第一篇：智能小車實(shí)習(xí)報告

智能循跡避障小車

設(shè)計報告

學(xué)院名稱：

機(jī)械工程學(xué)院

專業(yè)班級：

光信息120

2學(xué)生姓名：石云杰、李志崗、李召旭 學(xué)生學(xué)號： 3120303055、54、46

摘要

根據(jù)小車各部分功能,模塊化硬件電路,并調(diào)試電路。將調(diào)試成功的各個模塊逐個地“融合”成整體,再進(jìn)行軟件編程調(diào)試,直到完成小車,使小車智能地循跡、避障。利用紅外線傳感器檢測黑線與障礙物，當(dāng)左邊傳感器檢測到黑線時，小車往左邊偏轉(zhuǎn)，右邊的傳感器檢測到黑線時，小車往右邊偏轉(zhuǎn)。當(dāng)前邊用于避障的傳感器檢測到障礙物時，小車往左偏轉(zhuǎn)避開障礙物后，回到原軌道。以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制芯片控制電動小車的速度及轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)自動循跡避障的功能。其中小車驅(qū)動由L298N驅(qū)動電路完成，速度由單片機(jī)控制。

關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；

；紅外對管；智能小車

L298N

一、背景

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。

自第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生以來，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領(lǐng)域。近年來機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們在不斷探討、改造、認(rèn)識自然的過程中，制造能替代人勞動的機(jī)器一直是人類的夢想。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的感覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。視覺的典型應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樽灾魇街悄軐?dǎo)航系統(tǒng)，對于視覺的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達(dá)，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后，機(jī)器視覺需要通過大量的運(yùn)算也只能識別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡單的目標(biāo)。視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動聚焦。但CCD傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是一種實(shí)用有效的方法。

機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個視覺功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動導(dǎo)引小車（AVG—auto-guide vehicle）系統(tǒng)，基于它的智能小車實(shí)現(xiàn)自動識別路線，判斷并自動避開障礙，選擇正確的行進(jìn)路線。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動作。

該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、CPU。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動避障功能，還可以擴(kuò)展循跡等功能，感知導(dǎo)引線和障礙物。可以實(shí)現(xiàn)小車自動識別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測到障礙物自動躲避。基于上述要求，傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的CCD傳感器而考慮使用價廉物美的紅外反射式傳感器來充當(dāng)。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進(jìn)方向和速度。單片機(jī)驅(qū)動直流電機(jī)一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機(jī)資源，直接選擇有PWM功能的單片機(jī)，這樣可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可以由軟件模擬PWM輸出調(diào)制，需要占用單片機(jī)資源，難以精確調(diào)速，但單片機(jī)型號的選擇余地較大?？紤]到實(shí)際情況，本文選擇第二種方案。CPU使用STC12C5A60S2單片機(jī)，配合軟件編程實(shí)現(xiàn)。

二、小車硬件模塊

2.1 STC12C5A60S2單片機(jī)

STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。

STC12C5A60S2單片機(jī)的特點(diǎn)如下： 1.增強(qiáng)型8051 CPU，1T，單時鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051； 2.工作電壓：STC12C5A60S2系列工作電壓：5.5V-3.3V（5V單片機(jī)）STC12LE5A60S2系列工作電壓：3.6V-2.2V（3V單片機(jī)）； 3.用戶應(yīng)用程序空間8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字節(jié)；

4.片上集成1280字節(jié)RAM； 5.通用I/O口（36/40/44個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口），可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏，每個I/O口驅(qū)動能力均可達(dá)到20mA，但整個芯片最大不要超過55Ma；

6.ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；

2.2模擬舵機(jī)

按照舵機(jī)的轉(zhuǎn)動角度分有180度舵機(jī)和360度舵機(jī)。

180度舵機(jī)只能在0度到180度之間運(yùn)動，超過這個范圍，舵機(jī)就會出現(xiàn)超量程的故障，輕則齒輪打壞，重則燒壞舵機(jī)電路或者舵機(jī)里面的電機(jī)。360度舵機(jī)轉(zhuǎn)動的方式和普通的電機(jī)類似，可以連續(xù)的轉(zhuǎn)動，不過我們可以控制它轉(zhuǎn)動的方向和速度。

一般來說，我們用的舵機(jī)有以下幾個部分組成：直流電動機(jī)、減速器（減速齒輪組）、位置反饋電位計、控制電路板（比較器）。舵機(jī)的輸入線共有三根，紅色在中間，為電源正極線，黑色線是電源負(fù)極（地線）線，黃色或者白色線為信號線。其中電源線為舵機(jī)提供6V到7V左右電壓的電源。

在舵機(jī)上電后，舵機(jī)的控制電路會記錄由位置反饋電位計反饋的當(dāng)前位置，當(dāng)信號線接收到PWM信號時會比較當(dāng)前位置和此PWM信號控制所要轉(zhuǎn)到得位置，如果相同舵機(jī)不轉(zhuǎn)，如果不同，控制芯片會比較出兩者的差值，這個差值決定轉(zhuǎn)動的方向和角度。

2.3循跡模塊

輪式智能小車采用3個紅外線傳感器

紅外對管實(shí)物圖

紅外巡線模塊

紅外尋跡模塊是利用紅外線反射的原理，根據(jù)反射的強(qiáng)度來判定顏色。本尋跡模塊是用來識別黑白線，黑線輸出高電平，白線輸出低電平。由于使用的是紅外線，所以抗干擾能力很強(qiáng)。這樣做更加確保了機(jī)器人的穩(wěn)定性。

三、軟件模塊

3.1 軟件調(diào)試平臺

STC單片機(jī)是基于51控制核的高速單片機(jī)。對于程序的編譯和鏈接，我們可以使用KEIL C 幫助完成。

在對芯片進(jìn)行編程時，我們使用STC公司提供的燒錄軟件STC_ISP_V3.5 3.1.1 Keil C 我們使用的單片機(jī)是STC12C5A60S2，是51的內(nèi)核。指令周期都優(yōu)大幅度的縮減，運(yùn)行速度自然提高。由于我們使用的是51內(nèi)核，所以我們可以使用支持C51的開發(fā)軟件幫助編輯程序和編譯鏈接程序。KEIL C就是這樣一款軟件。

Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（μVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。

KEIL C的軟件界面如下：

在項(xiàng)目中我們可以建立自己的工程，根據(jù)工程添加編輯程序文件。最終使用“完全編譯”功能完成編譯。在燒錄單片機(jī)之前還應(yīng)該生成對應(yīng)的“.HEX”INTEL 二進(jìn)制文件。有了這個文件，我們才能使用STC提供的軟件進(jìn)行燒寫單片機(jī)的操作。

3.1.2 STC_ISP_V3.5 STC _ISP_V3.5是由STC開發(fā)的程序燒寫測試綜合軟件。它可以通過普通的串口（COM）燒寫單片機(jī)的程序。軟件運(yùn)行穩(wěn)定。操作相對方便。軟件的操作界面如下：

下面給出操作的具體步驟： 1.選擇芯片類型；

2.選擇要燒寫的HEX文件；

3.設(shè)置串行端口和波特率，這里要注意端口號，波特率的選擇比較任意一般為38400；

4.選擇外部晶振；與下載無關(guān)；清FLASH區(qū)；

5.點(diǎn)擊下載按鈕后，打開單片機(jī)供電電源。在上電后單片機(jī)會自動進(jìn)入編程狀態(tài)。通過提示可以判斷是否下載完成。

四、機(jī)械模塊

智能小車可以分為三部分——傳感器部分、控制器部分、執(zhí)行器部分?？刂破鞑糠郑航邮諅鞲衅鞑糠謧鬟f過來的信號，并根據(jù)事前寫入的決策系統(tǒng)（軟件程序），來決定機(jī)器人對外部信號的反應(yīng)，將控制信號發(fā)給執(zhí)行器部分。好比人的大腦。

