第一篇：《精準(zhǔn)到站的小車(chē)》教學(xué)設(shè)計(jì)
（一）教材使用介紹
本課設(shè)計(jì)基于教科版五年級(jí)上冊(cè)《運(yùn)動(dòng)和力》單元相關(guān)內(nèi)容。從STEM理念出發(fā)，學(xué)生已經(jīng)知道的科學(xué)概念是一定的力能使小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，力越大小車(chē)運(yùn)動(dòng)越快；運(yùn)動(dòng)的快慢和力的變化是有規(guī)律的；數(shù)學(xué)概念是能用一定的數(shù)學(xué)模型（折線圖表）去分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)不斷地的嘗試調(diào)整將理性和實(shí)際有效結(jié)合。通過(guò)數(shù)學(xué)和科學(xué)的有機(jī)結(jié)合促進(jìn)學(xué)生思維和概念的深層次發(fā)展。
（二）教學(xué)目標(biāo)：
1、知識(shí)目標(biāo)：
感受力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：足夠大的力能使小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，力越大小車(chē)運(yùn)動(dòng)越快；運(yùn)動(dòng)的快慢和力的變化是有規(guī)律的。
借助折線圖的插值預(yù)測(cè)或外推預(yù)測(cè)，能夠快速找到力與運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律。
2、科學(xué)探究
通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)搜集證據(jù)、處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，并能進(jìn)行表達(dá)交流。
3、科學(xué)態(tài)度
實(shí)事求是，尊重證據(jù)，以事實(shí)為依據(jù)作出判斷。
合作分享，明確分工，綜合考慮小組各成員的意見(jiàn)，形成集體的觀點(diǎn)。
4、科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
利用已知的科學(xué)知識(shí)，不斷提高技術(shù)水平，達(dá)到一定的目的并影響社會(huì)的發(fā)展。
（三）材料準(zhǔn)備：秒表、重力小車(chē)、墊圈若干、軌道、測(cè)試表、評(píng)價(jià)表
（四）教學(xué)過(guò)程：
課前談話：
試用秒表：
每個(gè)同學(xué)試試秒表的開(kāi)始、結(jié)束和歸零；我們的讀數(shù)是0秒21，寫(xiě)作0″
21測(cè)試最快的同學(xué)達(dá)到多少；等會(huì)實(shí)驗(yàn)中可以嘗試最快的同學(xué)做計(jì)時(shí)員
剛才大家所測(cè)的數(shù)值就是實(shí)驗(yàn)的誤差。
（一）談話導(dǎo)入
1.導(dǎo)入。上課之前我們?cè)囉昧嗣氡?，你們覺(jué)得這節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容和什么有關(guān)？時(shí)間
2.故事。說(shuō)起時(shí)間，老師想起15年前去日本的一次經(jīng)歷。那一次我發(fā)現(xiàn)日本的火車(chē)非常準(zhǔn)時(shí)，誤點(diǎn)不超過(guò)1分鐘；而當(dāng)時(shí)我國(guó)火車(chē)誤點(diǎn)半小時(shí)甚至幾小時(shí)是非常正常的。所以那時(shí)我覺(jué)得日本的火車(chē)非常了不起。
3.高鐵視頻。8年前，我們寧海也有了動(dòng)車(chē)。坐過(guò)動(dòng)車(chē)的舉手。你們覺(jué)得現(xiàn)在的動(dòng)車(chē)準(zhǔn)時(shí)嗎？我們來(lái)看一段高鐵的視頻
觀看視頻：高鐵時(shí)間精確到秒；
視頻觀后感。看了這段視頻有何感想。（課件）
時(shí)間和距離上非常精準(zhǔn)、分毫不差。
（二）介紹啟動(dòng)小車(chē)
我們來(lái)啟動(dòng)一輛時(shí)間精準(zhǔn)到站的小車(chē)，大家有沒(méi)有興趣。（揭題）
1.出示軌道：這是小車(chē)運(yùn)行的軌道，黑線表示起點(diǎn)代表寧海站，擋板位置是終點(diǎn)代表寧波站。
2.出示小車(chē)：這是輛高科技小車(chē)，各小組觀察小車(chē)構(gòu)造，你估計(jì)這輛小車(chē)是怎么啟動(dòng)？
學(xué)生嘗試解說(shuō)，上臺(tái)演示，課件出示幾個(gè)注意點(diǎn)。
3.試著啟動(dòng)小車(chē)：思考，重力大小與小車(chē)運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系？（課件）
（三）讓小車(chē)2“50精準(zhǔn)到站
要使從寧海出發(fā)2”50精準(zhǔn)到達(dá)寧波站，大家有信心嗎？怎么測(cè)試，而且嘗試次數(shù)最少？
預(yù)測(cè)：1.一個(gè)一個(gè)加
2.多個(gè)多個(gè)加
教師引導(dǎo)：如果加30個(gè)，可能需要測(cè)試14次？有更好的方法嗎？根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
