻辑电平。对其写“1”时，内部的上拉电阻会把端口拉高，此时可作为输入使用。
在Flash编程与校验的时候，P1口接收低8位地址字节如下表2.1
表2.1 P1口接收低8位地址字节
P2口：其是一个内部具有上拉电阻的8位双向I/O口，输出缓存器能驱动4个TTL
逻辑电平。对其写“1”时，内部的上拉电阻会把端口拉高，此时可作为输入使用。
在Flash编程和校验时，P2口接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3口：其是一个内部具有上拉电阻的8位双向I/O口，输出缓存器能驱动4个TTL 逻辑电平。对其写“1”时，内部的上拉电阻会把端口拉高，此时可作为输入使用。
P3口亦作为AT89S52特殊功能（即第二功能）使用，如下表所示
在Flash编程和校验时，P3口接收一些控制信号如下表2.2。
表2.2 P3口接收控制信号
RST：复位输入。晶振工作时，引脚持续2个机器周期高电平将会使单片机复位。看门狗及时完成后，引脚输出96个晶振周期的高电平。
30引脚：地址锁存控制信号ALE在访问外部程序存储器的时候锁存住低8位地址的输出脉冲，在Flash编程的时候作为编程的输入脉冲。
当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，将不被激活。
31引脚：访问存储器控制信号。为了使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。
为了执行内部程序指令，EA接电源
在Flash编程的时候，也要接电源。
XTAL1与XTAL2接晶振电路。
2.2.2 单片机]7[最小系统设计
单片机最小系统包括有晶振电路设计、复位电路设计、电源电路等，其连线图如下图2.3
图2.3 单片机最小系统连线图
1 其中晶振电路设计与分析
晶振器特性：XTAL1和XTAL2分别是反向放大器的输入和输出。此反向放大器可以当作为片内振荡器。而且石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。有余输入至内部时钟信号时要通过一个二分频的触发器，因此对外部的时钟信号的脉宽没有任何要求，但必须要保证脉冲的高低电平要求的宽度。
2 时钟电路设计
单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。在XTAL1和XTAL2两个引脚外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器，便构成了内部振荡方式。由于单片机内部有个高增益反相放大器，当其外接晶振后，就构成了自激振荡器并会产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如下图2.4所示。图中，两个电容器起到稳定振荡频率、快速起振的作用，电容值的范围一般在5-30pF之间。晶振频率典型值为12MHz。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。
外部振荡方式则是把外部已有的时钟信号导入单片机内。这种方式适合用来把单片机的时钟同外部信号保持同步。外部震荡方式线图如下图2.5
图2.4 内部振荡接线图图2.5 外部振荡连线图
3 复位电路的设计与分析
复位电路是在上位或是复位的工程中，控制CPU的复位状态，这段时间内让CPU 保持复位的状态，而不是以上电或是刚复位完就开始工作，防止器发出错误的指令，同时也可以提高电磁的兼容性。单片机在启动的时候都需要进行复位，以使CPU及系统各部件处于初始的状态，并从初始状态开始工作。设计上电复位电路图如图2.6
图2.6 上电复位电路图
接通电源后，电源便通过电阻对电容进行充电。这时电阻有瞬时电流通过，RST脚的电压等于电阻两端的电压之差。也就相当于电源的电压值，也就是高电平。在充电的过程中，随着电容端的电压逐步趋于电源电压，电阻两端最终将没有电流通过，这时RST 引脚相当于地相连，因此RST引脚上的电压将最终将接近于0。这个过渡过程的长短取决于电阻和电容值的大小。10uF电容足以使RST脚上的电压在振荡器启振后尚有两个机
