第一篇：智能小車(chē)總結(jié)
第二屆“飛思卡爾杯”智能小車(chē)
技術(shù)總結(jié)報(bào)告
隊(duì)名：BIT 電氣二隊(duì)
隊(duì)員：葉林瓚
李文楠
學(xué)院：信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院
專業(yè)：電氣工程與自動(dòng)化
宣言：做到最好
2008-9-3
第二屆“飛思卡爾杯”智能小車(chē)..................................................1 技術(shù)總結(jié)報(bào)告..............................................................................1 摘要..............................................................................................3 第一章：智能小車(chē)總體概況.....................................................3 1.1 概況.................................................................................3 2.總體結(jié)構(gòu)如圖....................................................................3 3.作品 智能小車(chē)如圖...........................................................4 第二章 智能小車(chē)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)...............................................5 2.1 控制核心DSP電路........................................................5 2.2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊.........................................................6 2.3 智能小車(chē)路徑檢測(cè).........................................................8 第三章 智能小車(chē)軟件設(shè)計(jì).....................................................11 3.1算法描述........................................................................11 3.2主程序流程圖................................................................12 3.3 程序清單.......................................................................14 四：總結(jié)與體會(huì).......................................................................19 五：參考書(shū)目...........................................................................19
摘要
本智能小車(chē)采用飛思卡爾公司的56F8013VF DSP芯片作為控制核心，通過(guò)紅外發(fā)射管和接收管識(shí)別路徑，利用PWM技術(shù)控制直流電機(jī)的前進(jìn)速度和方向，硬件電路基于提供的DSP開(kāi)發(fā)板可靠完善，軟件采用C語(yǔ)言編程簡(jiǎn)單明確，經(jīng)反復(fù)調(diào)試安裝，形成一完整作品，可滿足大賽要求。
關(guān)鍵詞：DSP 智能小車(chē) 路徑識(shí)別 PWM控制技術(shù)
第一章：智能小車(chē)總體概況 1.1 概況
智能小車(chē)采用56F8013VF DSP開(kāi)發(fā)板和一塊通用板為基礎(chǔ)，經(jīng)焊接相關(guān)控制芯片而成，通過(guò)I/O口檢測(cè)信號(hào)，輸出PWM信號(hào)控制直流電機(jī) 前進(jìn) 停止 左轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn)。檢測(cè)信號(hào)則為三組紅外發(fā)射和接收管，黑線時(shí)輸出高電平，白線時(shí)輸出低電平。
2.總體結(jié)構(gòu)如圖
3.作品 智能小車(chē)如圖
第二章 智能小車(chē)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 控制核心DSP電路 如圖
輸出主要包括： 1.6通道PWM模塊 2.串行通行接口（SPI）3.16位定時(shí)器 4.6通道12位ADC 5.26個(gè)GPIO 智能小車(chē)主要利用 PWM模塊，定時(shí)器，GPIO口。
2.2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
直流電機(jī)采用H橋控制方案 如圖
通過(guò)采用L293D芯片可以達(dá)到目的，整體控制方案如圖
電機(jī)有兩個(gè)分別作為左右輪的驅(qū)動(dòng)，而通過(guò)兩路PWM輸出即可控制一個(gè)電機(jī)，故共需4路PWM輸出。
L293D芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖
真值表如下
當(dāng)允許信號(hào) ENABLE 為高時(shí) 輸出才隨輸入變化，否則為高阻態(tài)，所以焊接時(shí)，ENABLE及VS均接VCC。具體控制過(guò)程為：
1.通過(guò)編程由控制芯片8013經(jīng)PWM發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，PWM輸出作為L(zhǎng)293D的輸入，經(jīng)L293轉(zhuǎn)換輸出控制信號(hào)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使小車(chē)前進(jìn)后退。2.PWM輸出信號(hào)的高低則可以控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，當(dāng)占空比大時(shí)，轉(zhuǎn)速高，占空比小時(shí)，轉(zhuǎn)速低，所以當(dāng)PWM輸出占空比為0時(shí)可控制電機(jī)停止。
3.當(dāng)左輪停止，右輪轉(zhuǎn)時(shí)，小車(chē)右轉(zhuǎn)。當(dāng)右輪停止，左輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小車(chē)左轉(zhuǎn)。而兩路PWM輸出的正負(fù)順序轉(zhuǎn)換則可控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制小車(chē)的前進(jìn)和后退。2.3 智能小車(chē)路徑檢測(cè) 1.路徑檢測(cè)原理
路徑檢測(cè)采用紅外光電傳感器，包括白色的發(fā)射管和黑色的接收管。如圖
根據(jù)不同顏色對(duì)紅外光的反射率不同，白色很高，黑色很低。所以當(dāng)發(fā)射管發(fā)出紅外光線經(jīng)白色線時(shí)，覺(jué)大部分都被黑色管接收，處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，而紅外光經(jīng)黑色線時(shí)，接收不足，黑色管無(wú)法導(dǎo)通，輸出高電平。輸出的高低電平經(jīng)GPIO口接入8013DSP中，通過(guò)一定的算法即可判斷，從而輸出控制信號(hào)，控制小車(chē)的路徑。2.紅外傳感器電路如圖
