第一篇：智能小車實驗報告

課程設(shè)計報告

（嵌入式技術(shù)實踐(一)）

學(xué)

院：電氣工程與自動化學(xué)院

題 目：智能小車的電路設(shè)計與制作 專業(yè)班級：自動化123班 學(xué) 號： 21 學(xué)生姓名：謝斌

指導(dǎo)老師： 王祖麟、張振利 日 期： 2013年6月18日星期二

摘要

我們生活在信息與科技高速發(fā)展的信息時代，高科技產(chǎn)品的更新的換代也是越來越快。作為21世紀(jì)的大學(xué)生，我們身處這樣的環(huán)境中，就必須使自己能夠適應(yīng)這個社會所需。自動化作為處在科技前沿的專業(yè)，我們學(xué)生就要打好基礎(chǔ)，跟上時代的步伐。

為了讓同學(xué)們在做中學(xué)。同學(xué)們自己設(shè)計和制作智能小車，并從中深入了解和理解自動化嵌入式。從而為進一步實現(xiàn)人機對話，測量以及控制這些自動化的基本控制做基礎(chǔ)。從理論到實踐，讓同學(xué)們更好的理解嵌入式，增長同學(xué)的實踐和設(shè)計能力。

應(yīng)用P89V51RB2微控制器中端口、外部中斷、定時器等基本模塊，實現(xiàn)核心控制，再結(jié)合驅(qū)動板來控制電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，最后加上紅外傳感器，實現(xiàn)小車的智能尋跡。其中端口結(jié)合SPI實現(xiàn)人機對話；定時器與中斷結(jié)合實現(xiàn)匹配定時，捕獲轉(zhuǎn)速；端口、定時器的結(jié)合就實現(xiàn)了控制電機的方向與轉(zhuǎn)速；端口與紅外傳感器結(jié)合，讓小車可以尋找黑線，這樣就實現(xiàn)了智能尋跡。

關(guān)鍵字：

自動化；嵌入式；智能尋跡；實踐；外部中斷；定時器；能力

目錄

第一章 緒論....................................................................................5 1.1 課題背景..................................................................................5 1.2 課題概述..................................................................................5 1.3 設(shè)計要求..................................................................................5

第二章 統(tǒng)的系設(shè)計........................................................................6 2.1 實踐原理..................................................................................6 2.2 實踐器材..................................................................................6 2.3 實踐目的..................................................................................7

第三章

軟件設(shè)計..........................................................................8 3.1 硬件開發(fā)的軟件介紹...............................................................8 3.1.1 TKStudio.................................................................錯誤！未定義書簽。3.1.2

原理圖的繪制過程...........................................錯誤！未定義書簽。3.2 編程環(huán)境介紹...........................................................................9

第四章

系統(tǒng)實現(xiàn)..........................................................................9 4.1 硬件實現(xiàn)..................................................................................9 4.1.1

單片機外擴...........................................................錯誤！未定義書簽。4.12

電源模塊板.............................................................錯誤！未定義書簽。

4．13 循跡模塊……………………………………………………………………….5

4.14 電機驅(qū)動模塊………………………………………………………..........5

4.2 軟件實現(xiàn).................................................錯誤！未定義書簽。4.3 實現(xiàn)效果................................................................................11 結(jié)束語：.......................................................................................12 致謝 12 參考文獻(xiàn).......................................................................................12 附錄 12

第一章 緒論

1．1課題背景

學(xué)習(xí)了智能小車的的理論知識后，急需要一場智能小車制作實踐實驗以加深我們對制板的認(rèn)識及熟悉制做智能小車的工作流程。

“卓越工程師培養(yǎng)計劃”主要強調(diào)“理論與實踐、教與學(xué)、學(xué)校與企業(yè)”三個緊密結(jié)合，全面貫徹和落實“構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行”這種在做中學(xué)的原則，以及基于項目驅(qū)動的教學(xué)模式。企業(yè)由單純的用人單位變成為學(xué)生聯(lián)合培養(yǎng)單位，高校和企業(yè)共同設(shè)計培養(yǎng)目標(biāo)，共同制定培養(yǎng)方案，共同實施培養(yǎng)過程?！罢娴墩鏄尅钡貙嵺`，以強化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

在一學(xué)期的計算機基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)后，需要將理論和實踐有機的相結(jié)合。在一定程度的專業(yè)基礎(chǔ)知識的鋪墊、學(xué)長們的實際操作引導(dǎo)下。展開技能實踐。

實驗后加以對實驗的看法，總結(jié)經(jīng)驗，研究智能小車的制作方法及對課題進行討論研發(fā)，特設(shè)下此課題。

1.2課題概述

學(xué)習(xí)智能小車以及板的制作流程，加深對課題的認(rèn)識，增加理論與實踐知識。了解智能小車的制作與使用。

根據(jù)原理圖焊接好單片機外擴、電源模塊、循跡模塊、驅(qū)動模塊四塊板子，調(diào)試板子，確保板子正確后，將板子與車身用杜邦線正確連接做好實驗課題。

1.3設(shè)計要求

第一：畫出正確的原理圖

第二:焊好板子，并使它能正常運行

第三：板上無斷線，電路無短路與斷路。萬能表檢測無錯誤。燒入程序后能顯示正確的實驗現(xiàn)象

應(yīng)用P89V51RB2微控制器中的端口、外部中斷、定時器等基本模塊，實現(xiàn)核心控制，再結(jié)合電源板、電機驅(qū)動板來控制電機的轉(zhuǎn)向，最后加上傳感檢測模塊，實現(xiàn)小車的智能尋跡。

這次課程實踐要求每一個人都動手都制作出一輛尋跡小車，真正實現(xiàn)從聽中學(xué)到做中學(xué)，提高同學(xué)們的動手能力。這次實踐最基本的功能底線就是能夠?qū)崿F(xiàn)循跡，然后有興趣的同學(xué)再一步步進行拓展，比如：加上測速模塊、遙控模塊，水平更高的還可以實現(xiàn)避障模塊、液晶顯示模塊等等

第二章 系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 實踐原理

探測路面黑線的基本原理：光線照射到路面并反射，由于黑線和白紙對光的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光強弱來判斷是否是黑線。利用這個原理，可以控制小車行走的路跡。

這里的循跡是指小車在白色地板上循黑線行走，通常采取的方法是紅外探測法。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。處理器就根據(jù)是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。紅外探測器探測距離有限，一般最大不應(yīng)超過3cm。智能小車系統(tǒng)以處理器為核心，為了使智能小車能夠快速行駛，處理器必須把路徑的迅速判斷、相應(yīng)的轉(zhuǎn)向電機控制以及直流驅(qū)動電機的控制精密地結(jié)合在一起。如果傳感器部分的數(shù)據(jù)沒有正確地采集和識別，轉(zhuǎn)向電機控制的失當(dāng)，都會造成模型車嚴(yán)重抖動甚至偏離賽道；如果直流電機的驅(qū)動控制效果不好，也會造成直線路段速度上不去，彎曲路段入彎速度過快等問題。

2.2 實踐器材

四塊萬能版、兩個紅外傳感器、四個1K的電阻、兩個3.3K的電阻、兩個電源、插針、插座多排、三個LED燈、兩個電容器、一個單片機、八個三極管（其中四個為透明的三極管）、兩個二極管、兩個玻璃電阻、兩個輪子、兩個馬達(dá)。兩個電池盒、一塊較大的塑料板、杜邦線若干、焊錫少許、一個萬能表、一個電烙鐵、一個焊臺、膠帶。