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智能小车制作入门篇 最近接触了很多机器人爱好者，很多人都对机器人技术展示出了浓厚的兴趣，也在计划如何动手制作自己的第一个机器人。但是似乎很多的人都摸不到门路，只能是站在大门外满怀兴趣的向内观望，观望了一阵兴趣渐失只好叹口气走开…… 很多初学者可能都是看了一些视频或是现场的比赛，勾起了儿时的美好回忆，兴起了自己动手制作机器人的念头，很多人可能并不是嵌入式开发的业内人士，甚至没有听说过单片机、步进电机这些名词，看着别人满地乱跑的各种机器人，颇有无处下手的感觉。有的人一上来就准备做一个可以双足行走的人形机器人，可以平稳行走，可以靠摄像头来读取环境信息，可以语音识别，最好还可以变形…… ：—（
我的意见是：新手最好还是老老实实的从小车开始吧。人形机器人可以说是一个系统的大工程，不是一个人玩的起来的，而且资金上的投入也是不可计量的。一个人形机器人的成型产品最少要卖到几千块——要知道，你在开发过程中是不可能没有错误投入的。机器人小车技术上门槛较低，资金投入也少，市场上的各种产品和零配件的支持也较多，虽然简单，但可以实现的功能可一点也不少。 我在这里凭自己的经验介绍一些自己动手制作机器人小车的基础知识，如果你是曾经自己动手做过的高手，那么你可以绕行，我这里介绍的都是为未入门者准备的最基本的理论知识和一些动手经验。 那么现在我们开始，首先是理论部分——小车的控制结构。 [一]小车的整体控制系统 小车是怎么来控制的？为什么小车判断出障碍物后可以自动的绕开？ 理论：控制工程——处理自动控制系统各种工程实现问题的综合性工程技术。包括对自动控制系统提出要求（即规定指标）、进行设计、构造、运行、分析、检验等过程。它是在电气工程和机械工程的基础上发展起来的。 闭环控制：闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统。 开环控制：开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 一般稍微复杂一点的机器人小车都是闭环控制，也就是说它有一个反馈机制，会根据自己配备的各种传感器来读取环境信息，并且根据这些环境信息来决定自己下一步的行动，决定好后将行动指令发给执行系统，使机器人做出合适的动作。当然也有的机器人小车是开环控制，我就见过一个机器人小车配了一支笔，将机器人放在纸上，机器人一转，刷的一下在纸上画出一个圈来，当然由于摩擦力和机械误差等原因，画出来的圆圈可能不闭合，也可能不圆。不过人家阿Ｑ都说了：“孙子才画的圆呢……” 有点迷糊？没关系，其实简单一点说就是这样：机器人可以分为三部分——传感器部分、控制器部分、执行器部分。
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I
关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。 参赛队员签名： 带队教师签名： 日期：
II
目录 第一章引言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 内容分布 (1) 第二章系统总体设计 (2) 2.1 设计概述 (3) 2.2 控制芯片的选择 (3) 2.3 线性 CCD 检测的基本原理 (3) 2.3 系统结极 (5) 第三章机械系统设计 (7) 3.1 底盘加固 (7) 3.2 轮胎处理 (7) 3.3 四轮定位 (8) 3.4 差速器的调整 (12) 3.5 舵机的安装 (13) 3.6 保护杆的安装 (15) 3.7 CCD的安装 (16) 3.8 编码器的安装 (17) 3.9 检测起跑线光电管及加速度计陀螺仪的安装 (18) 第四章硬件系统设计 (19) 4.1 最小系统版 (20) 4.2 电源模块 (21) 4.3 CCD模块 (22) 4.4 驱动桥模块 (23) 4.5 车身姿态检测模块 (24) 4.7 测速模块 (24) 4.8 OLED液晶屏及按键、拨码 (25) 第5章程序设计 (27)
智能小车课程设计
智能循迹小车 【摘要】 本课题是基于低功耗单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以单片机为系统控制处器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。 一、实验目的 这次设计智能小车的目的是为了掌握电路设计的方法和技巧。如何将学习到的理论知识运用到实际当中去，怎样能够活学活用，深入的了解电子元器件的使用方法，了解各种元器件的基本用途和方法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计电路，积累更多的设计经验，加强焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成这次实训。 根据老师给的控制要求，和自己的发挥扩充能力，独立的，大胆的去实践，开拓创新，能够将自己的想法体现到实际电路当中去。 二、设计方案 该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。 三、各芯片说明 W981216BH-6 一种髙速度同步动态随机存取存储器(SDRAM),具有1M 字(words) *4 层(banks)*16 位(bits)的存储结构组织.传输数据带宽最高达166M 字/秒(-6)。