a.紅外發(fā)射管為二級(jí)管，接收為三極管，當(dāng)接收三級(jí)管導(dǎo)通時(shí)集電極輸出低電平，斷開(kāi)時(shí)集電極輸出高電平。b.如圖所示，接收管集電極輸出接入比較器339正極，比較器負(fù)極則為滑動(dòng)變阻器的輸出，當(dāng)正極高于負(fù)極時(shí)，比較器輸出5V高電平，否則為0V低電平
c.比較器輸出則接入8013DSP的GPIO口，通過(guò)讀GPIO口的狀態(tài)即可判斷是黑線或白線
d.光電傳感器都接限流電阻，比較器輸出接上拉電阻。3.檢測(cè)算法規(guī)劃
根據(jù)比賽要求采用三組紅外光電傳感器即可，排列如圖
a.小車(chē)前兩組用于辨識(shí)黑色線，使小車(chē)能沿著黑色線前進(jìn)，且兩組寬度要恰好，太窄則同時(shí)感應(yīng)到黑線或白區(qū)域，算法不好控制小車(chē)能沿著黑色線行走，即易偏離軌跡。太寬則令小車(chē)容易成大S型行走,影響前進(jìn)速度。
當(dāng)左組光電傳感器檢測(cè)到黑色線時(shí)，小車(chē)右轉(zhuǎn)，當(dāng)右組光電傳感器檢測(cè)到黑色線時(shí)，小車(chē)左轉(zhuǎn)，否則小車(chē)前進(jìn)，這樣即可保證小車(chē)能沿著既定的軌跡前進(jìn)而不篇路。b.第三組位于小車(chē)左中間電路板外側(cè)，用于判斷黑色線十字交叉口，控制小車(chē)的停止，左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，亦可判斷小車(chē)前進(jìn)了幾個(gè)方格。
第三章 智能小車(chē)軟件設(shè)計(jì)
軟件編程采用 codewarrior軟件在線編程，C語(yǔ)言模式，通過(guò)添加相關(guān)“豆子” 簡(jiǎn)單方便。3.1算法描述
預(yù)賽主要通過(guò)定時(shí)器定時(shí)掃描，GPIO口讀入黑白線判斷，從PWM口輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。具體如下 a.定時(shí)器定時(shí)10ms，中斷
b.中斷程序讀入，三個(gè)GPIO口數(shù)據(jù)，value1,value2,value3，其中value3為底盤(pán)左側(cè)信號(hào)，為停止轉(zhuǎn)彎信號(hào)，value1,value2使小車(chē)直走。
c.如果讀入value3大于0，則為停止信號(hào)，PWM輸出0信號(hào)小車(chē)停止，定時(shí)10秒。否則若value1大于0，則小車(chē)右轉(zhuǎn)，輸出PWM信號(hào)控制小車(chē)右轉(zhuǎn)，否則若value2大于0，則小車(chē)左轉(zhuǎn)，輸出PWM信號(hào)控制小車(chē)左轉(zhuǎn)。否則為直線前進(jìn)，兩邊輸出PWM信號(hào)，使小車(chē)全速前進(jìn)。d.決賽階段考慮到兩車(chē)PK，小車(chē)前進(jìn)速度優(yōu)先，故編程時(shí)會(huì)讓小車(chē)一直走直線，但我們會(huì)在小車(chē)前進(jìn)前方設(shè)置干擾裝置，破壞對(duì)方，除定時(shí)停止外，程序基本不變。
3.2主程序流程圖
定時(shí)器流程圖
3.3 程序清單 主程序：
/**
#### **
Filename : xiaoche1.C **
Project
: xiaoche1 **
Processor : 56F8013VFAE **
Version
: Driver 01.09 **
Compiler : Metrowerks DSP C Compiler **
Date/Time : 2008-8-28, 12:22 **
Abstract : **
Main module.**
Here is to be placed user's code.**
Settings : **
Contents : **
No public methods ** **
(c)Copyright UNIS, spol.s r.o.1997-2004 **
UNIS, spol.s r.o.**
Jundrovska 33 **
624 00 Brno **
Czech Republic **
http
: 004km.cn **
: info@processorexpert.com **
####*/ /* MODULE xiaoche1 */
/* Including used modules for compiling procedure */ #include “Cpu.h” #include “Events.h” #include “PWMC1.h” #include “Bits1.h” #include “Bits2.h” #include “Bits3.h” #include “TI1.h” #include “PC_M1.h” #include “Inhr1.h” /* Include shared modules, which are used for whole project */ #include “PE_Types.h” #include “PE_Error.h” #include “PE_Const.h” #include “IO_Map.h”
void main(void){
/*** Processor Expert internal initialization.DON'T REMOVE THIS CODE！!***/
PE_low_level_init();
/*** ***/ /* Write your code here */ PWMC1_Enable();PWMC1_OutputPadEnable();for(;;){;
} } /* END xiaoche1 */ /* ** End of
Processor
Expert
internal
initialization.中斷程序：
#pragma interrupt called /* Comment this line if the appropriate 'Interrupt preserve registers' property */
/* is set to 'yes'(#pragma interrupt saveall is generated before the ISR)
*/ int value1=0;int value2=0;int value3=0;int time=0;void TI1_OnInterrupt(void){value1=Bits1_GetVal();
//left value2=Bits2_GetVal();
//right value3=Bits3_GetVal();
//centen if(value3>0&&time<1000)
//stop
{ PWMC1_SetDutyPercent(0,0);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);
PWMC1_SetDutyPercent(3,0);
time++;
//stop
}
else if(value1>0)
//turn right
{PWMC1_SetDutyPercent(0,0);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);
PWMC1_SetDutyPercent(3,100);
}
10s
else if(value2>0)
//turn left
{PWMC1_SetDutyPercent(0,100);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);
PWMC1_SetDutyPercent(3,0);
}
else
//go
{PWMC1_SetDutyPercent(0,100);PWMC1_SetDutyPercent(1,0);PWMC1_SetDutyPercent(2,0);
PWMC1_SetDutyPercent(3,100);
} /* Write your code here...*/ } /* END Events */