執(zhí)行器部分：驅(qū)動機(jī)器人做出各種行為，包括發(fā)出各種信號（點(diǎn)亮發(fā)光二極管、發(fā)出聲音）的部分，并且可以根據(jù)控制器部分的信號調(diào)整自己的狀態(tài)。對機(jī)器人小車來說，最基本的就是輪子。這部分就好比人的四肢一樣。傳感器部分：機(jī)器人用來讀取各種外部信號的傳感器，以及控制機(jī)器人行動的各種開關(guān)。好比人的眼睛、耳朵等感覺器官。

驅(qū)動部分：智能小車的直流電機(jī)功率較小，而小車上裝有電池、電機(jī)、電子器件等，使得電機(jī)負(fù)擔(dān)較重。為使小車能夠順利啟動，且運(yùn)動平穩(wěn)，在直流電機(jī)和輪車軸之間加裝了三級減速齒輪。

電池的安裝：將電池盒盡量安置在車體的電機(jī)前或后位置，降低車體重心，提高穩(wěn)定性，同時可增加驅(qū)動輪的抓地力，減小輪子空轉(zhuǎn)所引起的誤差。

五、小車特色

此智能小車是基本單片機(jī)為核心，設(shè)計小車的開發(fā)平臺，作品的設(shè)計將前沿的電子器件、市場應(yīng)用熱點(diǎn)與基礎(chǔ)理論有效地結(jié)合起來，既能檢驗(yàn)理論學(xué)習(xí)效果、又能在動手實(shí)踐中檢驗(yàn)學(xué)生對元件的利用程度，設(shè)計的創(chuàng)新性、技術(shù)復(fù)雜度及實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感?；诖似脚_可以設(shè)計出各種各樣的生活實(shí)用裝置，如盲人導(dǎo)行車。

硬件方面：采用雙步進(jìn)控制電動車，利于車轉(zhuǎn)向，利用光電傳感器與單片機(jī)之間的信號傳輸與轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電動車的智能化。

軟件方面：傳感器在檢測到某物時，輸出信號會發(fā)生變化，讓單片機(jī)只對此規(guī)律的信號作出反應(yīng)，減少了數(shù)據(jù)處理量，縮短了系統(tǒng)反應(yīng)時間，并簡化了程序，提高了系統(tǒng)的控制精度。整個運(yùn)行過程中通過實(shí)時信息采集，利用端口查詢，實(shí)現(xiàn)對信號的實(shí)時檢測和處理。

小組成員感想

光信1202李召旭3120303046 經(jīng)過兩周的實(shí)際操作和實(shí)習(xí)，我們小組完成了光電智能小車的組裝和程序調(diào)制，實(shí)現(xiàn)了光電智能小車的尋跡功能和避障功能，完成了光電智能小車沿給定的軌道行走的任務(wù)。

這次課程設(shè)計讓我學(xué)習(xí)并鞏固了光電傳感器的知識，光電傳感器主要利用光信號進(jìn)行感應(yīng)和進(jìn)行信號處理。光電傳感器具有反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確度高和精確度高的特點(diǎn)，光電傳感器廣泛應(yīng)用于當(dāng)今的科技領(lǐng)域，在探測、感應(yīng)和信號處理方面的應(yīng)用越來越多。

在光電智能小車的組裝和程序調(diào)制過程中，我們雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的認(rèn)真思考，一遍又一遍的修改嘗試終于找出了原因，最終完成了光電智能小車的功能。

通過這次實(shí)習(xí)，我明白了實(shí)踐的重要性。在實(shí)習(xí)過程中，必須將理論知識和實(shí)際情況結(jié)合起來。實(shí)踐才能出真知，通過我們自己親身實(shí)踐親自動手，我們應(yīng)用掌握的光電傳感器知識，使知識不再是空洞的。在課程設(shè)計過程中，我們不斷的發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，發(fā)現(xiàn)問題，不斷探索，并不斷領(lǐng)悟，在解決問題和克服錯誤的過程中最終完成了設(shè)計任務(wù)。不僅這次實(shí)習(xí)是這樣，在今后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過程中，我們也不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后 一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能做成想要做的事情，才能成功。解決問題的方式是多種多樣的，可以向有能力比自己精通的人請教，可以自己去查找資料，可以去網(wǎng)絡(luò)上搜索，而解決問題的過程正是一個學(xué)習(xí)和提升的過程，所以我們應(yīng)該不錯過任何一個問題，也不應(yīng)該懼怕問題，而應(yīng)該迎難而上，盡力去解決問題，只有這樣，我們才能夠真的學(xué)習(xí)到知識并提升自身的各種能力。

課程設(shè)計是一門專業(yè)課，它不僅讓我學(xué)習(xí)到了許多專業(yè)知識，也讓我學(xué)到了許多書本外的知識。設(shè)計過程讓我對抽象的理論有了具體 的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計，我掌握了光電傳感器的識別和功能;了 解了電路的連線方法；掌握了小車的控制方法和技術(shù)，通過查詢資料，我也掌握了程序的編寫和小車的調(diào)試。而調(diào)試及程序的修改過程是最艱難的，但是經(jīng)過我們小組成員的合作和配合，最后終于使小車完成了任務(wù)。

在實(shí)習(xí)過程中，我們培養(yǎng)了自身的獨(dú) 立思考、動手操作的能力，在各種其它能力 上也都有了提高。最重要的是我們還學(xué)習(xí)到了許多學(xué)習(xí)的方法，這些方法在我們以后的學(xué)習(xí)生活中是重要的。

在實(shí)習(xí)的兩周時間里，雖說時間并不十分長，但是真的可以學(xué)到很多很多有用的東西，一方面我們鞏固了以前所學(xué)過的知識，另一方面我們培養(yǎng)并提升了自己的合作和動手能力。通過這次課程設(shè)計使我懂得實(shí)驗(yàn)過程中團(tuán)隊(duì)合作的重要性，我們在合作起來更加默契，在程序編寫和小車組裝中，我們分工合作，互相幫助，使實(shí)習(xí)過程變得簡單起來，在成功后一起體會喜悅的心情。這就是團(tuán)結(jié)合作的力量，只 有互相之間默契融洽的配合才能換來最終的成功。

此次設(shè)計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動腦思考，動手實(shí)踐，就沒 有弄不懂的知識，才能收獲到成功的喜悅。

總之，通過這次課程設(shè)計，我收獲了許多，這些收獲對我以后的生活和學(xué)習(xí)都將產(chǎn)生十分重要作用。

光信息1202 石云杰 3120303054 機(jī)器人從誕生之初簡單的機(jī)械運(yùn)動，完成簡單的人類動作，到如今機(jī)器人的智能化?，F(xiàn)代的機(jī)器人不再是當(dāng)初人類的工友了，而是漸漸成為人類的朋友與伙伴。人們培育機(jī)器人的目標(biāo)是將機(jī)器人“修煉”為人。我不知道，機(jī)器人技術(shù)員這樣做的目的是否有些滑稽。人類不夠用嗎？地球上60億的人類還不夠多嗎？再造一批人類，這又是怎樣的動機(jī)？