对SDRAM是否访问是突发导向。在一个页面连续的内存位置可在一个1, 2, 4, 8或整页突发访问时长和行选择组由活动命令。列地址自动生成的SDRAM 的内部计数器在突发运作。随机栏也可以通过阅读在每个时钟周期提供其地址。该多组特性使交织在内部银行隐藏预充电时间。通过让一个可编程的模式寄存器，该系统可以改变突发长度，延时周期，交错或连续突发最大限度地发挥其性能。 W981216BH是在理想的主内存高性能应用。 特征： 1、.3V±0.3V电源 2、截至143 MHz时钟频率 3、2,097,152字×4层×16 位组织 4、自动刷新和自刷新 5、CAS 延时：2和3 6、突发长度：1, 2, 4, 8,和整页 7、突发读，写单人模式 8、自动预充电和预充电控制 9、4K刷新周期/ 64 ms TE28F160C3BD70（快闪记忆体）
《汽车车身结构与设计》基本知识点
《汽车车身结构与设计》 1、车身主要包括哪些部分？答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已 经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。但不包括车身附属设备及装饰等 2、车身有哪些承载形式？答：非承载式、半承载式、承载式 3、非承载式（有车架式）车身：货车、采用货车底盘改装的大客车、专用汽车以及大部 分高级轿车都采用非承载式车身，装有单独的车架，车身通过多个橡胶垫安装在车架上，橡胶垫则起到减振作用。非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致 自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 4、什么是承载式车身（无车架式）？答：没有车架，车身直接安装在底盘上，主要是 为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化。承载式车身结构的缺点在于由于没有车架，传动的噪音和振动直接传给车身，降低了乘坐的舒适性，因此必须大量采用防振、隔音材料，成本和重量都会有所增加；改型比较困难。 5、汽车生产的“三化”是指什么？答：汽车生产的“三化”是指汽车产品系列化、零部件通用 化、以及零件设计标准化。 6、什么是工程设计？答：汽车工程设计一般需要 3 年以上，而从生产准备到大量投产时 间更长。其中车身的设计所需的周期最长。车身设计首先是按 1：1 的比例进行内部模型和外部模型的设计及实物制作。其次则是车身试验，包括强度试验、风洞试验、振动噪音试验和撞车试验等。 7、轿车底盘有哪三种布置形式？答：轿车底盘有三种布置形式：a：发动机前置，后轮驱 动；b：发动机前置，前轮驱动；c：发动机后置，后轮驱动。 8、什么是汽车驾驶员眼椭圆？答：汽车驾驶员眼椭圆是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅 上时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。 9、什么是 H 点答： H点是人体身躯与大腿的交接点。
智能小车设计报告书
智能小车设计报告 专业：电子信息工程技术 学生姓名：史响林周博超朱雄王昌指导教师：张力 完成日期：2014 年5 月24 日
目录 1 绪论 (3) 2 设计任务 (2) 2.1设计任务 (2) 3 设计方案 (3) 3.1任务分析 (3) 3.2方案框架 (3) 4 系统硬件设计 (4) 4.1核心芯片模块AT89S52 (4) 4.2电机驱动电路设计 (4) 4.3超声波测距设计 (6) 4.4传感器测速的设计 (8) 4.5LCD1602显示模块 (9) 5 系统软件设计 (8) 5.1程序设计流程图 (8) 5.2关键程序设计 (8)