備用問(wèn)題： 1.提供測(cè)試表：認(rèn)真看測(cè)試表，討論測(cè)試表；
2.2介紹使用方法（最好用微課）：一條線，我們把它拉直，繞過(guò)上面兩個(gè)滑輪，掛上墊圈，反方向轉(zhuǎn)動(dòng)輪子，直到指針指向繩子紅點(diǎn)。壓住后輪，放到軌道上，釋放，小車(chē)就能自動(dòng)駕駛了。
（四）評(píng)價(jià)前置
出示評(píng)價(jià)單
1.項(xiàng)目名稱：駕駛2秒50精準(zhǔn)到站的小車(chē)。
2.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：
3.測(cè)試時(shí)間：20分鐘（展示：）
（五）學(xué)生完成項(xiàng)目教師巡檢合作情況，給分。（20分鐘）
（六）學(xué)生上臺(tái)測(cè)試，完成數(shù)據(jù)分（15分鐘上臺(tái)測(cè)試匯報(bào)）
學(xué)生完成數(shù)據(jù)匯總，觀察匯總單，我們的數(shù)據(jù)有沒(méi)有問(wèn)題。為什么會(huì)有數(shù)據(jù)差異。你最喜歡哪組的成果，為什么？
（七）活動(dòng)成果匯報(bào)。我們小組測(cè)試多少次，分成三類(lèi)，分別匯報(bào)體會(huì)和成果。請(qǐng)測(cè)試次數(shù)最少的小組匯報(bào)
1.估算有事實(shí)依據(jù)；
2.先找到一個(gè)最小值，再找到一個(gè)最大值；然后很快可以找到我們需要的數(shù)值
（八）活動(dòng)拓展：
1.如果讓我們的小車(chē)2秒精準(zhǔn)到達(dá)，你估計(jì)多少墊圈？你是怎樣推測(cè)的？
2.有一種方法能讓我們推測(cè)更加準(zhǔn)確，出示折線圖
（1）把我們測(cè)試的數(shù)據(jù)填入折線圖，完成圖表；
（2）能根據(jù)折線圖推測(cè)2秒
（3）想不想再測(cè)試，帶小車(chē)回家
第二篇：《風(fēng)帆小車(chē)》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、學(xué)習(xí)背景
基于學(xué)生五年級(jí)學(xué)過(guò)的《運(yùn)動(dòng)和力》單元的知識(shí)內(nèi)容，結(jié)合高年級(jí)同學(xué)的設(shè)計(jì)、制作等探究能力，設(shè)計(jì)制作小車(chē)的帆，讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離更遠(yuǎn)。
二、學(xué)習(xí)目標(biāo)
科學(xué)（S）：初步感知風(fēng)帆小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離可能與帆的形狀、大小、材質(zhì)等因素有關(guān)。
技術(shù)（T）：掌握制作簡(jiǎn)易帆的工序，能夠利用自制的帆測(cè)量小車(chē)的運(yùn)動(dòng)路程。
工程（E）：體會(huì)“提出問(wèn)題——設(shè)計(jì)方案——進(jìn)行交流——改進(jìn)方案——制作測(cè)試”的工程技術(shù)流程。
數(shù)學(xué)（M）：能夠利用工具正確測(cè)量小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
三、適用年級(jí)
小學(xué)六年級(jí)
四、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：設(shè)計(jì)并制作小車(chē)的風(fēng)帆，使小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離變長(zhǎng)。
難點(diǎn)：學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)的方法，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)有效地制作風(fēng)帆。
五、教學(xué)準(zhǔn)備
1．教師準(zhǔn)備：小車(chē)、磁鐵、小獎(jiǎng)狀、畫(huà)板等
2．學(xué)生準(zhǔn)備：記號(hào)筆、設(shè)計(jì)紙、測(cè)試用軌道、小電風(fēng)扇、剪刀、塑料膜、小車(chē)、竹簽、綁絲、雙面膠、直尺等。
六、教學(xué)過(guò)程
（一）導(dǎo)入
師：同學(xué)們，這里有兩輛車(chē)，它們的車(chē)牌最明顯的不同在哪里？綠牌表示什么？這是新能源汽車(chē)，既環(huán)保又節(jié)能，是國(guó)家大力提倡的。今天，我們也要來(lái)造一輛零排放零污染的新能源小車(chē)，用什么能源呢？你們一看就懂了。對(duì)，把船上的帆移到車(chē)上來(lái)，這就是風(fēng)帆小車(chē)。
（二）設(shè)計(jì)、交流
１.出示材料，確定目標(biāo)。
師：我們要用相同的材料，通過(guò)你們不同的設(shè)計(jì)，小組合作制作，做一個(gè)使小車(chē)運(yùn)動(dòng)距離最長(zhǎng)的帆。
２.設(shè)計(jì)圖紙，交流方案
師：同學(xué)們，我們小組要做這個(gè)帆，先要干什么？大家有沒(méi)有畫(huà)過(guò)設(shè)計(jì)圖?。空嬲脑O(shè)計(jì)圖是怎么樣的？