當(dāng)然，技術(shù)員們雖然想將機(jī)器人盡早“修煉成人”，主要是指其中的智能化目標(biāo)，擁有人類的大腦特性，這樣能自己判斷以實(shí)現(xiàn)幫助人類工作，但不需要人類的“費(fèi)心”指導(dǎo)。人類希望有“人”幫助自己勞動，但卻更希望這種幫助是免費(fèi)的，而且是一切免費(fèi)的。不僅不需要付工錢，連說話也沒必要。對比來講，奴隸時代雖然過去，但是人們?nèi)匀挥刑焐亩栊?，在這個奴隸早被廢除的時代，人類再次在日益發(fā)展的機(jī)器人身上看到了希望。不少的報道稱機(jī)器人是“人類保姆”，但是它既不拿工資，僅僅耗費(fèi)些電力（但是我想這也會在某天被天才的人類解決），想想這比奴隸還奴隸！

日本的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是先進(jìn)的，不僅有強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)，而且商業(yè)化的程度也很深。機(jī)器人已經(jīng)分離出很多的種類。有針對工業(yè)勞動的，有針對家庭服務(wù)的，有支持廣播電視播音主持的。最近炒得比較火的，日本甚至造出服務(wù)宅男的機(jī)器人！機(jī)器人分出很多的種類，奴隸也分各種檔次。在大多數(shù)國家依法治國的年代，多數(shù)人還是不敢逾越法律的紅線，于是人類對著一堆“破鐵”動起腦筋。它就是一個機(jī)器而已，不屬于人權(quán)范圍！人類的奴隸時代早已經(jīng)過去，機(jī)器人的奴隸時代正悄然來臨！總有一些“智慧”的人類，千方百計地為自己本屬可恥的行為找一個恰當(dāng)而似乎正當(dāng)?shù)耐緩交蚪杩冢?/p>

我們是否該為機(jī)器人的發(fā)展制定一些底線與原則？我們不能讓智能化的機(jī)器人的存在為觸犯法律紅線的行為出現(xiàn)與存在。法律的目的是遏制逾越道德與正義的行為，但這不僅僅是人與人之間，即使是在人與機(jī)器人之間，但它畢竟是發(fā)生了，但我們卻沒有對之同樣的處理與遏制，這難道不是某種程度上對法律的無視嗎？

假如若干年后的某天，家家戶戶、社會的任何角落都是機(jī)器人在忙碌，玩命的工作（24小時從不間斷）。多數(shù)人可以享受沒有假期的假日（假日中不插播工作），曬沙灘或享受旅行。按照如今的一些跡象，可以推算一下，未來應(yīng)該是人手一位機(jī)器人，機(jī)器人女友與男友。到時的屌絲應(yīng)該非常多（不管是難還是女），因?yàn)闄C(jī)器人的定制，容顏可以依照女神或男神的標(biāo)準(zhǔn)制造，而且可以永久不蒼老，終身享用！再者，不光具有男神或女神的外貌氣質(zhì)，而且具有本屬于機(jī)器人的無償服務(wù)性，人們又有什么理由不接受呢？而且機(jī)器人如果加上商業(yè)利益化驅(qū)使，這樣的現(xiàn)象總會在某一天出現(xiàn)。人人努力購買一位機(jī)器人，總有一天會像現(xiàn)今人人努力購房買房一樣！但是一些現(xiàn)象仍會同時出現(xiàn)，機(jī)器人不工作，主人打幾下就好了。一些遺棄的機(jī)器人淪落街頭，總有一些閑散人員欺負(fù)?；蚴?，別家的機(jī)器人與鄰居家的主人形成矛盾，于是鄰居家的主人叫來自家的機(jī)器人幫助吵架甚或動手。人類制造機(jī)器人的趨勢本就是使之愈加人類化，能保證機(jī)器人不會在那一天對這些行為判斷為“危險”動作？

弗蘭克的機(jī)器人都學(xué)會了說謊，《云圖》中的機(jī)器人某天都受到自我尋求解放的鼓勵，機(jī)器人的奴隸時代，總有一天奴隸也會選擇成為主人！

以上當(dāng)然是某種假想，機(jī)器人的智能化是必定的趨勢。但是，我們或許更應(yīng)該清楚，我們使機(jī)器人智能化的目的在于使機(jī)器人幫助人類完成人類無法做到的事情與任務(wù)，而不是作為實(shí)現(xiàn)某些人內(nèi)心可恥行為的途徑！

光信息1202 李志崗 3120303055

附錄：智能循跡小車程序

/*********** ***************************************************

名稱：小車實(shí)驗(yàn) 說明：

1、小車前后左右停止控制+循跡避障控制

2、請注意舵機(jī)接線與程序中的一致 注：此版本程序?qū)?yīng)反向舵機(jī)

***************************************************************/ #include #include

#define uchar unsigned char /* 預(yù)定義*/ #define uint unsigned int #define l_stop 125 #define r_stop 125

uchar i;uchar l_speed;uchar r_speed;/*字符定義,uchar即

unsigned char,l_speed、r_speed左右電機(jī)速度*/ uint a,b;//a-left;b-right /*unit即 unsigned int*/

sbit LeftCon=P2^0;/*管腳定義,LeftCon左電機(jī)*/ sbit RightCon=P2^1;/*右電機(jī)*/ sbit L=P0^0;/*左傳感器及信號*/ sbit R=P0^1;/*右傳感器,對地面有反饋，而對地面的黑色沒有反應(yīng)，即不反饋。*/ sbit M=P0^2;/*前端傳感器*/

void instate()//初始化 { i=0;a=1750;b=1750;TMOD=0x21;TH1=0xe6;//波特率1200 TL1=0xe6;//波特率1200 PCON=0x00;//SMOD=0 SCON=0x40;//串口工作方式1 REN=1;TH0=-((1500+l_stop*2)/256);TL0=-((1500+r_stop*2)%256);TR0=1;TR1=1;EA=1;ET0=1;ES=1;} void servo()interrupt 1 using 1 { switch(i){

case 0:

{

TH0=-(a/256);//a=l_stop*2+1500

TL0=-(a%256);

RightCon=1;

i++;

break;

}

case 1:

{

TH0=-((2500-a)/256);

TL0=-((2500-a)%256);

RightCon=0;

i++;

break;

}

case 2:

{

TH0=-(b/256);

TL0=-(b%256);

LeftCon=1;

i++;

break;

}

case 3:

{

TH0=-((17500-b)/256);

TL0=-((17500-b)%256);

LeftCon=0;

i=0;

break;

}

} } //_____________________________________________________________________________________________________________ //動作函數(shù)庫

void action(uchar num){ switch(num){

case 242://stop

{

a=l_stop*2+1500;

b=r_stop*2+1500;

}

break;

case 243: //forward

{

a=(l_stop+50)*2+1500;

b=(r_stop-50)*2+1500;

}

break;

case 244: //backward

{

a=(l_stop-50)*2+1500;

b=(r_stop+50)*2+1500;

}

break;

case 245: //turn left

{

a=(l_stop+50)*2+1500;

b=(r_stop+50)*2+1500;

}

break;

case 246://turn right

{

a=(l_stop-50)*2+1500;

b=(r_stop-50)*2+1500;

}

break;

default://stop

a=l_stop*2+1500;

b=r_stop*2+1500;

break;} }

//循跡// void xunji(){ if(L==0&&R ==0){ action(243);DelayMs(5000);} /*0及沒有障礙物反饋（在黑色帶的上方），左右都沒有障礙物時前進(jìn)*/ else if(L==1&&R ==0){ action(246);DelayMs(5000);} /*右有障礙物，左沒障礙，右轉(zhuǎn)*/ else if(L==0&&R ==1)

{ action(245);DelayMs(5000);} /*左有障礙物，右沒障礙，左轉(zhuǎn)*/ else action(243);

}

//*************************************************************************************************************** void main(void){