6 心得体会 (13) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 ........................................................... 错误!未定义书签。附录 3 程序清单 (17) 1 论绪 智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。同时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。超声波作为智能车避障的一种重要手段，
以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。本智能小车系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了，当驾驶员因疏忽或打瞌睡时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。如果汽车偏离车道或距障碍物小于安全距离时，汽车就会发出警报，提醒驾驶员注意，如果驾驶员没有及时作出反应，汽车就会自动减速或停靠于路边。这样的小车还可以用于月球探测等的无人探月车，帮助我们传达月球上更多的信息，让我们更加的了解月球，为将来登月做好充分准备。这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景，在科学考察中，有很多危险且人们无法涉足的地方，这时，智能科学考察车就能够派上用场，在它上面装上摄像机，代替人们进行许多无法进行的工作。 设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。采用AT89S52单片机模块作为小车的检测和控制核心；通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。本次试验利用单片机模块上的按键来控制小车的速度，方向，及在车体上面装有超声波测距模块利用LCD1602显示屏来显示测出来具体距离。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模
城市智能交通系统总体设计
城市智能交通系统总体设计·ITS 目录 背景及需求4 形势与背景4 机动车出行需求不断增加，时间与空间分布模式转变4 城市化进程加快，交通建设与管理并重4 打击多样化交通违法行为，维持交通管理秩序4 打造绿色交通、节能减排的人居城市4
ITS信息服务体系形成新架构4 构建人性化执法服务环境，合理规划勤务信息5 规划定位5 强化指挥中心职能，紧密围绕“六大业务核心”开展城市ITS建设5 依托城市已建成及规划格局，细分业务重点，构筑城市ITS感知网格5 “打基础、上业绩、出成效”三年三大步，合理推进城市ITS进程6 以人为本，推进人、车、路、环境协同发展6 规划目标6 提升全城路网实时态势监控和交通秩序监管水平6 打造全城一体的城市智能交通数据中心6 提升交通管理分析的智能化程度，加强涉牌违法目标车辆的打击能力7 提升应急指挥协作水平，加强应急处突综合调度能力7 提升道路科学辅助决策能力，优化路网渠化、信号配时等交通管理措施7 增加互联网+智能交通应用，增加道路交通信息交互能力，提升城市交通形象8 提高系统运维和数据运维的自主分析能力，提高智能交通系统健壮性8 提升业务需求迅速转换为实际系统建设落地的能力，打造城市交通管理亮点8 系统总体设计9 城市智能交通总体建设规划9 围绕六大业务核心开展ITS子系统建设10 以人为本开展交通信息交换平台建设18
背景及需求 形势与背景 机动车出行需求不断增加，时间与空间分布模式转变公众机动车出行需求不断增加、时间与空间分布模式转变、交通拥堵范围与程度扩大，需要ITS构建宏观调控手段。 城市化进程加快，交通建设与管理并重 城市化进程加快，交通建设与管理并重，在大规模进行城市交通基础设施建设的同时，需要ITS软环境为城市交通可持续发展提速。 打击多样化交通违法行为，维持交通管理秩序面对日益严峻的交通管理需求，通过开展多种专项整治活动，打击机动车闯红灯、行人闯红灯、机动车斑马线不礼让行人、非法占用公交车道、道路逆行压线等行为，规范出行交通新秩序。 打造绿色交通、节能减排的人居城市 打造绿色交通、节能减排的人居城市，引进先进的IT手段，通过交通物联网等技术，缓解交通拥堵、提高出行效率、减少交通事故、降低交通污染，实现“智慧交通、低碳出行”。 ITS信息服务体系形成新架构 城市交通信息服务，借鉴国外先进经验，提出“智慧交通、低碳出行、感知全程”的公众出行服务理念，全力打造城市ITS信息服务体系新架构。
物联网系统课程设计..