四：總結(jié)與體會(huì) 經(jīng)過(guò)兩周左右的時(shí)間，我們終于完成了小車(chē)的制作和程序的編寫(xiě)。制作過(guò)程中，我們克服了許多困難，通過(guò)參考前人的經(jīng)驗(yàn)，完成了小車(chē)主體的器件分布規(guī)劃和焊接。期間出現(xiàn)了很多錯(cuò)誤，但都被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正了。從中我們體會(huì)到前期規(guī)劃的重要性，在焊之前考慮一下器件的焊接順序和可能出現(xiàn)的問(wèn)題，這樣在焊的時(shí)候才會(huì)比較流暢，布線也比較清楚，查錯(cuò)也很容易。
編程是整個(gè)小車(chē)制作的重點(diǎn)，我們通過(guò)對(duì)小車(chē)電路、比賽規(guī)則、外部環(huán)境等情況的研究，編寫(xiě)出了相應(yīng)的程序，經(jīng)過(guò)幾次調(diào)試最終完成了比賽用程序。通過(guò)編寫(xiě)程序，我們感到了DSP的功能的確很強(qiáng)大而且程序編寫(xiě)也不是很麻煩。
對(duì)于這次比賽，很感謝學(xué)校和Freescale公司給了我們參與這次比賽的機(jī)會(huì)，也很感謝實(shí)驗(yàn)室的學(xué)長(zhǎng)的幫助，通過(guò)實(shí)際操作加深了我們對(duì)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用能力，相信我們的努力能使我們?nèi)〉煤玫某煽?jī)。
五：參考書(shū)目
1.Free scale DSP實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
2.DSP原理及開(kāi)發(fā)技術(shù)
清華大學(xué)出版社 東雷著
第二篇：智能循跡小車(chē)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
摘要
本設(shè)計(jì)主要有單片機(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及電源模塊組成，小車(chē)具有自主尋跡的功能。本次設(shè)計(jì)采用STC公司的89C52單片機(jī)作為控制芯片，傳感器模塊采用紅外光電對(duì)管和比較器實(shí)現(xiàn)，能夠輕松識(shí)別黑白兩色路面，同時(shí)具有抗環(huán)境干擾能力，電機(jī)模塊由L298N芯片和兩個(gè)直流電機(jī)構(gòu)成，組成了智能車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)，電源采用7.2V的直流電池，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)組裝，從而實(shí)現(xiàn)了小車(chē)的自動(dòng)循跡的功能。
關(guān)鍵詞 智能小車(chē)
單片機(jī)紅外光對(duì)管 STC89C52 L298N 1 緒論
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的設(shè)計(jì)越來(lái)越精細(xì)，功能越來(lái)越復(fù)雜，智能小車(chē)作為其的一個(gè)分支，也在不斷發(fā)展。在近幾年的電子設(shè)計(jì)大賽中，關(guān)于小車(chē)的智能化功能的實(shí)現(xiàn)也多種多樣，因此本次我們也打算設(shè)計(jì)一智能小車(chē)，使其能自動(dòng)識(shí)別預(yù)制道路，按照設(shè)計(jì)的道路自行尋跡。設(shè)計(jì)任務(wù)與要求
采用MCS-51單片機(jī)為控制芯片（也可采用其他的芯片），紅外對(duì)管為識(shí)別器件、步進(jìn)電機(jī)為行進(jìn)部件，設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠識(shí)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(jìn)的智能尋跡機(jī)器小車(chē)。方案設(shè)計(jì)與方案選擇
3.1 硬件部分
可分為四個(gè)模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及電源模塊。
3.1.1 單片機(jī)模塊
為小車(chē)運(yùn)行的核心部件，起控制小車(chē)的所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。由于以前自己開(kāi)發(fā)板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以讓然選擇這個(gè)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(xiě)入程序的存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫(xiě)入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。其程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是分開(kāi)的。
3.1.2 傳感器模塊
方案一：使用光敏電阻組成光敏探測(cè)器采集路面信息。阻值經(jīng)過(guò)比較器輸出高低電平進(jìn)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(lái)采集路面信息。使用紅外光電對(duì)管，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，實(shí)現(xiàn)方便，成本低廉，沒(méi)有復(fù)雜的圖像處理工作，因此反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時(shí)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(dòng)（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(lái)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(qiáng)，為以后功能的擴(kuò)展提供方便。但使用CCD需要大量的圖像處理工作，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算，因此電路復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)工作量大。
方案四：使用光電對(duì)管采集路面信息。RPR220結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，調(diào)整電路簡(jiǎn)單工作性能穩(wěn)定。
可見(jiàn)方案四最適宜，但僅從此項(xiàng)目考慮，方案二成本低，也能完成設(shè)計(jì)，故選用方案二。3.1.3 電機(jī)控制模塊
3.1.3.1電機(jī)的選擇
方案一：采用步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)過(guò)的角度可以精確定位，可實(shí)現(xiàn)小車(chē)行進(jìn)過(guò)程的精確定位。但步進(jìn)電機(jī)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(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小，重量輕，裝配簡(jiǎn)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(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
3.1.3.2電機(jī)的驅(qū)動(dòng)