1：插針、單片機、一個萬能版、焊錫——用于焊接單片機外擴。

2:插針、插座、兩個繼電器、四個透明三極管、四個三極管四個1K電阻、焊錫——用于焊接驅(qū)動模塊板。

3:一個LED燈、插針、插座、兩個電容器、兩個玻璃電阻、兩個二極管、一個3.3K電阻、焊錫——用于焊接電源板。

4:兩個紅外傳感器、兩個LED燈、四個電阻、焊錫——用于焊接循跡模塊。5:萬能表——用于檢測板子電路是否短路、斷路、電路是否正確。6：焊臺——將器件焊接到板子上。

7：輪子、馬達(dá)、較大的塑料板——為車身的組成部分。8：電池——為智能小車的驅(qū)動提供電壓。9：電池盒——盛裝電池。

10：膠帶——將板子固定在車身上。

2.3 實踐目的

增加智能小車板的制作實踐知識，了解智能小車原理圖的繪制與智能小車板的制作流程。學(xué)習(xí)智能小車板的焊接知識與技術(shù)。增加智能小車板的制作經(jīng)驗，體會智能小車板的 制作原理提高我們對智能小車的認(rèn)識。

使智能小車能夠在燒入實驗程序后能夠沿著膠帶跑動，顯現(xiàn)出正確的實驗現(xiàn)象。

第三章 軟件設(shè)計

3.1 硬件開發(fā)的軟件介紹 3.1．1 系統(tǒng)控制器的選擇

P89V51RB2是一款由美國NXP半導(dǎo)體公司提供的增強型80C51微控制器，包括16KBFlash程序存儲器和1KB數(shù)據(jù)RAM，且功能上完全覆蓋標(biāo)準(zhǔn)80C51單片機系列。3.2 電源模塊

交流電經(jīng)過全波電路在經(jīng)過電容濾波，在經(jīng)過穩(wěn)壓電源芯片做成穩(wěn)壓電路，輸出電壓5V、7.2V的直流電源。小車的電機驅(qū)動模塊的供電電壓為7.2V，經(jīng)過電容濾波后接7805進行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓輸出5V的電壓。提供單片機所需的電壓，其電源電路原理圖如下圖所示：

電機驅(qū)動模塊

這次電機驅(qū)動模塊沒有采用往年的，直接用三極管構(gòu)成H橋的形式來驅(qū)動電機，而是用繼電器來驅(qū)動電機，其原理圖如下：

3.4 傳感檢測模塊

紅外線傳感檢測電路原理其實很簡單，就是利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收，80C51內(nèi)核采集到的電壓就是高電平；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光，然后80C51內(nèi)核采集到的電壓就是低電平。其基本原理圖如下：

3.2 編程環(huán)境介紹

編程環(huán)境與實驗程序本身有密切的聯(lián)系。實驗程序在不同的編程環(huán)境下也可能編譯出不同的實驗結(jié)果。

第四章

系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 硬件實現(xiàn)

4.1 模塊驅(qū)動程序 4.1.1 電機驅(qū)動模塊

電機驅(qū)動板有四出信號輸出端，PWM1，PWM2，DIR1，DIR2，分別控制從而控制兩個電機的停止與正反轉(zhuǎn)。其具體程序控制見程序清單如下： void motor_stight()//小車前進 { PWM_1=1;PWM_2=1;DIR_1=0;DIR_2=0;} void motor_right()//小車右轉(zhuǎn) { PWM_1=1;PWM_2=0;DIR_1=0;DIR_2=0;} void motor_left()//小車左轉(zhuǎn) { PWM_1=0;PWM_2=1;DIR_1=0;DIR_2=0;} void motor_stop()//小車停止 { PWM_1=0;PWM_2=0;DIR_1=0;DIR_2=0;} 4.1.2 傳感檢測模塊驅(qū)動

紅外線模塊只要80C51單片機向其供5V電壓就能工作，然后通過引腳采集其高低電平，就可以根據(jù)不同情況做出相應(yīng)的處理。

第五章 硬件總體調(diào)試程序 簡單的循跡小車外加遙控模塊的程序如下：

4.3 實現(xiàn)效果

燒入實驗程序后，智能小車能沿著黑色膠帶正常跑動

5.實驗心得

第一：在看原理圖時，要注意圖中各器件的排布情況。

第二：認(rèn)真仔細(xì)地將各個器件焊接到板自上

第三：焊接過程過程中要注意焊錫的使用，用焊錫將器件焊接到板子上。

第四：在調(diào)試的過程中，要用萬能表檢測板子的電路狀況，如遇到短路或斷路等狀況要及時修正直到板子上電路正確為止。

第五：將四塊板子一一固定在車身上，用杜邦線將板子與車身連好，注意要認(rèn)真仔細(xì)連接，要避免短路情況，否則可能燒壞器件。

第六：如連接好出現(xiàn)電容器冒煙，電源發(fā)熱較大則可能出現(xiàn)短路，則要立即拔下連接電源的杜邦線否則可能引起電容器的爆炸。

第七：在調(diào)試的過程中，首先檢查的是電源線和GND線，其次再按照原理圖所示的連線一條一條進行檢查。

最后：實驗時要小心謹(jǐn)慎，認(rèn)真執(zhí)行好實驗的每一個步驟，仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，在實驗中得出結(jié)論，吸取教訓(xùn)，總結(jié)經(jīng)驗，做一個合格的實驗者。

結(jié)束語：

實驗前要備好充分的實驗材料，熟記實驗步驟。

做實驗時，我們要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌凑諏嶒灢襟E一一進行，按部就班，認(rèn)真的執(zhí)行好每一步驟。仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象。

實驗后認(rèn)真總結(jié)實驗經(jīng)驗，吸取教訓(xùn)為下次實驗打好基礎(chǔ)。

電類專業(yè)是一門實踐性很強的學(xué)科，如果沒有很強的動手能力，勢必很難做出好的科研成果，而計算機智能控制技術(shù)的核心之一就是計算機邏輯設(shè)計。

致謝

感謝王祖麟、張振利老師的實驗蒞臨教導(dǎo)和學(xué)長們認(rèn)真努力的教授實驗知識給我們；感謝同學(xué)間的相互學(xué)習(xí)與合作；感謝學(xué)校給我們提供了一個實驗室供我們學(xué)習(xí)與研究實驗

參考文獻(xiàn)

[1] 周立功等.《項目驅(qū)動-單片機應(yīng)用設(shè)計基礎(chǔ)》.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004 [2] 周立功等.《新編計算機基礎(chǔ)教程》.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004

附錄

完成上述實驗后，一輛智能小車也就誕生了。相信在此智能小車實驗過程中，我們已經(jīng)掌握了一定的實驗知識，得到了一些實驗教訓(xùn)，那我們更應(yīng)該積累經(jīng)驗，總結(jié)教訓(xùn)，爭取在下次的實驗中做的更好。那就期待下一次的實驗吧！

第二篇：智能循跡小車實驗報告

摘要

本設(shè)計主要有單片機模塊、傳感器模塊、電機驅(qū)動模塊以及電源模塊組成，小車具有自主尋跡的功能。本次設(shè)計采用STC公司的89C52單片機作為控制芯片，傳感器模塊采用紅外光電對管和比較器實現(xiàn)，能夠輕松識別黑白兩色路面，同時具有抗環(huán)境干擾能力，電機模塊由L298N芯片和兩個直流電機構(gòu)成，組成了智能車的動力系統(tǒng)，電源采用7.2V的直流電池，經(jīng)過系統(tǒng)組裝，從而實現(xiàn)了小車的自動循跡的功能。