, 物联网系统课程设计 学系名称：物联网工程 班级名称：物联网工程 2 班 ） 学生姓名：朱泓锦 指导教师：肖迎元助教： 二零一六年十月 ;
摘要 $ 智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。 以arduino程序和蓝牙模组，app为基础，是蓝牙模组，arduino小车和手机之间信息交互的关键。本课题所研究的物联网应用系统以arduino 程序为核心，利用蓝牙模组，arduino小车和app等实现基本功能。 基本功能：利用蓝牙模组和app之间的信息交互，控制小车的移动，从而达到无线控制的效果 注：仅能实现小车的基本操作 关键词：arduino程序，arduino小车，app，蓝牙模组 —
】 1 绪论 随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。 选题背景 ' 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实现适应能力，能自动避障，可以智能规划路径。 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。同遥控小车不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制器速度。常见的模型小车，都属于这类遥控车；智能小车，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预。操作员可以通过修改智能小车的计算机程序来改变它的行驶方向。因此，智能小车具有再编程的特性，是机器人的一种。
重型混凝土搅拌车的总体设计和研究
[摘要]笔者根据混凝土搅拌运输车实际的工作状况,设计出一款重型混凝土搅拌运输车,对整车的主要设计参数进行了分析和研究。 重型混凝土搅拌运输车的总体设计和分析 郑平 1—前言 近年来，随着国民经济的快速发展，基础建设的迅猛发展，无论用于运输或施工作业，专用汽车都直接参与着国家经济建设，“十一五”中后期，我国的专用汽车行业迎来了一个小“高潮”，现进入到“十二五”规划后，专用车更是以每年9%的涨幅进行着增长。这种增长不仅体现在产销量上的提高，也体现在产品品种的日趋丰富、合理和产品质量、技术水平的提高上。 在国家大建设条件下，更是出现了混凝土机械无处不有的局面，这为混凝土机械带来了广阔的市场。国内城市房屋建设中不允许使用粘土砖，水泥用量加大。国家对袋装水泥的使用和混凝土搅拌站建设密度又有所限制，而混凝土搅拌运输车可以灵活机动地完成从搅拌站到灌溉现场的运输，保证满足工程建设中混凝土质量要求，减轻劳动强度和降低成本，这些优越性使其成为了发展较快的专用车品种之一。各生产企业也都加强对混凝土搅拌运输车的重视，再加上重型车向着专用化方向发展的趋势，这些均大大促进了重型混凝土搅拌运输车的需求，刺激着市场。随着工程量的加大，技术的成熟，混凝土搅拌筒的容积也逐步升级由5m3、6 m3到8m3、9 m 3甚至到10 m 3、12 m 3等。 本文主要以搅拌筒容积8m3的混凝土搅拌运输车设计为例，对其底盘选择、总体布置和参数的确定进行探讨。 2 混凝土搅拌运输车的设计分析 混凝土搅拌运输车的主要用途就是将搅拌站的混凝土运至施工工地，同时确保对混凝土进行不停的搅拌，避免造成混凝土的凝固。因此必须做到车停而搅拌不停，所以驱动罐体旋转的取力部位改由发动机飞轮直接取力，经由传动轴传至液压油泵，油泵输出高压液体驱动罐体底部的液压马达再通过减速机完成罐体的旋转。 车辆的基本构成是：带后取力的发动机总成，相应的离合器、变速器、车桥、车架总成、液压系统及罐体等。 3 混凝土搅拌运输车主要参数的确定 3.1 主要尺寸参数 3.1.1 轴距L 轴距对于整车的最小转弯半径、纵向通过角、罐体的长度都有影响。目前，国内使用的6×4混凝土搅拌车轴距多为3600～3800mm，根据设计的系列性和通用性原则，本文设计的搅拌车选择3600mm 轴距。 3.1.2 前/后轮距B1/B2 轮距大可以增大上装部分的宽度，提高整车的横向稳定性。但是轮距也不能过大，它直接影响着整车的宽度，国家标准规定整车宽度不能超过 2.5m。根据所选用的前后桥、轮胎规格和轮辋偏距，
智能循迹小车总体设计方案
智能循迹小车总体设计方案 1.1 整体设计方案 本系统采用简单明了的设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块黑线路经，然后由AT89S52通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现小车循迹。 1.2系统设计步骤 （1)根据设计要求，确定控制方案； （2)将各个模块进行组装并进行简单调试； （3)画出程序流程图，使用C语言进行编程； （4)将程序烧录到单片机内； （5)进行调试以实现控制功能。 1.2.1系统基本组成 智能循迹小车主要由AT89S52单片机电路、循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块等组成。 (1)单片机电路：采用AT89S52芯片作为控制单元。AT89S52单片机具有低成本、高性能、抗干扰能力强、超低功耗、低电磁干扰，并且与传统的8051单片机程序兼容，无需改变硬件，支持在系统编程技术。使用ISP可不用编程器直接在PCB板上烧录程序，修改、调速都方便。 （2）循迹模块：采用脉冲调制反射红外发射接收器作为循迹传感器，调制信号带有交流分量，可减少外界的大量干扰。信号采集部分就相
当于智能循迹小车的眼睛，有它完成黑线识别并产生高、低平信号传送到控制单元，然后单片机生成指令来控制驱动模块来控制两个直流电机的工作状态，来完成自动循迹。 （3）L298N驱动模块：采用L298N作为点击驱动芯片。L298N具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片L298N可以分别控制两个直流电机，并且带有控制使能端。该电机驱动芯片驱动能力强、操作方便、稳定性好，性能优良。L298N的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需要。另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够的问题。
智能小车单片机课程设计报告
题目: 智能小车设计 打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限-:没有相对应的权限 w:写权限
x:可执行权限 修改权限: chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名 第一组:用户权限 第二组:用户组的权限 第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名 首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名 操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名 递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种 相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd ..