SP=0x70;//堆棧指針初始化（這里的做法和匯編是一樣的）

//這里需要特別注意!在沒有調(diào)用任何函數(shù)前，就必須初始化堆棧指針。

//如果調(diào)用函數(shù)后做初始化工作，就會發(fā)生指針指向出錯的問題。instate();//初始化單片機(jī)(Initialization MCU)

while(1){

xunji();/*先循跡再避障*/

if(M==0)

action(243);

} }

第二篇：智能小車設(shè)計報告

機(jī)器人控制技術(shù)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計報告書

題

目：基于STC89C52的智能小車的設(shè)計 姓

名：李如發(fā) 學(xué)

號：073321032 專

業(yè)：電氣工程及其自動化 指導(dǎo)老師：李東京 設(shè)計時間：2010年 6 月

目

錄

1.引 言..............................................1 1.1.設(shè)計意義......................................1 1.2.系統(tǒng)功能要求..................................1 1.3.本組成員所做的工作............................1 2.方案設(shè)計...........................................1 3.硬件設(shè)計...........................................2 4.軟件設(shè)計...........................................7 5.系統(tǒng)調(diào)試...........................................7 6.設(shè)計總結(jié)...........................................8 7.附 錄A；源程序.....................................8 8.附 錄B；作品實(shí)物圖片...............................10 9.參考文獻(xiàn)..........................................11

16×16點(diǎn)陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計

基于STC89C52的智能小車的設(shè)計

1.引 言

1.1.設(shè)計意義

本智能小車的設(shè)計，首先針對大學(xué)所有學(xué)習(xí)的知識是一個很好的回顧和總結(jié)。此智能小車是基于單片機(jī)所設(shè)計的，具有自動尋跡能力，在實(shí)際的很多方面有應(yīng)用。當(dāng)我們進(jìn)一步的改進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)時，可實(shí)現(xiàn)更重要的功能，如可設(shè)計出自動撲火機(jī)器人等。1.2.系統(tǒng)功能要求

此智能小車是基于STC89C52設(shè)計的具有自動尋跡能力的小車。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)跟隨黑色引導(dǎo)線行走的能力，在行駛過程中，并能用測速傳感器和光電碼盤對小車速度實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測。小車在行駛過程中并能實(shí)現(xiàn)播放美妙的音樂。1.3.本組成員所做的工作

本組成員有李如發(fā)，汪航，黃建安，韓文龍，羅瑩，明菲菲，鄒珊，江銳，邵進(jìn)。

李如發(fā)：驅(qū)動 073321032 汪航： 電源 073522036 黃建安：最小統(tǒng) 073521013 韓文龍：源程序 073522007 羅瑩： 傳感器 073522038 明飛菲：調(diào)試 073522012 鄒芬 ： 數(shù)碼顯示 073521025 邵琎 ： 焊接 073522017 江銳 ： 蜂鳴器 073522032

2.方案設(shè)計

智能小車主要分為傳感器部分，最小系統(tǒng)部分，電機(jī)驅(qū)動部分，電源部分。根據(jù)功能要求，提出合理的設(shè)計方案，畫出方案方框圖，并對系統(tǒng)工作原理進(jìn)行闡述。

原理，本系統(tǒng)的重要部分是傳感器，它對整個小車的定位起到很重要的作用，由傳感器檢測黑線的位置，其中黑線對光能吸收，白線對光反射。利用此原

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理將紅外線傳感器采集到的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)收到的信號實(shí)時的控制小車的方向?？刂菩≤嚨姆较蛑饕沁\(yùn)用pwm原理來控制電機(jī)的平均電壓，從而來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)小車對黑線的實(shí)時跟蹤。

3.硬件設(shè)計

硬件設(shè)計各模塊電路圖及原理描述 傳感器模塊

方案1：用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。

但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。

方案2：用RPR220型光電對管。RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。

方案3：用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。我們選擇了此方案。

傳感器是整個系統(tǒng)的眼睛，這部分主要運(yùn)用紅外線傳感器采集信號送給單片機(jī)處理。由于黑色車道對紅外線傳感器發(fā)出的光有吸收能力，白色地方對發(fā)出的光反射，從而當(dāng)傳感器在不同的地方產(chǎn)生不同的信號，傳送個單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)采集的信號做出實(shí)時的處理。

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最小系統(tǒng)

最小系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的心臟，我們采用的是AT89C52芯片。

80C52單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上[2]。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

驅(qū)動模塊

方案1：采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流

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電機(jī)，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。

方案2：對于直流電機(jī)用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。

因此我們選用了方案1。

由于最小系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動部分的電壓幅值不一樣，而且電機(jī)是感性負(fù)載，在制動時可能反饋電流，因此要在最小系統(tǒng)和驅(qū)動模塊之間采用光電隔離，所以用到了光電隔離芯片,TPL521-4

由于光耦芯片的引腳不夠所以在之后采用了一片反相器74HCT14，反相器圖如下

L298是雙H橋高電壓大電流功率集成電路，直接采用TTL邏輯電平控制，可用來驅(qū)動繼電器、線圈、直流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)等電感性負(fù)載。它的驅(qū)動電壓可達(dá)46V，直流電流總和可達(dá)4A。其內(nèi)部具有2個完全相同的PWM功率放大回路。由L298構(gòu)成的PWM功率放大器的工作形式為單極可逆模式。12個H橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起，其輸出腳(1和15)用來連接電流檢測電阻。第9腳接邏輯控制部分的電源，常用+5V，第4腳為電機(jī)驅(qū)動電源，本系統(tǒng)中為40V，第5，7，10，12腳輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平，用來控制H橋的開和關(guān)，16×16點(diǎn)陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計

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第6，II腳則為使能控制端。當(dāng)Vs=40V時，最高輸出電壓可達(dá)35V，連續(xù)電流可達(dá)2A。

L298可驅(qū)動2個電動機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動兩臺電動機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。電動 機(jī)的轉(zhuǎn)速由單片機(jī)調(diào)節(jié)PWM信號的占空比來實(shí)現(xiàn)。

L298驅(qū)動電路圖

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PWM調(diào)速器的硬件組成

在整個PWM調(diào)速器中，CPU既是運(yùn)算處理中心，又是控制中心，是最關(guān)鍵的器件。本系統(tǒng)中選用與MCS-51系列完全兼容的AT89C52單片機(jī)，它是一種低功耗、高性能、CMOS八位微處理器。片內(nèi)具有8K字節(jié)的在線可重復(fù)編程快擦快寫程序存儲器，128x8位內(nèi)部RAM，AT89C52可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，提高系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本。

電源模塊

電源中我們采用LM7805穩(wěn)壓芯片將12v直流電源穩(wěn)壓成5v直流源。方案1： 采用10節(jié)1.5V干電池供電，電壓達(dá)到15V，經(jīng)7812穩(wěn)壓后給支流電機(jī)供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。但干電池電量有限，使用大量的干電池給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大的不便，因此，我們放棄了這種方案。

方案2：采用3節(jié)4.2V可充電式鋰電池串聯(lián)共12.6V給直流電機(jī)供電，經(jīng)過7812的電壓變換后給支流電機(jī)供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比較可行。但鋰電池的價格過于昂貴，使用鋰電池會大大超出我們的預(yù)算，因此，我們放棄了這種方案。

方案3：采用12V蓄電池為直流電機(jī)供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。雖然蓄電池的體積過于龐大，在小型電動車上使用極為不方便，但由于我們的車體設(shè)計時留出了足夠的空間，并且蓄電池的價格比較低。因此我們選擇了此方案。下:

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4.軟件設(shè)計

程序流程圖

5.系統(tǒng)調(diào)試

本系統(tǒng)的設(shè)計是首先完成每一小部分的設(shè)計，因此我們在沒完成一個模塊時就回檢測調(diào)試該模塊。在初次調(diào)試時我們采用的電源是又單片機(jī)開發(fā)板所帶的的電源來調(diào)試的。調(diào)試過程中我們就發(fā)現(xiàn)了很重要的問題，由于對本設(shè)計的很多模塊的沒有共同的接地使得很多模塊無法工作，我們的解決辦法是12v的直流源穩(wěn)壓來供給所以的模塊，然后將所以的模塊連接共同的地。在驅(qū)動模塊的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)當(dāng)光耦芯片給定信號時對lm298的輸出沒有反應(yīng)。我們在檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)是由于在光耦芯片后部焊接沒有焊好，出現(xiàn)了虛焊。在重新焊接好后，芯片正常工作。分

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塊調(diào)試傳感器時，我們將傳感器導(dǎo)通，用黑色物體將傳感器發(fā)射部分蓋住檢測輸出，在將黑色物體移開，再檢測輸出。

6.設(shè)計總結(jié)

本文是關(guān)于基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計，在共同的努力下，各部分的設(shè)計均成功，在調(diào)試過程中都無誤。本次設(shè)計最終實(shí)現(xiàn)了直流電機(jī)的動態(tài)調(diào)壓，電源正常輸出供電，數(shù)碼管動態(tài)顯示數(shù)據(jù)，蜂鳴器播放美妙的音樂，小車實(shí)現(xiàn)簡單的轉(zhuǎn)彎功能。由于本次設(shè)計中尚存在些缺陷和對尋跡程序編寫困難，實(shí)現(xiàn)的功能不是很完美，但要求的所有功能基本實(shí)現(xiàn)。

本次設(shè)計中，從中的體會很多

1、本次的設(shè)計可以說設(shè)計到大學(xué)所學(xué)到的所有專業(yè)知識，是對大學(xué)所學(xué)知識的一個整體的回顧。

2、在設(shè)計中，不能一氣呵成，因?yàn)樗械碾娐穲D都是自己設(shè)計的，圖中尚存在不足，所以要反復(fù)的琢磨和修改。

3、設(shè)計中要注意對每焊完一部分，都要獨(dú)立的進(jìn)行檢查調(diào)試，及時的發(fā)現(xiàn)錯誤，及時的修改

4、本次最重要的收獲是從中我們看到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，任何事都不是一個人所能完成的，需要大家的共同努力才能獲得最后的成功。

7.附 錄A；源程序

源程序代碼（主要語句要有注釋）。循跡的程序 #include #define uint unsigned int void delay(uint);

sbit R=P2^0;//右邊傳感器 sbit L=P2^1;//左邊傳感器 sbit RM1=P1^1;sbit RM2=P1^2;//右邊電機(jī) sbit LM1=P1^3;sbit LM2=P1^4;//左邊電機(jī) void main(){

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RM1=1;

RM2=0;

LM1=1;

LM2=0;

delay(5);

while(1)

{

if((L==1)&&(R==1))//小車前進(jìn) {

RM1=1;

RM2=0;

LM1=1;

LM2=0;

delay(5);

}

else if((L==1)&&(R==0))//小車右偏

{

RM1=1;

RM2=0;

LM1=0;

LM2=1;

//左邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，右邊的電機(jī)轉(zhuǎn)動，這樣就實(shí)現(xiàn)了左轉(zhuǎn)

delay(10);

}

else if((L==0)&&(R==1))//小車左偏

{

RM1=0;

RM2=1;

LM1=1;

LM2=0;

//右邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，左邊的電機(jī)轉(zhuǎn)動，這樣就實(shí)現(xiàn)了右轉(zhuǎn)

delay(10);}

else if((L==0)&&(R==0))//小車停車

{

RM1=0;

RM2=1;

LM1=0;

LM2=1;delay(5);

}

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else

//左右兩個電機(jī)同時啟動，直線前進(jìn)

{

RM1=1;

RM2=0;

LM1=1;

LM2=0;

}

}

delay(10);

}

void delay(uint z)

{

uint a,b;for(a=z;a>0;a--)for(b=120;b>0;b--);}

8.附 錄B；作品實(shí)物圖片

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9.參考文獻(xiàn)

[1] Mark Nelson著.瀟湘工作室譯.串行通信開發(fā)指南[M].中國水利水電出版社，2002.[2] 王宜懷.單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程[M].北京希望電子出版社，2002.[3] 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.高等教育出版社，2009 [4] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.高等教育出版社.2006

第三篇：智能小車設(shè)計報告

智能小車設(shè)計報告

魏旭峰、孔凡明、陳夢洋

(河北科技大學(xué) 電氣信息學(xué)院)摘要:

AT89S52單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。該設(shè)計是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計類課題。本系統(tǒng)以設(shè)計題目的要求為目的，采用89S52單片機(jī)為控制核心，利用紅外線傳感器檢測道路上的黑線，控制電動小汽車的自動尋路，快慢速行駛。整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法及測試結(jié)果分析。

采用的技術(shù)主要有：

通過編程來控制小車的速度及方向； 傳感器的有效應(yīng)用； 1602液晶顯示的應(yīng)用;

關(guān)鍵詞: 89S52單片機(jī)、光電檢測器、PWM調(diào)速、電動小車

第一章 方案設(shè)計與論證

一 供電系統(tǒng)

二 光電檢測系統(tǒng)

三 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計

四 液晶顯示1602的應(yīng)用

五 電機(jī)驅(qū)動

第二章 軟件設(shè)計

第二章 方案設(shè)計與論證

根據(jù)要求,小車應(yīng)在規(guī)定的賽道上行駛,賽道中央黑線寬為25MM,確定如下方案: 在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測器，實(shí)現(xiàn)對電動車的位置的實(shí)時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對電動車的轉(zhuǎn)向和速度的智能控制.這種方案能實(shí)現(xiàn)對電動車的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。

一 供電系統(tǒng)

本模塊使用LM2940芯片輸出+5V的電壓,為89S52單片機(jī)光電檢測電路供電,采用LM1117可控變壓芯片輸出+6V電壓為舵機(jī)供電.而電機(jī)則由單片機(jī)來控制,當(dāng)單片機(jī)輸出的電壓不同時,電機(jī)的轉(zhuǎn)速不同,以此來達(dá)到控制小車速度的目的.電路如圖:

二 光電檢測系統(tǒng)

本模塊采用七對紅外線發(fā)射和接收對管,來檢測小車前方黑線位置和模擬車站停車位置.發(fā)射管發(fā)射管出紅外線,當(dāng)對管正下方為白色跑道時,發(fā)射管發(fā)射出去的紅外線會被反射回來, 接收因接收到紅外線而導(dǎo)通,兩端電壓為零,當(dāng)對管正下方為黑色線時,黑線將吸收紅外線,接收管因接收不到紅外線而無法導(dǎo)通,兩端電壓為+4V左右,將接收管端電壓與一個給定電壓經(jīng)LM324比較后輸出0和+5V兩固定個值,當(dāng)對管正下方為白色時輸出+5V電壓,當(dāng)對管正下方為黑線時輸出0V,輸出的電壓交給單片機(jī),以此來確定黑線的位置.電路如圖:

三 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計

89S52單片機(jī)是本系統(tǒng)的核心所在,自動尋跡和調(diào)速都是它控制, 七對光電對管經(jīng)比較器輸出的電壓輸入單片機(jī),單片機(jī)根據(jù)電壓的高低來判斷黑線位置，進(jìn)而調(diào)整速度和方向，電路如下：

四 舵機(jī)的應(yīng)用

舵機(jī)是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。目前在高檔遙控玩具，如航模，包括飛機(jī)模型，潛艇模型；遙控機(jī)器人中已經(jīng)使用得比較普遍。舵機(jī)是一種俗稱，其實(shí)是一種伺服馬達(dá)。