關(guān)鍵詞 智能小車

單片機紅外光對管 STC89C52 L298N 1 緒論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人的設(shè)計越來越精細(xì)，功能越來越復(fù)雜，智能小車作為其的一個分支，也在不斷發(fā)展。在近幾年的電子設(shè)計大賽中，關(guān)于小車的智能化功能的實現(xiàn)也多種多樣，因此本次我們也打算設(shè)計一智能小車，使其能自動識別預(yù)制道路，按照設(shè)計的道路自行尋跡。設(shè)計任務(wù)與要求

采用MCS-51單片機為控制芯片（也可采用其他的芯片），紅外對管為識別器件、步進電機為行進部件，設(shè)計出一個能夠識別以白底為道路色，寬度10mm左右的黑色膠帶制作的不規(guī)則的封閉曲線為引導(dǎo)軌跡并能沿該軌跡行進的智能尋跡機器小車。方案設(shè)計與方案選擇

3.1 硬件部分

可分為四個模塊：單片機模塊、傳感器模塊、電機驅(qū)動模塊以及電源模塊。

3.1.1 單片機模塊

為小車運行的核心部件，起控制小車的所有運行狀態(tài)的作用。由于以前自己開發(fā)板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以讓然選擇這個芯片作為控制核心部件。STC89C52是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，片內(nèi)有4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時間為十年。其程序和數(shù)據(jù)存儲是分開的。

3.1.2 傳感器模塊

方案一：使用光敏電阻組成光敏探測器采集路面信息。阻值經(jīng)過比較器輸出高低電平進行分析，但是光照影響很大，不能穩(wěn)定工作。

方案二：使用光電傳感器來采集路面信息。使用紅外光電對管，其結(jié)構(gòu)簡明，實現(xiàn)方便，成本低廉，沒有復(fù)雜的圖像處理工作，因此反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時間少。但也存在不足，它能獲取的信息是不完全的，容易受很多擾動（如背景光源，高度等）的影響，抗干擾能力較差。

方案三：使用CCD傳感器來采集路面信息。使用CCD可以獲取大量的圖像信息，掌握全面的路徑信息，抗干擾能力強，為以后功能的擴展提供方便。但使用CCD需要大量的圖像處理工作，進行大量數(shù)據(jù)的存儲和計算，因此電路復(fù)雜，實現(xiàn)起來工作量大。

方案四：使用光電對管采集路面信息。RPR220結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，調(diào)整電路簡單工作性能穩(wěn)定。

可見方案四最適宜，但僅從此項目考慮，方案二成本低，也能完成設(shè)計，故選用方案二。3.1.3 電機控制模塊

3.1.3.1電機的選擇

方案一：采用步進電機，其轉(zhuǎn)過的角度可以精確定位，可實現(xiàn)小車行進過程的精確定位。但步進電機的輸出力矩低，隨轉(zhuǎn)速的升高而降低，且轉(zhuǎn)速越快下降得越快。

方案二：采用直流電機，其轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，操作方便。速度的調(diào)節(jié)可以改變電壓也可以調(diào)節(jié)PWM。

基于以上，我們選擇了方案二，使用直流電機作為驅(qū)動電機。

3.1.3.2電機的驅(qū)動

采用專用芯片L298N作為電機驅(qū)動芯片，其操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。一片L298N就可以分別控制兩個直流電機。

3.1.4 電源模塊

給整個系統(tǒng)穩(wěn)定供電以保持其正常工作，包括7.2V的電源以及轉(zhuǎn)5V部分，其中7.2V的是給電機和其驅(qū)動供電，5V的用來驅(qū)動單片機及其他芯片。

以上單元連接如下圖所示： 3.2 軟件部分

3.2.1程序流程圖

此系統(tǒng)采用89C52單片機，再根據(jù)硬件連接，通過相應(yīng)的軟件來完成對信號的采集和數(shù)據(jù)的分析，再控制小車的運行狀態(tài)，以下為主程序流程圖：

3.2.2程序設(shè)計思路

3.2.2.1尋跡模塊程序

通過傳感器獲得路面信息然后反饋給單片機，再通過單片機來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

3.2.2.2電機驅(qū)動模塊程序

控制兩個直流電機，實現(xiàn)前進、后退、前左轉(zhuǎn)、前右轉(zhuǎn)、停車等功能。各部分電路的作用及電路工作原理分析

4.1 信號采集模塊

4.1.1 TCRT500結(jié)構(gòu)與工作原理

TCRT5000(L)具有緊湊的結(jié)構(gòu)發(fā)光燈和檢測器安排在同一方向上，利用紅外光譜反射對象存在另一個對象上，操作的波長大約是950毫米。探測器由光電晶體三極管組成的,它由高發(fā)射功率紅外光電二極管和高度靈敏光電晶體管組成。通過測試，其檢測距離在2mm-10mm。TCRT5000的發(fā)射管和接收管是一起封裝在矩形塑料殼中，為了使檢測更加準(zhǔn)確，我們用了5只TCRT5000檢測黑線，實物見圖4-1。

4.1.2 信號采集電路圖及原理

小車在白色地面行駛時，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號被反射，接收管收到信號后，輸出端為低電平，經(jīng)過比較器比較后輸出為低電平。而當(dāng)紅外信號遇到黑色導(dǎo)軌時，紅外信號被吸收，接收管不能接收信號，輸出端為高電平，經(jīng)過比較器比較后輸出高電平。單片機通過采集每個比較器的輸出端電壓，便可以檢測出黑線的相對位置的位置，從而控制小車的行駛方向。

4.2 信息處理模塊

4.2.1 原理

檢測到白色路面的紅外接收頭處理后送出的是低電平，而檢測到黑色路線的檢測頭送出的是高電平，由此可根據(jù)這5個紅外接收頭的高低電平判斷路線情況而調(diào)整小車前進方向。具體情況有如下幾種： a 檢測到

1 1 1 1 或

0 0 0 0 0小車應(yīng)該停止。

b 檢測到

0 0 0 0 或

0 1 0 0 0 或 1 0 0 0 說明路線向左偏，小車向左轉(zhuǎn)。

c 檢測到

0 0 0 0 1 或

0 0 0 1 0 或

0 0 0 1 1說明路線向右偏，小車向左轉(zhuǎn)。

d 檢測到

x x 1 x x（x不全為1）說明線路是直的，小車直走。4.3 電機驅(qū)動模塊

4.3.1直流電機

給兩個電刷A和B加上直流電源，如上圖（a）所示，則有直流電流從電刷 A 流入，經(jīng)過線圈abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到的力形成了一個轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（b）所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A 流入，在線圈中的流動方向是dcba，從電刷 B 流出。

此時載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。這就是直流電動機的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。實用中的直流電動機轉(zhuǎn)子上的繞組也不是由一個線圈構(gòu)成，同樣是由多個線圈連接而成，以減少電動機電磁轉(zhuǎn)矩的波動，繞組形式同發(fā)電機。

4.3.2電路圖

我們采用成品L298N電機驅(qū)動模塊，采用光電耦合器件隔離單片機與L298N的控制電路，工藝精度高，性能可靠。L298N模塊內(nèi)部通過H橋電路實現(xiàn)直流電機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，其原理如下：