汽车车身结构与设计(免费下载).doc
第一章：车身概论 1车身包括：白车身和附件 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身， 此处主要用来表 示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件与车门, 但不包括车身附属设备及装饰等。 2. 按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三 大类 非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用 外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、 适当吸收车架的扭转变形和降 低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘 和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又 便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上 各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆， 货 车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架， 其主要原 因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。 非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载， 故必须保证 车架有足够的强度和刚度， 从而导致自重增加。 ②由于车身和底盘之 间装有车架， 使整车高度增加。 ③车架是汽车上最大而且质量最大的 零件，所以必须具备有大6—7-nra “一居立柱（弋"tt ） 2—償敢住｛ -A " in 21—寄一葩田抵23—Rira t-.Jp?. 24"歯档脱嫌爵一理动乩取26■—门窗眶 1 一就动航爼简主推橇2—水箱阳崔褪架 」一苗'烘桓 呂一匍门9—時门10—年盐捋储祓11—桔1#于柢1工一童卿駆13—疔疔赠盞 “一晞巫止适椅 怖 一后由台柢口一上加峯皿一顶魏活一即玄柱I W 如
型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。 4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。第二 章：车身设计方法 初步设计技术设计卩 1概念设计：包括技术任务书的全部内容和一个批准的三维模型。
专用汽车设计试卷
山东科技大学2011-2012学年第一学期 《专用汽车设计》考试试卷 一、判断题（每小题1分，共10分） 1.一般来讲，专用汽车的比功率大于家用轿车（×） 2.滚动阻力系数与汽车的速度没有关系（×） 3.大多数集装箱采用的是后门单开式开启方式（×） 4.压缩式垃圾车都可以自动装卸，不需人工干预（×） 5.同样工况下前置直推式自卸汽车的举升油缸比后置式直径大（×） 6.自卸汽车的最大举升角度必须小于货物的安息角（×） 7.栏板起重运输车的栏板运动采用的是四杆机构（√） 8.散装粮食运输车采用的是气力运输方式（√） 9.集装箱运输车属于特种结构汽车的范畴（√） 10.在充满液化石油气时不允许装满罐体（√） 二、单向选择题（每小题2分，共20分） 1.下列不属于箱式箱式货车的是（D） A.保温车 B.冷藏车C、运钞车D、禽畜运输车 2、专用车液压系统的取力最好在（A ） A、发动机端 B、离合器部分 C、传动轴 D、变速箱 3.下列不属于蔬菜的制冷方式（A） A、水冷 B、干冰 C、冷板 D、机械制冷 4、随车起重机装卸木材时采用的结构形式（A ） A、前置 B、中置 C、后置 5、专用汽车改装最多的部分是（D ） A、驾驶室 B、底盘 C、发动机 D、车厢 6.下列不属于粉粒物运输车的结构部件是（C ） A、多孔板 B、流态化元件 C、空气压缩机 D、螺旋叶片 7、下列不属于灌装汽车常用的封头形式是（A） A、方形 B、半球形 C、椭圆形 D、螺形 8.下列专用汽车肯定不需要液压支腿的是（B ） A、高空作业车 B、半挂车 C、随车起重机 D、混凝土搅拌车 9、高空作业车作业平台调平结构不常用的是（A） A、重力式 B、平行四杆式 C、行星齿轮方式 D、等容积液压缸 10、去掉货箱的底盘类型（A） A、一类底盘 B、二类底盘 C、三类底盘 D、四类底盘 三、简答题（每小题5分，共20分） 1、简述压缩式垃圾车的基本工作原理 答：压缩式垃圾车是装备有液压举升机构和尾部填塞器，能将垃圾自行装入、转运和倾卸的专用自卸汽车，主要用于收集、转运袋装生活垃圾。 压缩式垃圾车的专用工作装置主要由车厢和装载箱两部分组成。 工作原理：车厢固联于底盘车架上，装载厢位于车厢后端，其上角与车厢铰接，并可由举升液压缸驱动其绕铰接轴转动。垃圾从装载厢后部入口处装入，再经装载厢内的压缩机构进行压缩处理，最后将垃圾向前挤压入车厢内压实。车厢设有
智能小车系统项目设计方案