其工作原理是：單片機(jī)放的控制信號由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時，通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。

舵機(jī)的控制一般需要一個20ms左右的時基脈沖，該脈沖的高電平部分一般為0.5ms~2.5ms范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分。

五 電機(jī)驅(qū)動

電機(jī)驅(qū)動電路是根據(jù)單片機(jī)的控制型號來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動的，電路如下：

第二章 軟件設(shè)計 #include sbit moto=P2^0;//舵機(jī)位定義 sbit in1=P2^1;////電機(jī)位定義 sbit in2=P2^2;////電機(jī)位定義 sbit L1=P1^7;////光電管位定義 sbit L2=P1^1;sbit L3=P1^2;sbit L4=P1^3;sbit L5=P1^4;sbit L6=P1^5;sbit L7=P1^6;

#define uchar unsigned char//宏定義 uchar duoj,dianj,time0=0,time1=0,L=0,e=30;void timer0()interrupt 1 //定時器零 控制舵機(jī) { time0++;

if(time0==duoj)moto=0;if(time0==80){ time0=0;

moto=1;} TH0=(65536-313)/256;TL0=(65536-313)%256;} void timer1()interrupt 3 ///定時器一 控制電機(jī) { time1++;if(time1==dianj)in1=1;if(time1==80){

time1=0;

in1=0;} TH1=(65536-340)/256;TL1=(65536-340)%256;}

void main()/////主函數(shù)開始 { TMOD=0x11;TH0=(65536-313)/256;TL0=(65536-313)%256;TH1=(65536-340)/256;TL1=(65536-340)%256;EA=1;ET0=1;

ET1=1;in1=0;moto=1;TR0=1;TR1=1;while(1)//////檢測黑線位置

{

while(1)

{

if(P1==0xff){duoj=8;dianj=55;break;} 全白時緩進(jìn)

if(L1==0){duoj=10;dianj=37;L=1;break;} //L1

if(L7==0){duoj=6;dianj=37;L=7;break;} //L7

if(L2==0){duoj=10;dianj=22;L=2;break;} //L2

if(L6==0){duoj=6;dianj=22;L=6;break;} //L6

//

if(L3==0){duoj=9;dianj=27;L=3;break;} //L3

if(L5==0){duoj=7;dianj=27;L=5;break;}

//L5

if(L4==0){duoj=8;dianj=70;L=4;break;}

//l4

//else {duoj=8;dianj=17;break;}

}

while(P1==0xff)當(dāng)檢測不到信號時保持最后的狀態(tài)

{

switch(L)

{

case 1:duoj=10;dianj=39;break;

case 2:duoj=10;dianj=22;break;

// case 3:duoj=9;dianj=25;break;

// case 4:duoj=8;dianj=70;break;

// case 5:duoj=7;dianj=25;break;

case 6:duoj=6;dianj=22;break;

case 7:duoj=6;dianj=39;break;

}

} } }////////主函數(shù)結(jié)束

第四篇：電磁智能小車設(shè)計報告

標(biāo)題：電磁感應(yīng)智能電動車

摘要:本系統(tǒng)以AVR單片機(jī)MEGAl6為核心器件，實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動電路的控制，使電動小車自動行駛。利用電磁原理，在車模前上方水平方向固定兩個相距為L的電感，通過比較兩個電感中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小即可判斷小車相對于導(dǎo)線的位置，進(jìn)而做出調(diào)整，引導(dǎo)小車大致循線行駛。用PWM技術(shù)控制小車的直流電動機(jī)轉(zhuǎn)動，完成小車位置、速度、時間等的控制。利用干簧管來檢測跑道的起始和終點(diǎn)位置從而完成小車的起步及停車。

系統(tǒng)總體設(shè)計：

AVR單片機(jī)MEGAl6（該芯片能夠不需要外圍晶振和復(fù)位電路而獨(dú)立工作，非常適合智能尋跡車模的要求。）為核心，由單片機(jī)模塊、路徑識別模塊、直流電機(jī)驅(qū)動模塊、舵機(jī)驅(qū)動模塊等組成，如下圖所示?；陔姶鸥袘?yīng)的智能尋跡車模系統(tǒng)以

直流電動機(jī)為車輛的驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)向電動機(jī)用于控制車輛行駛方向。智能尋跡車模利用電磁感應(yīng)在跑道上自主尋跡前進(jìn)，轉(zhuǎn)向。

單片機(jī)模塊(控制模塊)：

尋跡車模采用AVR內(nèi)核的ATMEGAl6。該芯片能夠不需要外圍晶振和復(fù)位電路而獨(dú)立工作，非常適合智能尋跡車模的要求。

路徑識別模塊：

本方案就是在車模前上方水平方向固定兩個相距為L的電感。左邊的線圈的坐標(biāo)為（x,h,z），右邊的線圈的位置(x-L,h,z)。由于磁場分布是以z軸為中心的同心圓，所以在計算磁場強(qiáng)度的時候我們僅僅考慮坐標(biāo)(x,y)。由于線圈的軸線是水平的，所以感應(yīng)電動勢反映了磁場的水平分量。計算感應(yīng)電動勢：

圖 1 線圈中感應(yīng)電動勢與它距導(dǎo)線水平位置x 的函數(shù)

如果只使用一個線圈，感應(yīng)電動勢E 是位置x 的偶函數(shù)，只能夠反映到水平位置的絕對值x 的大小，無法分辨左右。為此，我們可以使用相距長度為L 的兩個感應(yīng)線圈，計算兩個線圈感應(yīng)電動勢的差值：

對于直導(dǎo)線，當(dāng)裝有小車的中軸線對稱的兩個線圈的小車沿其直線行駛，即兩個線圈的位置關(guān)于導(dǎo)線對稱時，則兩個線圈中感應(yīng)出來的電動勢大小應(yīng)相同、且方向亦相同。若小車偏離直導(dǎo)線，即兩個線圈關(guān)于導(dǎo)線不對稱時，則通過兩個線圈的磁通量是不一樣的。這時，距離導(dǎo)線較近的線圈中感應(yīng)出的電動勢應(yīng)大于距離導(dǎo)線較遠(yuǎn)的那個線圈中的。根據(jù)這兩個不對稱的信號的差值，即可調(diào)整小車的方向，引導(dǎo)其沿直線行駛。

對于弧形導(dǎo)線，即路徑的轉(zhuǎn)彎處，由于弧線兩側(cè)的磁力線密度不同，則當(dāng)載有線圈的小車行駛至此處時，兩邊的線圈感應(yīng)出的電動勢是不同的。具體的就是，弧線內(nèi)側(cè)線圈的感應(yīng)電動勢大于弧線外側(cè)線圈的，據(jù)此信號可以引導(dǎo)小車拐彎。

另外，當(dāng)小車駛離導(dǎo)線偏遠(yuǎn)致使兩個線圈處于導(dǎo)線的一側(cè)時，兩個線圈中感應(yīng)電動勢也是不平衡的。距離導(dǎo)線較近的線圈中感應(yīng)出的電動勢大于距離導(dǎo)線較遠(yuǎn)的線圈。由此，可以引導(dǎo)小車重新回到導(dǎo)線上。

由于磁感線的閉合性和方向性，通過兩線圈的磁通量的變化方向具有一致性，即產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相同，所以由以上分析，比較兩個線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小即可判斷小車相對于導(dǎo)線的位置，進(jìn)而做出調(diào)整，引導(dǎo)小車大致循線行駛。