如圖4-3所示，全橋式驅(qū)動電路的4只開關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)，S1、S2為一組，S3、S4 為另一組，兩組的狀態(tài)互補，一組導(dǎo)通則 另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1、S2導(dǎo)通時，S3、S4關(guān)斷，電機兩端加正向電壓，可以實 現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動；當(dāng)S3、S4導(dǎo) 通時，S1、S2關(guān)斷，電機兩端為反向電 壓，電機反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動。

橋驅(qū)動電路

4.3.3原理

L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動電機，該芯片可以驅(qū)動兩臺直流電機。系統(tǒng)調(diào)試

5.1硬件部分

焊接完成后，首先進行的調(diào)試是用數(shù)字萬用表測量各個電路是否焊接正常，是否有虛焊漏焊等現(xiàn)象的出現(xiàn)，以及各個電容是否是正常的未被擊穿狀態(tài)、電阻的阻值是否與設(shè)計的原理圖上的一致。接通電源，用數(shù)字萬用表測量當(dāng)有+5V的各引腳是否有+5V的電壓，測量電路中是否出現(xiàn)了不該有的短路現(xiàn)象。接入光電傳感器模塊，使各個光電檢測器的光電對管靠近白紙，觀察對應(yīng)的發(fā)光二極管是否發(fā)光，不發(fā)光表示正常。然后再使各個光電對管靠近黑線，觀察對應(yīng)的發(fā)光二級管是否發(fā)光，發(fā)光表示正常。

5.2軟件部分

我們先測試了小車的前進，停止，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。組裝信號采集模塊后，實現(xiàn)小車的自動循跡功能。

具體實現(xiàn)程序見附錄一

總結(jié)

實驗結(jié)果如符合實驗要求，小車按照黑膠布軌跡前進，并能夠及時正確顯示小車的行進狀態(tài)以及行進距離。具體現(xiàn)象如下：

左邊傳感器檢測到黑線，小車左轉(zhuǎn)； 右邊傳感器檢測到黑線，小車右轉(zhuǎn)； 中間傳感器檢測到黑線，小車直行。從而就可以完成對黑膠布的循跡功能。參考文獻(xiàn)

[1]電子信息專業(yè)實驗教程 趙剛 李佐儒 四川大學(xué)出版社 [2]單片機C語言教程 郭天祥 電子工業(yè)出版社 [3]模擬電子技術(shù) 童詩白 清華大學(xué)出版社 附錄一 程序：

#include

sbit DJ_left_s = P1^0;//直流電機控制 sbit DJ_left_n = P1^1;

sbit DJ_right_s = P1^2;sbit DJ_right_n = P1^3;

//左轉(zhuǎn)函數(shù)

void Turn_right(){ DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 1;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}

//右轉(zhuǎn)函數(shù)

void Turn_left(){ DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 1;}

//前進函數(shù)

void Go_ahead(){ DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}

//停止函數(shù) void Stop(){ DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 0;}

//循跡函數(shù)

void xunji(unsigned int m){

if(m==0x7c)

{

Turn_right();

return;

}

if(m&0x10)

{

Go_ahead();

return;

}

if(m&0x0c)

{

Turn_right();

return;

}

if(m&0x60)

{

Turn_left();

return;

} } //主函數(shù) void main(){ while(1){

xunji(P2&0x7c);

}

} 附錄二 實物圖：

第三篇：智能循跡小車實驗報告

摘要

本設(shè)計主要有單片機模塊、傳感器模塊、電機驅(qū)動模塊以及電源模塊組成,小車具有自主尋跡得功能。本次設(shè)計采用 STC 公司得 89C52 單片機作為控制芯片，傳感器模塊采用紅外光電對管與比較器實現(xiàn)，能夠輕松識別黑白兩色路面,同時具有抗環(huán)境干擾能力，電機模塊由 L298N 芯片與兩個直流電機構(gòu)成,組成了智能車得動力系統(tǒng)，電源采用 7、2V 得直流電池,經(jīng)過系統(tǒng)組裝，從而實現(xiàn)了小車得自動循跡得功能.關(guān)鍵詞

智能小車

ＳＴＣ89Ｃ52 單片機

Ｌ２98N

紅外光對管 1 1 緒論

隨著科學(xué)技術(shù)得發(fā)展,機器人得設(shè)計越來越精細(xì),功能越來越復(fù)雜,智能小車作為其得一個分支，也在不斷發(fā)展.在近幾年得電子設(shè)計大賽中，關(guān)于小車得智能化功能得實現(xiàn)也多種多樣,因此本次我們也打算設(shè)計一智能小車,使其能自動識別預(yù)制道路，按照設(shè)計得道路自行尋跡。2 設(shè)計任務(wù)與要求

采用 MCS－５１單片機為控制芯片（也可采用其她得芯片），紅外對管為識別器件、步進電機為行進部件,設(shè)計出一個能夠識別以白底為道路色，寬度 10mm左右得黑色膠帶制作得不規(guī)則得封閉曲線為引導(dǎo)軌跡并能沿該軌跡行進得智能尋跡機器小車。3 方案設(shè)計與方案選擇

3.1 硬件部分

可分為四個模塊：單片機模塊、傳感器模塊、電機驅(qū)動模塊以及電源模塊。

3.1.1 單片機模塊

為小車運行得核心部件,起控制小車得所有運行狀態(tài)得作用。由于以前自己開發(fā)板使用得就是ＡTMＥL 公司得 STC89C５２,所以讓然選擇這個芯片作為控制核心部件。ＳTＣ8９Ｃ52 就是一種低損耗、高性能、CＭＯS 八位微處理器，片內(nèi)有 4ｋ字節(jié)得在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序得存儲器，能重復(fù)寫入／擦除 100０次,數(shù)據(jù)保存時間為十年.其程序與數(shù)據(jù)存儲就是分開得.3.1.2 傳感器模塊

方案一:使用光敏電阻組成光敏探測器采集路面信息。阻值經(jīng)過比較器輸出高低電平進行分析,但就是光照影響很大，不能穩(wěn)定工作。

方案二：使用光電傳感器來采集路面信息。使用紅外光電對管，其結(jié)構(gòu)簡明,實現(xiàn)方便,成本低廉,沒有復(fù)雜得圖像處理工作，因此反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時間少。但也存在不足，它能獲取得信息就是不完全得，容易受很多擾動(如背景光源，高度等)得影響,抗干擾能力較差。

方案三：使用 CCD 傳感器來采集路面信息。使用 CCD 可以獲取大量得圖像信息,掌握全面得路徑信息,抗干擾能力強,為以后功能得擴展提供方便。但使用CCD 需要大量得圖像處理工作，進行大量數(shù)據(jù)得存儲與計算,因此電路復(fù)雜，實現(xiàn)起來工作量大。

方案四：使用光電對管采集路面信息。RPＲ2２０結(jié)構(gòu)緊湊，體積小,調(diào)整電路簡單工作性能穩(wěn)定。

可見方案四最適宜,但僅從此項目考慮，方案二成本低,也能完成設(shè)計,故選用方案二.3.1.3 電機控制模塊3、1 1、3 3、1 1 電機得選擇 方案一:采用步進電機，其轉(zhuǎn)過得角度可以精確定位，可實現(xiàn)小車行進過程得精確定位.但步進電機得輸出力矩低，隨轉(zhuǎn)速得升高而降低,且轉(zhuǎn)速越快下降得越快。

方案二:采用直流電機，其轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕,裝配簡單,操作方便。速度得調(diào)節(jié)可以改變電壓也可以調(diào)節(jié) PWＭ。