智能小车系统项目设 计方案 第一章引言 1.1 智能车研究背景 1.1.1发展历史 智能小车系统是迷你版的智能汽车，二者在信息提取，信息处理，控制策略及系统搭建上有很多相似之处，可以说智能小车系统将为智能汽车提供很好的试验和技术平台，从而推动智能汽车的发展。 智能汽车是未来汽车的发展方向，将在减少交通事故、发展自动化技术、提高舒适性等许多方面发挥很重要的作用；同时智能汽车是一个集通信技术，计算机技术，自动控制，信息融合技术，传感器技术等于一身的行业，它的发展势必促进其他行业的发展，在一定程度上代表一个国家在自动化智能方面的水平[1]。汽车在走过的100多年的历史中，从没停止过智能化的步伐，进入20世纪90年代以来，随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统（ITS）的兴起，国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门，一大批有实力有远见的大公司、大学和研究机构开展了这方面的研究。很多美国、日本和欧洲等国家都十分重视并积极发展智能车系统，并进行了相关实验，取得了很多成就。我国的相关研究也已经开展，清华大学成立了国最早的研究智能汽车和智能交通的汽车研究所，在汽车导航、主动避撞、车载微机等方面进行了广泛而深入的研究，2000年智能交通系统进入实质性实施阶段，国防科大研制出第四代无人驾驶汽车，西北工业大学、交通大学、大学等也展开了相关研究。这一新兴学科正在吸引越来越多的研究机构和学者投入其中。
1.1.2 智能车的应用前景 智能车系统有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航并把车开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶；此外，智能车系统还可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，并能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是很有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来，撞车就不会发生了。 1.2智能汽车大赛介绍 公司开发嵌入式解决方案的历史可追溯到50多年前，现在，已发展成为在20多个国家设有业务机构，拥有 20,000多名员工的实力强大的独立企业。 公司专门为汽车、消费电子、工业品、网络和无线应用提供“大脑”。他们无比丰富的电源管理解决方案、微处理器、微控制器、传感器、射频半导体、模块与混合信号电路及软件技术已嵌入在全球使用的各种产品中。并拥有雄厚的知识产权，其中包括6,200 多项专利。 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定围的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽
专用汽车构造与设计
专用汽车构造与设计第一章绪论 第二章专用汽车总体设计 第一节概述 第二节专用汽车的总体布置 第三节专用汽车底盘车架的改装设计 第四节专用汽车主要性能计算 第五节专用汽车整车性能试验 第三章自卸汽车构造与设计 第一节概述 第二节普通自卸汽车 第三节高位自卸汽车的结构与设计 第四节摆臂式自装卸汽车的结构与设计第四章罐式汽车构造与设计 第一节概述 第二节常压液体罐车构造与设计 第三节粉罐汽车的构造与设计” 第四节液化气罐汽车构造与设计 第五节其他罐式汽车构造与设计 第五章厢式汽车构造与设计 第一节概述 第二节冷藏保温汽车构造与设计
第三节运钞车构造与设计 第四节翼开启厢式车构造与设计 第六章起重举升汽车构造与设计 第一节概述 第二节随车起重运输车构造与设计第三节栏板起重运输车构造与设计第四节高空作业车构造与设计 第五节起重吊车构造与设计 第七章仓栅式汽车构造与设计 第一节概述 第二节散装粮食运输车结构与设计第三节散装饲料运输车结构与设计第四节栅栏式运输车结构与设计 第八章环卫车辆构造与设计 第一节概述 第二节后装压缩式垃圾车构造与设计第三节厨余垃圾车构造和设计 第四节道路清扫车构造和设计 第五节高压清洗车 第九章建筑类专用车构造与设计 第一节混凝土搅拌运输车构造与设计第二节混凝土泵车构造与设计
第十章汽车列车构造与设计 第一节概述 第二节挂车构造与设计 第三节牵引联接及支承装置 第四节汽车列车的制动系统 第五节挂车其他部件结构与设计 第十一章消防车构造与设计 第一节消防车的分类和型号编制 第二节水罐消防车的设计 第三节泡沫类消防车的设计 第四节消防车总体设计的内容、特点及其发展趋势第十二章特种结构汽车构造与设计 第一节概述 第二节集装箱运输车结构与设计 第三节除雪车的结构与设计 第四节机场特种车的结构与设计 第五节警用车辆
专用汽车设计常用计算公式汇集