驅(qū)動模塊：

簡易智能小車有兩個電動機(jī)。其中一個小電動機(jī)控制前輪轉(zhuǎn)向，給電動機(jī)加正反向電壓，實(shí)現(xiàn)前輪的左右轉(zhuǎn)向；另一電動機(jī)控制后輪驅(qū)動力?？刂妻D(zhuǎn)向電動機(jī)需要較小的驅(qū)動力，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，選L293作為驅(qū)動芯片；由于后輪驅(qū)動功率較大，所以選用L298N，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小車行使過程中負(fù)載較大，導(dǎo)致L298N發(fā)熱較大，故給芯片添加散熱片以保護(hù)芯片正常工作。為了優(yōu)化控制性能，采用PWM脈寬調(diào)速，并利用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生 模擬電壓，控制555生成占空比可調(diào)的脈沖從而控制L293B與L298N進(jìn)行脈寬調(diào)速。

具體設(shè)計方案：

本設(shè)計使用一普通玩具小車作為車模，采用P W M 信號驅(qū)動，當(dāng)PWM信號脈寬處于(1ms,1.5ms)區(qū)間時舵機(jī)控制小車向左行駛，脈寬處于(1.5ms,2ms)時小車向右行駛，脈寬約為1.5ms時小車沿直線行駛。本方案使用兩個10mH的電感置于車模頭部作為確定小車位置的傳感器。然后，設(shè)計了一個模擬電路，采集、調(diào)理、放大由電感得到的電動勢信號。具體電路如圖2所示。

該電路采用電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，電感信號從PL進(jìn)入。考慮到單獨(dú)電感感應(yīng)出的電動勢很小，本設(shè)計使用電感和電容諧振放大感應(yīng)電動勢。由于使用的是10mH的電感，導(dǎo)線中電流頻率為20kHz，因此使用6.3nF的電容。這樣在電容上得到的電壓將會比較大，便于三極管進(jìn)行放大。整個電路的具體放大倍數(shù)需要根據(jù)實(shí)際負(fù)載進(jìn)行計算。本設(shè)計的小車控制電路如圖3所示。

首先，把由兩個電感得到的感應(yīng)電動勢經(jīng)調(diào)理、放大后得到的電壓輸出u1和u2送入由運(yùn)放組成的減法器中進(jìn)行減法運(yùn)算，然后再經(jīng)由運(yùn)放組成的電壓跟隨器送給下一級電路。經(jīng)過分析，這一級電路的輸出大致可由下式進(jìn)行計算：

后一級電路由兩個555定時器組成，其中下方的555構(gòu)成一個占空比非常接近于1的脈沖發(fā)生器，作為上方555的觸發(fā)脈沖。因?yàn)榇擞|發(fā)脈沖的低電平信號非常窄，所以能很好的保證上方555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路正常運(yùn)行。該脈沖信號頻率為：

上方的555定時器構(gòu)成一個單穩(wěn)型壓控振蕩器，它的脈寬受輸入V1的控制，輸出即PWM信號。當(dāng)V1較大時，即兩個電感線圈中的感應(yīng)電動勢相差較大時，亦即小車偏離導(dǎo)線向左行駛時，則脈寬較大，舵機(jī)將控制小車向右行駛；當(dāng)V1適中時，接近，即小車沿導(dǎo)線行駛時，則脈寬接近1.5ms，小車按直線行駛；當(dāng)V1較小時，即小車偏離導(dǎo)線向右行駛時，則脈寬較小，舵機(jī)將控制小車向左行駛。從而，控制小車大致循著導(dǎo)線行駛。另外，改變構(gòu)成減法器的電阻的值，可以調(diào)整小車反應(yīng)的靈敏度，進(jìn)而防止出現(xiàn)小車以導(dǎo)線為中軸線左右搖擺的現(xiàn)象。

補(bǔ)充說明：跑道上的起始位置及終點(diǎn)位置用干簧管來檢測。

程序設(shè)計流程圖：

第五篇：智能小車單片機(jī)課程設(shè)計報告

單片機(jī)課程設(shè)計

題 目: 專 業(yè): 班 級: 組長 成員 成員 成員 成員

智能小車設(shè)計 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

14級2班

姓名 學(xué)號

年 12 月 23 日

2016

打開命令行終端的快捷方式: ctr+al+t:默認(rèn)的路徑在家目錄

ctr+shift+n:默認(rèn)的路徑為上一次終端所處在的路徑.linux@ubuntu:~$ linux:當(dāng)前登錄用戶名.ubuntu:主機(jī)名

:和$之間:當(dāng)前用戶所處在的工作路徑.windows下的工作路徑如C:IntelLogs linux下的工作路徑是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux這個路徑.(家目錄).ls(list):列出當(dāng)前路徑下的文件名和目錄名.ls-a(all):列出當(dāng)前路徑下的所有文件和目錄名,包括了隱藏文件..:當(dāng)前路徑..:上一級路徑

ls-l:以橫排的方式列出文件的詳細(xì)信息

total 269464(當(dāng)前這個路徑總計所占空間的大小,單位是K)drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop

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(3).cd /home/linux 進(jìn)入到1目錄里并創(chuàng)建一個2普通文件,再退回上一級,并且刪除1目錄 6.拷貝文件.cp(copy)路徑1/源文件 路徑2:把路徑1下的文件拷貝到路徑2下

cp 路徑1/源文件 路徑2/目標(biāo)文件:把路徑1下的文件拷貝到路徑2下并且重命名位目標(biāo)文件.cp(copy)-r 路徑1/目錄名 路徑2:把路徑1下的目錄拷貝到路徑2下 7.剪切文件

mv(move)路徑1/源文件 路徑2:把路徑1下的文件剪切到路徑2下

mv 路徑1/源文件 路徑2/目標(biāo)文件:把路徑1下的文件剪切到路徑2下并且重命名位目標(biāo)文件

mv 源文件 目標(biāo)文件:重命名文件

mv 路徑1/目錄名 路徑2:把路徑1下的目錄剪切到路徑2下 8.clear:清屏 9.exit 退出終端 vi編輯器.vi 文件名:如果文件不存在則創(chuàng)建并打開 如果文件已存在,則直接打開

VI編輯器的三種模式

1.命令行模式:剛進(jìn)入編輯器的時候,默認(rèn)處在這種模式下

2.編輯模式(插入模式):輸入a/i/o即可進(jìn)入,按下esc鍵退回命令行模式,再輸入冒號 ,即可進(jìn)入底行模式.3.底行模式下:w(保存),q(退出),wq(保存并退出),q!(強(qiáng)制退出不保存)按下退格鍵,刪除冒號,即可進(jìn)入命令行模式.終極保存法;w!sudo tee %d回車再回車即可

命令行模式下的快捷操作: 1.整行復(fù)制:光標(biāo)移動想要復(fù)制的那一行,輸入yy即可,再把光標(biāo)移動到你想要粘貼位置的上一行,輸入p即可

2.多行復(fù)制:光標(biāo)移動想要復(fù)制的那幾行的 6.多行剪切:光標(biāo)移動想要剪切的那幾行的 再編譯一個c應(yīng)用程序,在程序中來調(diào)用庫里實(shí)現(xiàn)的函數(shù)

gcc 應(yīng)用程序名-l庫名(注意是去掉lib和.so的庫名)

文件IO linux系統(tǒng)下一切設(shè)備皆文件

操作文件: open():打開一個文件

read()://從文件里邊讀出數(shù)據(jù) write()//向文件里寫入數(shù)據(jù) close()//關(guān)閉文件

man手冊: man 2 函數(shù)名

open: 頭文件

#include #include #include

1.int open(const char *pathname, int flags);//僅限于打開一個已存在文件

參數(shù)1:文件的路徑 參數(shù)2:打開方式的標(biāo)志

O_RDONLY,//只讀方式打開

O_WRONLY,//只寫方式打開

O_RDWR.//可讀可寫方式打開 返回值: 打開成功:返回一個正數(shù)(文件描述符)打開失敗:-1

2.int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);//可以打開一個不存在的文件 參數(shù)1:文件的路徑 參數(shù)2:打開方式的標(biāo)志