基于以上，我們選擇了方案二，使用直流電機作為驅(qū)動電機。

３、１、3 3、２電機得驅(qū)動 采用專用芯片 L298N 作為電機驅(qū)動芯片，其操作方便，穩(wěn)定性好,性能優(yōu)良.一片Ｌ298N 就可以分別控制兩個直流電機。

3.1.4 電源模塊

給整個系統(tǒng)穩(wěn)定供電以保持其正常工作,包括７、2Ｖ得電源以及轉(zhuǎn)５V 部分，其中 7、２V 得就是給電機與其驅(qū)動供電,5V 得用來驅(qū)動單片機及其她芯片。

以上單元連接如下圖所示:

3.2 軟件部分

３、２、1 1 程序流程圖

此系統(tǒng)采用 8９C52 單片機，再根據(jù)硬件連接，通過相應(yīng)得軟件來完成對信號得采集與數(shù)據(jù)得分析，再控制小車得運行狀態(tài),以下為主程序流程圖:

3、2 2、2 2 程序設(shè)計思 路3、2 2、2 2、1 1 尋跡模塊程序 通過傳感器獲得路面信息然后反饋給單片機，再通過單片機來實現(xiàn)相應(yīng)得功能。3、２、2 2、２ 電機驅(qū)動模塊程序 控制兩個直流電機,實現(xiàn)前進、后退、前左轉(zhuǎn)、前右轉(zhuǎn)、停車等功能.4 各部分電路得作用及電路工作原理分析

4.1 信號采集模塊

4.1.1 TC ＲT T ５0 00 結(jié)構(gòu)與工作原理

TCRT50００（L）具有緊湊得結(jié)構(gòu)發(fā)光燈與檢測器安排在同一方向上,利用紅外光譜反射對象存在另一個對象上，操作得波長大約就是 950 毫米。探測器由光電晶體三極管組成得,它由高發(fā)射功率紅外光電二極管與高度靈敏光電晶體管組成。通過測試,其檢測距離在 2mm—10mm。TCRＴ5000 得發(fā)射管與接收管就是一起封裝在矩形塑料殼中,為了使檢測更加準(zhǔn)確，我們用了 5 只 TCRT500０檢測黑線，實物見圖４—１。

4.1.2 信號采集電路圖及原理

小車在白色地面行駛時，紅外發(fā)射管發(fā)出得紅外信號被反射，接收管收到信號后,輸出端為低電平，經(jīng)過比較器比較后輸出為低電平。而當(dāng)紅外信號遇到黑色導(dǎo)軌時，紅外信號被吸收,接收管不能接收信號,輸出端為高電平，經(jīng)過比較器比較后輸出高電平。單片機通過采集每個比較器得輸出端電壓，便可以檢測出黑線得相對位置得位置，從而控制小車得行駛方向。

4.2 信息處理模塊

4.2.1 原理

檢測到白色路面得紅外接收頭處理后送出得就是低電平,而檢測到黑色路線得檢測頭送出得就是高電平，由此可根據(jù)這 5 個紅外接收頭得高低電平判斷路線情況而調(diào)整小車前進方向。具體情況有如下幾種：

ａ

檢測到

１ 或 0

0

０

0

0 小車應(yīng)該停止.b

檢測到

０

0

0

０ 或 0

0

0

0 或 1

０

0

0 說明路線向左偏,小車向左轉(zhuǎn).c

檢測到

0

0

0

0

１ 或

0

0

0

0 或 0

０

0

1說明路線向右偏，小車向左轉(zhuǎn)。

d

檢測到

x

x

１

x

ｘ(x 不全為 1）

說明線路就是直得,小車直走。

4.3 電機驅(qū)動模塊

４、3 3、1 1 直流電機

給兩個電刷 A 與 B 加上直流電源,如上圖(ａ）所示，則有直流電流從電刷 A 流入,經(jīng)過線圈 abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律,載流導(dǎo)體 aｂ與 cｄ收到電磁力得作用,其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到得力形成了一個轉(zhuǎn)矩,使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動.如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（ｂ）所示得位置，電刷 A 與換向片２接觸,電刷 Ｂ 與換向片 1 接觸，直流電流從電刷 Ａ 流入，在線圈中得流動方向就是 dcｂａ,從電刷 B 流出.此時載流導(dǎo)體 ab 與 cｄ受到電磁力得作用方向同樣可由左手定則判定,它們產(chǎn)生得轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。這就就是直流電動機得工作原理。外加得電源就是直流得,但由于電刷與換向片得作用,在線圈中流過得電流就是交流得,其產(chǎn)生得轉(zhuǎn)矩得方向卻就是不變得。實用中得直流電動機轉(zhuǎn)子上得繞組也不就是由一個線圈構(gòu)成,同樣就是由多個線圈連接而成,以減少電動機電磁轉(zhuǎn)矩得波動,繞組形式同發(fā)電機。

４、3 3、2 2 電路圖

我們采用成品Ｌ298N 電機驅(qū)動模塊，采用光電耦合器件隔離單片機與L29８N得控制電路，工藝精度高，性能可靠。L298N 模塊內(nèi)部通過 H 橋電路實現(xiàn)直流電機得正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn),其原理如下：

如圖 4-3 所示，全橋式驅(qū)動電路得 4 只開關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)，S1、Ｓ２為一組,S3、S4 為另一組，兩組得狀態(tài)互補，一組導(dǎo)通則 另一組必須關(guān)斷.當(dāng)Ｓ1、S2 導(dǎo)通時，S3、S4 關(guān)斷,電機兩端加正向電壓，可以實 現(xiàn)電機得正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動;當(dāng) S3、S4 導(dǎo) 通時,S1、Ｓ2 關(guān)斷,電機兩端為反向電 壓，電機反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動。

橋驅(qū)動電路 4、3 3、３原理

L2９8Ｎ就是 ST 公司生產(chǎn)得一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用 15 腳封裝。主要特點就是:工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 4６Ｖ；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3A,持續(xù)工作電流為２Ａ；額定功率２５Ｗ。內(nèi)含兩個 H 橋得高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機與步進電動機、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響得情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作;可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用 L298N 芯片驅(qū)動電機，該芯片可以驅(qū)動兩臺直流電機。5 系統(tǒng)調(diào)試5、1 1 硬件部分

焊接完成后，首先進行得調(diào)試就是用數(shù)字萬用表測量各個電路就是否焊接正常，就是否有虛焊漏焊等現(xiàn)象得出現(xiàn)，以及各個電容就是否就是正常得未被擊穿狀態(tài)、電阻得阻值就是否與設(shè)計得原理圖上得一致.接通電源，用數(shù)字萬用表測量當(dāng)有+5V 得各引腳就是否有+5V 得電壓，測量電路中就是否出現(xiàn)了不該有得短路現(xiàn)象。接入光電傳感器模塊,使各個光電檢測器得光電對管靠近白紙,觀察對應(yīng)得發(fā)光二極管就是否發(fā)光,不發(fā)光表示正常。

然后再使各個光電對管靠近黑線，觀察對應(yīng)得發(fā)光二級管就是否發(fā)光,發(fā)光表示正常.５、2 2 軟件部分

我們先測試了小車得前進，停止,左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)。組裝信號采集模塊后，實現(xiàn)小車得自動循跡功能.具體實現(xiàn)程序見附錄一6 總結(jié)