采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(gè)直流電機(jī)。
3.1.4 電源模塊
給整個(gè)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(jī)和其驅(qū)動(dòng)供電，5V的用來(lái)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)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(jī)，再根據(jù)硬件連接，通過(guò)相應(yīng)的軟件來(lái)完成對(duì)信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)的分析，再控制小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，以下為主程序流程圖：
3.2.2程序設(shè)計(jì)思路
3.2.2.1尋跡模塊程序
通過(guò)傳感器獲得路面信息然后反饋給單片機(jī)，再通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
3.2.2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊程序
控制兩個(gè)直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)、前右轉(zhuǎn)、停車(chē)等功能。各部分電路的作用及電路工作原理分析
4.1 信號(hào)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(cè)器安排在同一方向上，利用紅外光譜反射對(duì)象存在另一個(gè)對(duì)象上，操作的波長(zhǎng)大約是950毫米。探測(cè)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(guò)測(cè)試，其檢測(cè)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(cè)更加準(zhǔn)確，我們用了5只TCRT5000檢測(cè)黑線，實(shí)物見(jiàn)圖4-1。
4.1.2 信號(hào)采集電路圖及原理
小車(chē)在白色地面行駛時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號(hào)被反射，接收管收到信號(hào)后，輸出端為低電平，經(jīng)過(guò)比較器比較后輸出為低電平。而當(dāng)紅外信號(hào)遇到黑色導(dǎo)軌時(shí)，紅外信號(hào)被吸收，接收管不能接收信號(hào)，輸出端為高電平，經(jīng)過(guò)比較器比較后輸出高電平。單片機(jī)通過(guò)采集每個(gè)比較器的輸出端電壓，便可以檢測(cè)出黑線的相對(duì)位置的位置，從而控制小車(chē)的行駛方向。
4.2 信息處理模塊
4.2.1 原理
檢測(cè)到白色路面的紅外接收頭處理后送出的是低電平，而檢測(cè)到黑色路線的檢測(cè)頭送出的是高電平，由此可根據(jù)這5個(gè)紅外接收頭的高低電平判斷路線情況而調(diào)整小車(chē)前進(jìn)方向。具體情況有如下幾種： a 檢測(cè)到
1 1 1 1 或
0 0 0 0 0小車(chē)應(yīng)該停止。
b 檢測(cè)到
0 0 0 0 或
0 1 0 0 0 或 1 0 0 0 說(shuō)明路線向左偏，小車(chē)向左轉(zhuǎn)。
c 檢測(cè)到
0 0 0 0 1 或
0 0 0 1 0 或
0 0 0 1 1說(shuō)明路線向右偏，小車(chē)向左轉(zhuǎn)。
d 檢測(cè)到
x x 1 x x（x不全為1）說(shuō)明線路是直的，小車(chē)直走。4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
4.3.1直流電機(jī)
給兩個(gè)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(guò)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(gè)轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)方向是dcba，從電刷 B 流出。
此時(shí)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是直流電動(dòng)機(jī)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(guò)的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。實(shí)用中的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的繞組也不是由一個(gè)線圈構(gòu)成，同樣是由多個(gè)線圈連接而成，以減少電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，繞組形式同發(fā)電機(jī)。
4.3.2電路圖
我們采用成品L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，采用光電耦合器件隔離單片機(jī)與L298N的控制電路，工藝精度高，性能可靠。L298N模塊內(nèi)部通過(guò)H橋電路實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，其原理如下：
如圖4-3所示，全橋式驅(qū)動(dòng)電路的4只開(kāi)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(bǔ)，一組導(dǎo)通則 另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1、S2導(dǎo)通時(shí)，S3、S4關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí) 現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng)S3、S4導(dǎo) 通時(shí)，S1、S2關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電 壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。
橋驅(qū)動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)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(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)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(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。系統(tǒng)調(diào)試
5.1硬件部分
焊接完成后，首先進(jìn)行的調(diào)試是用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)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(gè)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(jì)的原理圖上的一致。接通電源，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量當(dāng)有+5V的各引腳是否有+5V的電壓，測(cè)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(gè)光電檢測(cè)器的光電對(duì)管靠近白紙，觀察對(duì)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(gè)光電對(duì)管靠近黑線，觀察對(duì)應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管是否發(fā)光，發(fā)光表示正常。