O_RDONLY,//只讀方式打開

O_WRONLY,//只寫方式打開

O_RDWR.//可讀可寫方式打開

如果文件不存在必須|O_CRAET,創(chuàng)建該文件 參數(shù)3:權(quán)限 數(shù) 比如:0666

返回值: 打開成功:返回一個正數(shù)(文件描述符)打開失敗:-1

write: 頭文件: #include

typedef int ssize_t

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);參數(shù)1:就是open函數(shù)的返回值,文件描述符 參數(shù)2:你想要寫入的數(shù)據(jù)

參數(shù)3:你想要寫入的數(shù)據(jù)的字節(jié)大小

返回值: 寫入成功:返回的是寫入的字節(jié)大小 寫入失敗:-1

strlen:實(shí)際長度 sizeof:數(shù)組的大小

arduino viod setup(){ 端口的配置;}

void loop(){ 任務(wù)的執(zhí)行;

}

arduino之呼吸燈實(shí)驗(yàn): int led=13;void setup(){ pinMode(led,OUTPUT);} void loop(){ digitalWrite(led,HIGH);delay(1000);digitalWrite(led,LOW);delay(1000);} 漸變燈: 暗->亮->暗

PWM波:可調(diào)脈沖寬度波.3,5,6,9,10,11這幾個端口可以輸出pwm波 analogWrite(pin, value)//輸出pwm波 pin:管腳號:3,5,6,9,10,11中的任意一個 value:0~255中的任何一個數(shù): 0:占空比為0% 255:占空比位100%

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控步驟: 1.將jpegsrc.v8b.tar.gz(圖片庫)和mjpg-streamer-code-182.tar.gz(視頻查看軟件)拷貝到ubuntu的家目錄

2.解壓縮

tar xvf jpegsrc.v8b.tar.gz 3.cd jpeg-8b 4../configure //創(chuàng)建Makefile文件 5.make 6.sudo make install //安裝

程序運(yùn)行時，默認(rèn)尋找的頭文件的路徑在/usr/include,庫文件的路徑/lib

cd /usr/local/include sudo cp * /usr/include cd /usr/local/lib

sudo cp libjpeg* /lib

7.切換到家目錄:cd 移植查看視頻的軟件：

tar xvf mjpg-streamer-code-182.tar.gz cd mjpg-streamer-code-182 cd mjpg-streamer make clean //清除已經(jīng)編譯過的程序

make

運(yùn)行查看視頻的軟件:sudo./start.sh 打開火狐瀏覽器

在地址欄輸入127.0.0.1:8080 若發(fā)現(xiàn)視頻綠屏

先強(qiáng)制結(jié)束程序運(yùn)行:ctl+c.解決方法：

修改start.sh

將 要對uboot環(huán)境信息進(jìn)行設(shè)置

首先把撥碼開關(guān)撥到0000位置.選擇uboot的啟動方式.uboot從外存啟動.1.找到自己的COM端口號;打開putty 2.選中Serial,把波特率改為115200,端口號改為自己的端口號,Flow contrlo選擇none 3.開啟電源,會出現(xiàn)一個倒計時,在倒計時完成之前,隨便敲一個鍵盤.4.輸入命令print可以顯示uboot的打印信息

確保: ipaddr=192.168.1.100//代表開發(fā)板的ip地址 serverip=192.168.1.200//代表ubuntu的IP地址 bootargs=root=nfs nfsroot=192.168.1.200:/source/rootfs ip=192.168.1.100 init=/linuxrc console=ttySAC0,115200//

打開虛擬機(jī): 1.進(jìn)入到/tftpboot目錄下.把zImage拖到虛擬機(jī),前加cp ,后加./ 使用ls查看一下是否出現(xiàn)zImage 2.cd /source 把rootfs這個壓縮包拖到虛擬機(jī),前加cp ,后加./ 使用ls查看一下是否出現(xiàn)rootfs.tgz 3.解壓命令: sudo tar-xvf rootfs.tgz 要讓你輸入密碼;輸入1回車即可,密碼是不可見的.再用ls查看是否多了一個藍(lán)色的文件rootfs.4.修改ubuntu的ip地址.找到wiffi圖標(biāo),點(diǎn)擊選中edit connection->IPV4 seting->manual->add ip netmask gateway 192.168.1.200 255.255.255.0 192.168.1.1 點(diǎn)擊保存.關(guān)閉窗口.再打開圖標(biāo)選中wired connection1 再看ip是否改回來了.5.網(wǎng)線連接開發(fā)板和電腦

在putty界面輸入:ping 192.168.1.200 如果host 192.168.1.200 is alive,這是掛載系統(tǒng)很好的征兆.not alive的話需要關(guān)閉電腦的無線網(wǎng)

輸入boot或者重啟開發(fā)板不要再按下任何鍵了,如果出現(xiàn)

####很快就要掛載成功了 如果出現(xiàn)TTTTTTTTTTTTTT 在ubuntu輸入命令:sudo service tftpd-hpa restart 其中sudo的作用是暫時將用戶的權(quán)限提升到超級用戶(root)的權(quán)限.如果出現(xiàn)Please press Enter to activate this console.代表系統(tǒng)掛載成功.通過gcc編譯生成的程序不能在開發(fā)板上運(yùn)行.通過命令file a.out看到文件的格式為intel 30386,說明這是X86格式的程序,只能PC上運(yùn)行

而不能在arm板上運(yùn)行,解決措施,使用交叉編譯器來編譯.交叉編譯器的配置: 將arm-cortex_a8-linux-gnueabi.tar.bz2拖到ubuntu的家目錄

解壓命令tar-xvf arm-cor+tab鍵自動補(bǔ)齊,用ls查看是否生成arm-cortex_a8個目錄.配置交叉編譯器: sudo vi /etc/bash.bashrc文件

在最后一行添加export PATH=$PATH:/home/linux/arm-cortex_a8/bin 保存并退出文件

保存完成后重啟文件:source /etc/bash.bashrc

重啟成功后輸入arm-cor+tab鍵會自動補(bǔ)齊成arm-cortex_a8-linux-gnueabi-代表交叉編譯器配置成功.利用交叉編譯器編譯程序: arm-cortex_a8-linux-gnueabi-gcc 文件名,并將生成的可執(zhí)行程序拷貝到/source/rootfs下

然后再到putty上執(zhí)行./a.out就可以在開發(fā)板上運(yùn)行程序了.

相關(guān)代碼

Che.c

#include “cgic.h” #include #include #include #include #include

void zigbee_serial_init(int fd){ struct termios options;

tcgetattr(fd, &options);options.c_cflag |=(CLOCAL | CREAD);options.c_cflag &= ~CSIZE;options.c_cflag &= ~CRTSCTS;options.c_cflag |= CS8;options.c_cflag &= ~CSTOPB;options.c_iflag |= IGNPAR;options.c_iflag &= ~(BRKINT | INPCK | ISTRIP | ICRNL | IXON);

//options.c_cc[VTIME] = 2;options.c_cc[VMIN] = 12;

options.c_oflag = 0;options.c_lflag = 0;

cfsetispeed(&options, B115200);cfsetospeed(&options, B115200);

tcsetattr(fd,TCSANOW,&options);

} int cgiMain(){ int fd;char a='1';cgiHeaderContentType(“text/htmlnn”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“n”);

fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“n”);fprintf(cgiOut,“