實驗結(jié)果如符合實驗要求，小車按照黑膠布軌跡前進，并能夠及時正確顯示小車得行進狀態(tài)以及行進距離。具體現(xiàn)象如下：

左邊傳感器檢測到黑線，小車左轉(zhuǎn)； 右邊傳感器檢測到黑線,小車右轉(zhuǎn)； 中間傳感器檢測到黑線，小車直行。

從而就可以完成對黑膠布得循跡功能。7 參考文獻(xiàn)

［1]電子信息專業(yè)實驗教程

趙剛 李佐儒

四川大學(xué)出版社 ［2］單片機Ｃ語言教程

郭天祥

電子工業(yè)出版社 ［3]模擬電子技術(shù)

童詩白

清華大學(xué)出版社 附錄一

程序：

#iｎｃluｄｅ〈ｒeg52、h＞ sｂｉt DJ_left＿s = P1＾0；

／/直流電機控制 sbit DJ_lｅｆt＿n = Ｐ1^1； sbiｔ DＪ_rigｈt_s = P1^2； sbｉｔ DＪ_right_n = P1^３;//左轉(zhuǎn)函數(shù) voｉd Tuｒｎ_rｉｇｈt（）

｛

DJ_lefｔ_s

= ０;

；1 =

ｎ＿tfel＿JD? DJ_ｒight_s

= 1；

;0 =

n_ｔhｇir＿JD?}

//右轉(zhuǎn)函數(shù) voiｄ Turｎ_ｌｅfｔ（）

{

DＪ_left_s

= 1；

DＪ_lｅｆt_n

＝ ０;

；0 ＝

s_thｇir_JＤ?;1 =

ｎ＿thgir_ＪD?｝ //前進函數(shù) vｏid Gｏ＿ahead(){

；１ ＝

s_tfel_JＤ? ＤJ＿left_n

＝ 0;

DJ_rigｈｔ_ｓ

= 1;

DＪ_ｒiｇht_n

= 0； ｝ //停止函數(shù) void Stop（）

{

DＪ_leｆｔ_ｓ

= 0；

ＤJ_ｌｅft_n

= 0；

DJ＿righｔ_s

= 0;

;０ =

n_thgir＿JD?} //循跡函數(shù) vｏid xunji（unsigneｄ int ｍ)｛

? if（m==0x７c）

｛

;)（ｔhgｉｒ_nruT?

;nrｕter??

｝?)01x０＆m（fｉ??

{

? Ｇo_ａheａｄ（）;

?

；nruｔｅr? ? }??

if（m＆0ｘ0ｃ)

? ｛

；）（ｔhgir_nｒuＴ??

? reｔｕrｎ;

}

? if（m&0ｘ60)

? ｛

?；）(tfel_nruＴ? ?

returｎ；

? ｝ } //主函數(shù) void mａin（）

｛

ｗhile（１)

｛ ? xｕnji（Ｐ2&０ｘ７c)；

｝ ?｝ 附錄二

實物圖:

第四篇：智能小車課程設(shè)計

智能循跡小車

【摘要】

本課題是基于低功耗單片機的智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)，小車完成的主要功能是能夠自主識別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑線走向?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。小車系統(tǒng)以單片機為系統(tǒng)控制處器；采用紅外傳感獲取賽道的信息，來對小車的方向和速度進行控制。此外，對整個控制軟件進行設(shè)計和程序的編制以及程序的調(diào)試，并最終完成軟件和硬件的融合，實現(xiàn)小車的預(yù)期功能。

一、實驗?zāi)康?/p>

這次設(shè)計智能小車的目的是為了掌握電路設(shè)計的方法和技巧。如何將學(xué)習(xí)到的理論知識運用到實際當(dāng)中去，怎樣能夠活學(xué)活用，深入的了解電子元器件的使用方法，了解各種元器件的基本用途和方法，能夠靈活敏捷的判斷電路中出現(xiàn)的故障，學(xué)會獨立設(shè)計電路，積累更多的設(shè)計經(jīng)驗，加強焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成這次實訓(xùn)。

根據(jù)老師給的控制要求，和自己的發(fā)揮擴充能力，獨立的，大膽的去實踐，開拓創(chuàng)新，能夠?qū)⒆约旱南敕w現(xiàn)到實際電路當(dāng)中去。

二、設(shè)計方案

該智能車采用紅外傳感器對賽道進行道路檢測，單片機根據(jù)采集到的信號的不同狀態(tài)判斷小車當(dāng)前狀態(tài)，通過電機驅(qū)動芯片發(fā)出控制命令，控制電機的工作狀態(tài)以實現(xiàn)對小車姿態(tài)的控制。

三、各芯片說明 W981216BH-6 一種髙速度同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM), 具有 1M 字(words)*4 層(banks)*16 位(bits)的存儲結(jié)構(gòu)組織.傳輸數(shù)據(jù)帶寬最高達(dá) 166M 字/秒(-6)。對SDRAM是否訪問是突發(fā)導(dǎo)向。在一個頁面連續(xù)的內(nèi)存位置可在一個1, 2, 4, 8或整頁突發(fā)訪問時長和行選擇組由活動命令。列地址自動生成的SDRAM的內(nèi)部計數(shù)器在突發(fā)運作。隨機欄也可以通過閱讀在每個時鐘周期提供其地址。該多組特性使交織在內(nèi)部銀行隱藏預(yù)充電時間。通過讓一個可編程的模式寄存器，該系統(tǒng)可以改變突發(fā)長度，延時周期，交錯或連續(xù)突發(fā)最大限度地發(fā)揮其性能。W981216BH是在理想的主內(nèi)存高性能應(yīng)用。特征：

1、.3V±0.3V電源

2、截至143 MHz時鐘頻率 3、2,097,152字×4層×16 位組織

4、自動刷新和自刷新

5、CAS 延時：2和3

6、突發(fā)長度：1, 2, 4, 8,和整頁

7、突發(fā)讀，寫單人模式

8、自動預(yù)充電和預(yù)充電控制 9、4K刷新周期/ 64 ms

TE28F160C3BD70（快閃記憶體）該設(shè)備提供高性能異步的包兼容密度讀取與16位數(shù)據(jù)總線。

該器件提供三種低功耗節(jié)電功能：自動節(jié)能待機（APS)，,模式和深度掉電模式，這三個功率節(jié)省功耗的功能顯著增強靈活性

特點：

1、柔性Smart Voltage技術(shù) 2.7 V– 3.6 V讀/編程/擦除2、1.65 V–2.5 V或2.7 V–3.6 V / O選項 降低整體系統(tǒng)功耗

3、優(yōu)化架構(gòu)的代碼，數(shù)據(jù)存儲

4、柔性塊鎖定 鎖定/解鎖任何座，保護上電

5、低功耗 6、128-bit保護寄存器

SN74LVC1G14 施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個閥值電壓，分別稱為正向閥值電壓和負(fù)向閥值電壓。這種單一的施密特觸發(fā)器逆變器是專為1.65-V到5.5-V VCC運作。該器件包含一個SN74LVC1G14逆變器和執(zhí)行布爾函數(shù)Y = A。

施密特觸發(fā)器也有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號電位維持；對于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。

利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。輸入的信號只要幅度大于vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。施密特觸發(fā)器的應(yīng)用：

1、波形變換：可將三角波、正弦波等變換成矩形波

2、脈沖波的整形：數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿出現(xiàn)不夠理想的情況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較理想的矩形脈沖

3、脈沖鑒幅：幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號時加到施密特觸發(fā)器的輸入端時，能選擇幅度大于欲設(shè)值的脈沖信號進行輸出。