5.2軟件部分
我們先測(cè)試了小車(chē)的前進(jìn)，停止，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。組裝信號(hào)采集模塊后，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的自動(dòng)循跡功能。
具體實(shí)現(xiàn)程序見(jiàn)附錄一
總結(jié)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如符合實(shí)驗(yàn)要求，小車(chē)按照黑膠布軌跡前進(jìn)，并能夠及時(shí)正確顯示小車(chē)的行進(jìn)狀態(tài)以及行進(jìn)距離。具體現(xiàn)象如下：
左邊傳感器檢測(cè)到黑線，小車(chē)左轉(zhuǎn)； 右邊傳感器檢測(cè)到黑線，小車(chē)右轉(zhuǎn)； 中間傳感器檢測(cè)到黑線，小車(chē)直行。從而就可以完成對(duì)黑膠布的循跡功能。參考文獻(xiàn)
[1]電子信息專業(yè)實(shí)驗(yàn)教程 趙剛 李佐儒 四川大學(xué)出版社 [2]單片機(jī)C語(yǔ)言教程 郭天祥 電子工業(yè)出版社 [3]模擬電子技術(shù) 童詩(shī)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(jī)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(jìn)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(shí)物圖：
第三篇：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(智能小車(chē))
安徽建筑工業(yè)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)
課題名稱
系別
專業(yè)
姓名 基于單片機(jī)智能小車(chē)的設(shè)計(jì) 電子與信息工程學(xué)院 城建電子學(xué)號(hào)
2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指導(dǎo)教師簽字
系主任簽字 201日 年 1 月
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本專業(yè)學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)研發(fā)和技術(shù)人員的初步訓(xùn)練，使學(xué)生具有從事科學(xué)研究初步能力的重要環(huán)節(jié)，并且它是學(xué)生承擔(dān)技術(shù)性工作前的一次理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)(論文)綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，提高分析問(wèn)題和解決本專業(yè)從事研發(fā)和工程應(yīng)用問(wèn)題的能力，為以后走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。
隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車(chē)的研究也就越來(lái)越受人關(guān)注。全國(guó)電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車(chē)這方面的題目，全國(guó)各高校也都很重視該題目的研究?？梢?jiàn)其研究意義很大。設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車(chē)應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)顯示時(shí)間、速度、里程，具有自動(dòng)尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車(chē)。本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)題目的要求為目的，采用80C51單片機(jī)為控制核心，利用光電等傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車(chē)的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車(chē)，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù)
本課題的任務(wù)主要是設(shè)計(jì)采用以80C51 為控制核心，利用光電等傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小車(chē)的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車(chē)，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。
本課題由6位學(xué)生完成?，F(xiàn)就6位學(xué)生的具體分工敘述如下：
1．同學(xué)負(fù)責(zé)主控制電路的方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；
2．同學(xué)負(fù)責(zé)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；
3．同學(xué)負(fù)責(zé)傳感器電路的設(shè)計(jì)和相關(guān)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試；
4．同學(xué)負(fù)責(zé)小車(chē)控制策略程序設(shè)計(jì)和調(diào)試。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作
1． 查閱有關(guān)資料（51單片機(jī)、傳感器技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制等）；
2． 熟練掌握51單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)；
3． 根據(jù)課題要求，分別進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計(jì)，使用Protel99SE設(shè)計(jì)出硬件原理圖和PCB板圖，并制作出印刷電路板，然后進(jìn)行系統(tǒng)的安裝與調(diào)試完成課題的設(shè)計(jì)功能；
4． 完成12000字左右的論文；
5． 翻譯3000~5000字的英文資料。
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排及實(shí)習(xí)安排
五、應(yīng)收集的資料、主要參考文獻(xiàn)及實(shí)習(xí)地點(diǎn)
[1] 何立民，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京：航天航空大學(xué)出版社，2～5,46～50
[2] 李廣弟，單片機(jī)基礎(chǔ)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001,56～64
[3] 何希才，新型實(shí)用電子電路400例，電子工業(yè)出版社，2000年,60～65