第一章专用汽车的总体设计 1总布置参数的确定 专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高） 1.1.1长 ①载货汽车w 12m ②半挂汽车列车w 16.5m 1.1.2宽W 2.5m （不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性 挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触部分的变形等） 1.1.3高W4m （汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态） 1.1.4车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm 1.1.5汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm 1.2专用汽车的轴距和轮距 1.2.1轴距 轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。 1.2.2轮距 轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。 1.3专用汽车的轴载质量及其分配 专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。 1.3.1各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88《公路工程技术标准》）
1.3.2基本计算公式 A 已知条件 a）底盘整备质量G i b）底盘前轴负荷g i c）底盘后轴负荷Z i d）上装部分质心位置L2 e）上装部分质量G2 f）整车装载质量G3 （含驾驶室乘员） g）装载货物质心位置L3 （水平质心位置） h）轴距 l（h I2） B上装部分轴荷分配计算（力矩方程式） 例图1 1 g2 （前轴负荷）X（I -l i ）（例图1）=G2 （上装部分质量）X L2 （质心位置）
智能小车单片机课程设计报告
单片机课程设计 题目: 智能小车设计 专业: 计算机科学与技术 班级: 14级2班 姓名学号组长 成员 成员 成员 成员 2016 年 12 月 23 日
打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限 -:没有相对应的权限 w:写权限 x:可执行权限 修改权限:
chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名 第一组:用户权限 第二组:用户组的权限 第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名 首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名 操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名 递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种 相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd .. 返回加家目录的三种方式 (1).cd
智能循迹小车总体设计方案
智能循迹小车总体设计方案 整体设计方案 本系统采用简单明了的设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块黑线路经，然后由AT89S52通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现小车循迹。 系统设计步骤 （1)根据设计要求，确定控制方案； （2)将各个模块进行组装并进行简单调试； （3)画出程序流程图，使用C语言进行编程； （4)将程序烧录到单片机内； （5)进行调试以实现控制功能。 系统基本组成 智能循迹小车主要由AT89S52单片机电路、循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块等组成。 (1)单片机电路：采用AT89S52芯片作为控制单元。AT89S52单片机具有低成本、高性能、抗干扰能力强、超低功耗、低电磁干扰，并且与传统的8051单片机程序兼容，无需改变硬件，支持在系统编程技术。使用ISP可不用编程器直接在PCB板上烧录程序，修改、调速都
方便。 （2）循迹模块：采用脉冲调制反射红外发射接收器作为循迹传感器，调制信号带有交流分量，可减少外界的大量干扰。信号采集部分就相当于智能循迹小车的眼睛，有它完成黑线识别并产生高、低平信号传送到控制单元，然后单片机生成指令来控制驱动模块来控制两个直流电机的工作状态，来完成自动循迹。 （3）L298N驱动模块：采用L298N作为点击驱动芯片。L298N具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片L298N可以分别控制两个直流电机，并且带有控制使能端。该电机驱动芯片驱动能力强、操作方便、稳定性好，性能优良。L298N的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需要。另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够的问题。