晶振作用：給單片機正常工作提供穩(wěn)定的時鐘信號。

MAX3221 MAX3221由一條線驅(qū)動器，一條線接收器和一個帶有±15-kVESD保護的雙電荷泵。該器件可滿足TIA/EIA-232-F要求，并在一個異步通信控制器和串行端口連接器之間提供接口。電荷泵和四個小型外接電容器可在3V到5.5V電源電壓下工作。這些器件在數(shù)據(jù)信號率達(dá)到250 kbit / s和最高的30-V/μs 驅(qū)動輸出回轉(zhuǎn)率時工作。應(yīng)用：

1、電池供電，手持，和便攜式設(shè)備

2、PDAs和掌上PCs

3、筆記本，Subnotebooks和筆記本電腦

4、數(shù)碼相機

5、移動電話和無線設(shè)備

RS232

RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一。

MAX809R 是功能單一的MAX809/MAX810微處理器復(fù)位芯片。用于監(jiān)測微處理器和其它邏輯供應(yīng)電壓系統(tǒng).它可以在上電、掉電、和節(jié)電情況下向微控制器提供復(fù)位信號。當(dāng)電源電壓低于預(yù)設(shè)的門檻電壓時，器件會發(fā)出復(fù)位信號，直到在一段時間內(nèi)電源電壓又恢復(fù)到高于門檻電壓為止。

MAX809有低電平有效的復(fù)位輸出，而MAX810有高電平有效的復(fù)位輸出。典型值是17uA的低電平電流時MAX809/MAX810能理想地用于便攜式，電池供電的設(shè)備，它們使用3管腳的SOT23封裝。

應(yīng)用：嵌入式控制器、電池供電系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、PDA和手持式設(shè)備

LED FOR DEBUG（LED調(diào)試）

LED：發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光

CD4066 CD4066是四雙向模擬開關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號的多路傳輸。引出端排列與CC4016一致，但具有比較低的導(dǎo)通阻抗。另外，導(dǎo)通阻抗在整個輸入信號范圍內(nèi)基本不變。CD4066由四個相互獨立的雙向開關(guān)組成，每個開關(guān)有一個控制信號，開關(guān)中的p和n器件在控制信號作用下同時開關(guān)。這種結(jié)構(gòu)消除了開關(guān)晶體管閥值電壓隨輸入信號的變化，因此在整個工作信號范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較低。與單通道開關(guān)相比，具有輸入信號峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點。應(yīng)用：

（1）模擬信號開關(guān)/多路復(fù)用：信號選通、調(diào)制器、靜噪控制、解調(diào)器、削波器、換向開關(guān)

（2）數(shù)字信號開關(guān)/多路復(fù)用

3、傳輸門邏輯實現(xiàn)

4、模擬到數(shù)字及數(shù)模轉(zhuǎn)換

5、數(shù)字控制頻率，阻抗，相位和Analog Signal Gain

VS2576 VS2576系列電壓調(diào)節(jié)器是單片集成電路，提供了所有轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)節(jié)器的有效功能，在極好的線路和負(fù)載調(diào)解下具有3A的驅(qū)動能力。這種器件適合于3.3V，5V，12V，15V的固定電壓，和可調(diào)的輸出形式。

只需最少數(shù)量的外圍器件，調(diào)節(jié)器就會被使用，內(nèi)部包含有頻率補償和一個固定頻率的振蕩器。

VS2576系列提供了一個高效的，比較流行的三端線性調(diào)節(jié)器，他從根根上降低了半導(dǎo)體散熱片的尺寸，在許多情況下不需要散熱。

現(xiàn)在幾個不同的生產(chǎn)商已經(jīng)生產(chǎn)了由VS2576優(yōu)化制作的標(biāo)準(zhǔn)的電感器系列，這個特性大大簡化了功耗開關(guān)模式的設(shè)計。

其他特性還包括在指定的輸入電壓和輸出負(fù)載條件下，保證±4%輸出電壓的誤差和±10%振蕩器頻率的誤差。還包括外圍關(guān)閉電路，典型值為50uA備用電流。輸出轉(zhuǎn)換還包括在出錯條件下，環(huán)路電流限制和出于芯片保護熱敏關(guān)閉電路。主要特點： 1、3.3V，5V，12V，15V的固定電壓和可調(diào)節(jié)的輸出形式

2、可調(diào)節(jié)形式輸出電壓的范圍在1.23V到37V之間（對于高壓系列為57V），誤差范圍±4%

3、保證3A的輸出電流

4、輸入電壓范圍，對于高壓系列為40V到60V

5、僅僅需要四個外圍器件

6、內(nèi)部振蕩器為52kHz的固定頻率

7、TTL關(guān)斷電路能力，低功耗等待模式

8、高效

C39：穩(wěn)壓器二極管

特點：總功耗：

1、最大.1.3 W；

2、工作電壓范圍：標(biāo)稱3.3 V到75 V(E24范圍）

IN5822：3.0安培壘肖特基整流器 RED：交流線路頻率分頻器

P89LPC938FDH（微控制器（MCU））

8-bit微控制器，帶有加速two-clock 80C51核心8 kb的3 V byte-erasable閃光10-bit A/D轉(zhuǎn)換器

該P89LPC938是一種單芯片微控制器，低成本封裝，基于一個高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行在2到4個時鐘周期的指令，六倍標(biāo)準(zhǔn)80C51器件。許多系統(tǒng)級的功能已被納入P89LPC938，從而減少元件數(shù)量，電路板空間。主要特點： 1、256-byte RAM數(shù)據(jù)存儲器和輔助512-byte片上RAM

2、CCU提供PWM,輸入捕捉，輸出比較功能

3、準(zhǔn)確度的內(nèi)部RC振蕩器時不需要外部振蕩器的操作組件。該RC振蕩器選項可選，并?ne可調(diào)4、8-input復(fù)10-bit的A / D轉(zhuǎn)換器.兩個可選擇的模擬比較器輸入和參考源 功能：

1、一個高性能80C51 CPU提供111 ns指令周期222 ns所有除乘法和除法指令時，在18 MHz。執(zhí)行，這是六倍的標(biāo)準(zhǔn)80C51性能運行在相同的時鐘頻率.較低的時鐘頻率相同的性能結(jié)果，降低功耗EMI。

2、串行Flash ICP允許簡單的生產(chǎn)與商用EPROM編碼程序員。閃光安全 bits防止讀數(shù)敏感的應(yīng)用程序。

3、串行Flash ISP允許編碼，而該設(shè)備是安裝在最終應(yīng)用。

4、在應(yīng)用中的Flash程序存儲器的編程.這允許改變代碼在程序運行。

5、看門狗有獨立的片內(nèi)振蕩器，無需外部元件?？撮T狗預(yù)分頻器有8種選擇

AMS1084-3.3 可調(diào)和固定的電壓調(diào)節(jié)器AMS1084系列旨在提供5A輸出電流和操作到1V input-to-output差距。該裝置的漏失電壓為保證在最大輸出的最大1.5V當(dāng)前，減少在低負(fù)載電流。片上微調(diào)調(diào)節(jié)參考電壓1%.電流限制也修剪，超負(fù)荷的壓力下最小同時在條件穩(wěn)壓器和電源電路。

該AMS1084設(shè)備的引腳與老式三端穩(wěn)壓器兼容，并在3鉛TO-220 包裝，3提供和2鉛TO-263（塑膠DD)和TO-252(D PAK)包裝。特征：