[4] 趙負(fù)圖，傳感器集成電路手冊(cè)，第一版,化學(xué)工業(yè)出版社，2004,590～591
[5] 陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，第二版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000年6月,127～
130
[6] 張毅剛，彭喜元，新編 MCS-51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，第一版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003,25～27,411～417
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：校外
第四篇：智能小車(chē)設(shè)計(jì)報(bào)告
機(jī)器人控制技術(shù)
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)
題
目：基于STC89C52的智能小車(chē)的設(shè)計(jì) 姓
名：李如發(fā) 學(xué)
號(hào)：073321032 專
業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)老師：李東京 設(shè)計(jì)時(shí)間：2010年 6 月
目
錄
1.引 言..............................................1 1.1.設(shè)計(jì)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(jì)...........................................1 3.硬件設(shè)計(jì)...........................................2 4.軟件設(shè)計(jì)...........................................7 5.系統(tǒng)調(diào)試...........................................7 6.設(shè)計(jì)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(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
基于STC89C52的智能小車(chē)的設(shè)計(jì)
1.引 言
1.1.設(shè)計(jì)意義
本智能小車(chē)的設(shè)計(jì)，首先針對(duì)大學(xué)所有學(xué)習(xí)的知識(shí)是一個(gè)很好的回顧和總結(jié)。此智能小車(chē)是基于單片機(jī)所設(shè)計(jì)的，具有自動(dòng)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(shí)，可實(shí)現(xiàn)更重要的功能，如可設(shè)計(jì)出自動(dòng)撲火機(jī)器人等。1.2.系統(tǒng)功能要求
此智能小車(chē)是基于STC89C52設(shè)計(jì)的具有自動(dòng)尋跡能力的小車(chē)。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(guò)程中，并能用測(cè)速傳感器和光電碼盤(pán)對(duì)小車(chē)速度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。小車(chē)在行駛過(guò)程中并能實(shí)現(xiàn)播放美妙的音樂(lè)。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(dòng) 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(jì)
智能小車(chē)主要分為傳感器部分，最小系統(tǒng)部分，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分，電源部分。根據(jù)功能要求，提出合理的設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出方案方框圖，并對(duì)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(duì)整個(gè)小車(chē)的定位起到很重要的作用，由傳感器檢測(cè)黑線的位置，其中黑線對(duì)光能吸收，白線對(duì)光反射。利用此原
16×16點(diǎn)陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
理將紅外線傳感器采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)收到的信號(hào)實(shí)時(shí)的控制小車(chē)的方向?？刂菩≤?chē)的方向主要是運(yùn)用pwm原理來(lái)控制電機(jī)的平均電壓，從而來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)小車(chē)對(duì)黑線的實(shí)時(shí)跟蹤。
3.硬件設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)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(cè)器。光敏電阻的阻值可以跟隨周?chē)h(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時(shí)，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過(guò)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(duì)管。RPR220是一種一體化反射型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個(gè)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(duì)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(cè)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(cè)出黑線繼而輸出高電平。我們選擇了此方案。
傳感器是整個(gè)系統(tǒng)的眼睛，這部分主要運(yùn)用紅外線傳感器采集信號(hào)送給單片機(jī)處理。由于黑色車(chē)道對(duì)紅外線傳感器發(fā)出的光有吸收能力，白色地方對(duì)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(hào)，傳送個(gè)單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)采集的信號(hào)做出實(shí)時(shí)的處理。
16×16點(diǎn)陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)是整個(gè)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(gè)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(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過(guò)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(duì)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(dòng)模塊
方案1：采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流
16×16點(diǎn)陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
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(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。
方案2：對(duì)于直流電機(jī)用分立元件構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)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(dòng)部分的電壓幅值不一樣，而且電機(jī)是感性負(fù)載，在制動(dòng)時(shí)可能反饋電流，因此要在最小系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)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(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器、線圈、直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載。它的驅(qū)動(dòng)電壓可達(dá)46V，直流電流總和可達(dá)4A。其內(nèi)部具有2個(gè)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(gè)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(lái)連接電流檢測(cè)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(dòng)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(lái)控制H橋的開(kāi)和關(guān)，16×16點(diǎn)陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
第6，II腳則為使能控制端。當(dāng)Vs=40V時(shí)，最高輸出電壓可達(dá)35V，連續(xù)電流可達(dá)2A。
L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)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(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速由單片機(jī)調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。
L298驅(qū)動(dòng)電路圖
16×16點(diǎn)陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì)
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PWM調(diào)速器的硬件組成
在整個(gè)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(xiě)程序存儲(chǔ)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(lái)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(guò)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(jià)格過(guò)于昂貴，使用鋰電池會(huì)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(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。雖然蓄電池的體積過(guò)于龐大，在小型電動(dòng)車(chē)上使用極為不方便，但由于我們的車(chē)體設(shè)計(jì)時(shí)留出了足夠的空間，并且蓄電池的價(jià)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(jì)
程序流程圖
5.系統(tǒng)調(diào)試
本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是首先完成每一小部分的設(shè)計(jì)，因此我們?cè)跊](méi)完成一個(gè)模塊時(shí)就回檢測(cè)調(diào)試該模塊。在初次調(diào)試時(shí)我們采用的電源是又單片機(jī)開(kāi)發(fā)板所帶的的電源來(lái)調(diào)試的。調(diào)試過(guò)程中我們就發(fā)現(xiàn)了很重要的問(wèn)題，由于對(duì)本設(shè)計(jì)的很多模塊的沒(méi)有共同的接地使得很多模塊無(wú)法工作，我們的解決辦法是12v的直流源穩(wěn)壓來(lái)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(dòng)模塊的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)當(dāng)光耦芯片給定信號(hào)時(shí)對(duì)lm298的輸出沒(méi)有反應(yīng)。我們?cè)跈z驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)是由于在光耦芯片后部焊接沒(méi)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(shí)，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(cè)輸出，在將黑色物體移開(kāi)，再檢測(cè)輸出。
6.設(shè)計(jì)總結(jié)
本文是關(guān)于基于單片機(jī)的智能小車(chē)的設(shè)計(jì)，在共同的努力下，各部分的設(shè)計(jì)均成功，在調(diào)試過(guò)程中都無(wú)誤。本次設(shè)計(jì)最終實(shí)現(xiàn)了直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)調(diào)壓，電源正常輸出供電，數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)，蜂鳴器播放美妙的音樂(lè)，小車(chē)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)彎功能。由于本次設(shè)計(jì)中尚存在些缺陷和對(duì)尋跡程序編寫(xiě)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(jì)中，從中的體會(huì)很多
1、本次的設(shè)計(jì)可以說(shuō)設(shè)計(jì)到大學(xué)所學(xué)到的所有專業(yè)知識(shí)，是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)整體的回顧。
2、在設(shè)計(jì)中，不能一氣呵成，因?yàn)樗械碾娐穲D都是自己設(shè)計(jì)的，圖中尚存在不足，所以要反復(fù)的琢磨和修改。
3、設(shè)計(jì)中要注意對(duì)每焊完一部分，都要獨(dú)立的進(jìn)行檢查調(diào)試，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)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(gè)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(yǔ)句要有注釋）。循跡的程序 #include
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(chē)前進(jìn) {