1、三端可調(diào)或固定1.5V, 2.5V, 2.85V, 3.0V, 3.3V, 3.5V和5.0V

2、電流輸出5A

3、操作低至1V 漏失

4、線路調(diào)整：0.015%

5、負(fù)載調(diào)整率：0.1%

6、TO-220, TO-263和TO-252封裝 應(yīng)用：

1、高效率線性穩(wěn)壓器

2、用于開關(guān)電源的后穩(wěn)壓器

3、微處理器供應(yīng)

4、電池充電器

5、恒流穩(wěn)壓器

6、筆記本電腦/個人電腦耗材

AMS1117_2.5 AMS1117系列穩(wěn)壓器有可調(diào)版與多種固定電壓版，設(shè)計用于提供1A輸出電流且工作壓差可低至1V。在最大輸出電流時，AMS1117器件的壓差保證最大不超過1.3V，并隨負(fù)載電流的減小而逐漸降低。

AMS1117的片上微調(diào)把基準(zhǔn)電壓調(diào)整到1.5%的誤差以內(nèi)，而且電流限制也得到了調(diào)整，以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。

AMS1117器件引腳上兼容其他三端SCSI穩(wěn)壓器，提供適用貼片安裝的SOT-223，8引腳SOIC，和TO-252(DPAK)塑料封裝。應(yīng)用： 高效率線性穩(wěn)壓器、用于開關(guān)電源的后穩(wěn)壓器、5V到3.3V線性穩(wěn)壓器、電池充電器、積極SCSI終結(jié)者、筆記本電腦的電源管理、電池供電的儀器

IN4148是一種小型的高速開關(guān)二極管，開關(guān)比較迅速，廣泛用于信號頻率較高的電路進行單向?qū)ǜ綦x,以及通訊、電腦板、電視機電路及工業(yè)控制電路中

CORE 雙核芯片，即在一枚芯片上封裝入兩個處理器。

HEADER 5 X 2 5 X2的接插件，用于接線。

復(fù)位電路

復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.75～5.25V。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當(dāng)VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。單片機復(fù)位電路主要有四種類型：（1）微分型復(fù)位電路；（2）積分型復(fù)位電路；（3）比較器型復(fù)位電路；（4）看門狗型復(fù)位電路。

復(fù)位電路工作原理：VCC上電時，C充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復(fù)位；幾個毫秒后，C充滿，10K電阻上電流降為0，電壓也為0，使得單片機進入工作狀態(tài)。

DS1232LPS 該DS1232LP/LPS芯片低功耗MicroMonitor監(jiān)視微處理器三個重要條件：電源供應(yīng)器，軟件執(zhí)行和外部過騎.引腳說明：

PBRST–按鍵復(fù)位輸入 TD–延時設(shè)置

TOL–選擇5%或10% V CC檢測 GND–地面

RST–復(fù)位輸出（高）

RST–復(fù)位輸出（低電平有效，開漏）意法半導(dǎo)體–選通輸入 VCC–+5伏電源

SKP1：揚聲器

PDIUSBP11AD PDIUSBP11A是一個通用的USB收發(fā)器芯片。USB接口主要用于傳輸數(shù)據(jù)。

74HCT541 為八進制非反相緩沖器/線路驅(qū)動器與三態(tài)輸出 特征：

1、非反相輸出

2、輸出能力：總線 驅(qū)動器

3、ICC類別：MSI

四、實驗小結(jié)

計算機的發(fā)展日新月異，其技術(shù)也突飛猛進，嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展很快的計算機方面的學(xué)科方向，并迅速滲透到控制、自動化、儀器儀表等學(xué)科。

根據(jù)本次課程設(shè)計要求，我們系統(tǒng)地閱讀了大量的資料，并認(rèn)真分析了設(shè)計課題的需求，還系統(tǒng)學(xué)習(xí)了ARM系列單片機的工作原理及其使用方法，并獨自設(shè)計智能小車的整個項目。

雖然條件艱苦，但經(jīng)過不懈鉆研和努力，研究所有所需的元器件，并系統(tǒng)的進行了多項試驗，最終做出了整個小車的硬件系統(tǒng)，然后結(jié)合課題任務(wù)和小車硬件進行了程序的編制，本系統(tǒng)能夠基本滿足設(shè)計要求，能夠較快較平穩(wěn)的使小車沿引導(dǎo)線行駛，但由于經(jīng)驗?zāi)芰τ邢?，該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方，有待于進一步的完善與改進。

通過本次課程設(shè)計，不僅是對我們課本所學(xué)知識的考查，更是對我的自學(xué)能力和收集資料能力以及動手能力的考驗。本次課程設(shè)計使我們對一個項目的整體設(shè)計有了初步認(rèn)識，還認(rèn)識了幾種傳感器，并能獨立設(shè)計出其接口電路，極大的鍛煉了我們的思考和分析問題的能力，并對嵌入式系統(tǒng)有了一個更深的認(rèn)識。

總之，在課程設(shè)計的過程中，無論是對于學(xué)習(xí)方法還是理論知識，我們都有了新的認(rèn)識，受益匪淺，這將激勵我們在今后再接再厲，不斷完善自己的理論知識，提高實踐運作能力。

第五篇：智能小車設(shè)計報告

機器人控制技術(shù)

實驗設(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；作品實物圖片...............................10 9.參考文獻(xiàn)..........................................11

16×16點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計

單片機原理及應(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所設(shè)計的，具有自動尋跡能力，在實際的很多方面有應(yīng)用。當(dāng)我們進一步的改進機器人系統(tǒng)時，可實現(xiàn)更重要的功能，如可設(shè)計出自動撲火機器人等。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現(xiàn)實時監(jiān)測。小車在行駛過程中并能實現(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。

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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單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

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，單片機根據(jù)收到的信號實時的控制小車的方向?？刂菩≤嚨姆较蛑饕沁\用pwm原理來控制電機的平均電壓，從而來控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)小車對黑線的實時跟蹤。

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，這部分主要運用紅外線傳感器采集信號送給單片機處理。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。單片機根據(jù)采集的信號做出實時的處理。

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單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

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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單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

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

方案2：對于直流電機用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。由分立元件構(gòu)成電機驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實際應(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)和電機驅(qū)動部分的電壓幅值不一樣，而且電機是感性負(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、步進電動機等電感性負(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點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計

單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

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

L298驅(qū)動電路圖

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單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

PWM調(diào)速器的硬件組成

在整個PWM調(diào)速器中，CPU既是運算處理中心，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，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)壓后給支流電機供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(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給直流電機供電，經(jīng)過7812的電壓變換后給支流電機供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(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蓄電池為直流電機供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。蓄電池具有較強的電流驅(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:

16×16點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計

單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

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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單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

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)計最終實現(xiàn)了直流電機的動態(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，實現(xiàn)的功能不是很完美，但要求的所有功能基本實現(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，因為所有的電路圖都是自己設(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，都要獨立的進行檢查調(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隊合作的重要性，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 sbit LM1=P1^3;sbit LM2=P1^4;//左邊電機 void main(){

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單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

RM1=1;

RM2=0;

LM1=1;

LM2=0;

delay(5);

while(1)

{

if((L==1)&&(R==1))//小車前進 {

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;

//左邊的電機停止轉(zhuǎn)動，右邊的電機轉(zhuǎn)動，這樣就實現(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;

//右邊的電機停止轉(zhuǎn)動，左邊的電機轉(zhuǎn)動，這樣就實現(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

//左右兩個電機同時啟動，直線前進

{

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