RM1=1;
RM2=0;
LM1=1;
LM2=0;
delay(5);
}
else if((L==1)&&(R==0))//小車(chē)右偏
{
RM1=1;
RM2=0;
LM1=0;
LM2=1;
//左邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了左轉(zhuǎn)
delay(10);
}
else if((L==0)&&(R==1))//小車(chē)左偏
{
RM1=0;
RM2=1;
LM1=1;
LM2=0;
//右邊的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，左邊的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了右轉(zhuǎn)
delay(10);}
else if((L==0)&&(R==0))//小車(chē)停車(chē)
{
RM1=0;
RM2=1;
LM1=0;
LM2=1;delay(5);
}
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else
//左右兩個(gè)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，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(kāi)發(fā)指南[M].中國(guó)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
第五篇：智能小車(chē)設(shè)計(jì)報(bào)告
智能小車(chē)設(shè)計(jì)報(bào)告
魏旭峰、孔凡明、陳夢(mèng)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(píng)。該設(shè)計(jì)是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)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(cè)道路上的黑線，控制電動(dòng)小汽車(chē)的自動(dòng)尋路，快慢速行駛。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jì)方法及測(cè)試結(jié)果分析。
采用的技術(shù)主要有：
通過(guò)編程來(lái)控制小車(chē)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(cè)器、PWM調(diào)速、電動(dòng)小車(chē)
第一章 方案設(shè)計(jì)與論證
一 供電系統(tǒng)
二 光電檢測(cè)系統(tǒng)
三 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)
四 液晶顯示1602的應(yīng)用
五 電機(jī)驅(qū)動(dòng)
第二章 軟件設(shè)計(jì)
第二章 方案設(shè)計(jì)與論證
根據(jù)要求,小車(chē)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(dòng)車(chē)的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的位置的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)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(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的轉(zhuǎn)向和速度的智能控制.這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)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(cè)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(lái)控制,當(dāng)單片機(jī)輸出的電壓不同時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速不同,以此來(lái)達(dá)到控制小車(chē)速度的目的.電路如圖:
二 光電檢測(cè)系統(tǒng)
本模塊采用七對(duì)紅外線發(fā)射和接收對(duì)管,來(lái)檢測(cè)小車(chē)前方黑線位置和模擬車(chē)站停車(chē)位置.發(fā)射管發(fā)射管出紅外線,當(dāng)對(duì)管正下方為白色跑道時(shí),發(fā)射管發(fā)射出去的紅外線會(huì)被反射回來(lái), 接收因接收到紅外線而導(dǎo)通,兩端電壓為零,當(dāng)對(duì)管正下方為黑色線時(shí),黑線將吸收紅外線,接收管因接收不到紅外線而無(wú)法導(dǎo)通,兩端電壓為+4V左右,將接收管端電壓與一個(gè)給定電壓經(jīng)LM324比較后輸出0和+5V兩固定個(gè)值,當(dāng)對(duì)管正下方為白色時(shí)輸出+5V電壓,當(dāng)對(duì)管正下方為黑線時(shí)輸出0V,輸出的電壓交給單片機(jī),以此來(lái)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(jì)
89S52單片機(jī)是本系統(tǒng)的核心所在,自動(dòng)尋跡和調(diào)速都是它控制, 七對(duì)光電對(duì)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(lái)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(dòng)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：?jiǎn)纹瑱C(jī)放的控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，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(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
舵機(jī)的控制一般需要一個(gè)20ms左右的時(shí)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(dòng)
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)單片機(jī)的控制型號(hào)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的，電路如下：
第二章 軟件設(shè)計(jì) #include
#define uchar unsigned char//宏定義 uchar duoj,dianj,time0=0,time1=0,L=0,e=30;void timer0()interrupt 1 //定時(shí)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(shí)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(kāi)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(cè)黑線位置
{
while(1)
{
if(P1==0xff){duoj=8;dianj=55;break;} 全白時(shí)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(cè)不到信號(hào)時(shí)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
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