師：仔細(xì)看看這張船的設(shè)計(jì)圖上，包含著哪幾部分??？對(duì)，等會(huì)我們畫(huà)設(shè)計(jì)圖也要這樣。然后小組內(nèi)討論改進(jìn)設(shè)計(jì)圖，并最終要完成一張小組設(shè)計(jì)正稿。
３.出示要求，明確評(píng)價(jià)要求
師：各小組今天要比一比，看哪組的設(shè)計(jì)、制作更優(yōu)秀。同學(xué)們和老師一起給各組打分：一是給設(shè)計(jì)稿和展示打分，二是給小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離打分，三是老師根據(jù)各小組的活動(dòng)情況給出的附加分。
４.按圖設(shè)計(jì)風(fēng)帆，展開(kāi)交流
（三）制作、調(diào)試風(fēng)帆小車(chē)
（四）交流展示、評(píng)價(jià)
1．展示、測(cè)試風(fēng)帆小車(chē)
師：請(qǐng)各小組向大家來(lái)展示我們的作品，把整個(gè)過(guò)程的想法與感受跟大家作一個(gè)交流，并向大家展示你們的風(fēng)帆小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離。
2．師生配合對(duì)各小組進(jìn)行評(píng)價(jià)。
（五）小結(jié)拓展
師：同學(xué)們，經(jīng)過(guò)今天的研究學(xué)習(xí)，你有什么收獲或是還有什么問(wèn)題？我們認(rèn)為小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離應(yīng)該跟帆的什么因素有關(guān)？
師：到底是哪一個(gè)或哪幾個(gè)因素在影響小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離呢？你能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明呢？我們接下來(lái)的學(xué)習(xí)就可以逐項(xiàng)來(lái)證明帆的這些因素是不是真的影響小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離。
師：等大家研究完了這些，可以再探究還有沒(méi)有其他因素影響了風(fēng)帆小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離。許多帆船有許多面帆，還配有繩子，水手可以根據(jù)方向的風(fēng)來(lái)控制帆，有時(shí)逆風(fēng)反而行駛得更快……嘿嘿，大自然的科學(xué)奧秘等著大家去探索！
第三篇：動(dòng)力小車(chē)設(shè)計(jì)總體方案
動(dòng)力小車(chē)設(shè)計(jì)總體方案
一、內(nèi)容摘要：
根據(jù)要求，本設(shè)計(jì)方案綜合采用了機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感通訊等技術(shù)，將循跡、避障、無(wú)線通訊等功能集于一身，通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(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)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的智能控制。
二、作品介紹：
本設(shè)計(jì)作品為動(dòng)力小車(chē)，集遠(yuǎn)程控制等多種功能于一身,全車(chē)長(zhǎng)20厘米，寬15厘米，高10厘米，車(chē)身主要由有機(jī)玻璃板制作，兩邊各安置兩個(gè)強(qiáng)勁的減速電機(jī)，作為車(chē)體前進(jìn)動(dòng)力；車(chē)體上安置控制模塊，用于整車(chē)的智能化控制。
三、設(shè)計(jì)理念：
1、設(shè)計(jì)理念：
按照比賽要求，參賽作品必須經(jīng)過(guò)爬坡，拉力，避障等過(guò)程。小車(chē)通過(guò)兩臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的不同組合來(lái)達(dá)到控制車(chē)體前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎各個(gè)方向，同時(shí)通過(guò)內(nèi)部的減速齒輪組以獲得足夠的扭力來(lái)爬坡并拉動(dòng)重物。
2、作品特色：
作品特色主要有以下兩點(diǎn)：1）小車(chē)主要是通過(guò)降低底盤(pán)高度來(lái)獲得低重心，達(dá)到
穩(wěn)定小車(chē)作用，從而使小車(chē)能夠平穩(wěn)的進(jìn)行行駛。2）在驅(qū)動(dòng)方面，我們采用了兩臺(tái)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方案，有利于保證車(chē)體的扭力與轉(zhuǎn)向。
四、硬件設(shè)計(jì)及其介紹：
(1)總體布局
小車(chē)采用兩輪驅(qū)動(dòng)，兩臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的不同組合來(lái)達(dá)到控制車(chē)體前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎各個(gè)方向。電源安放在主車(chē)體底部，主板置于其上，電機(jī)安放在船體兩側(cè)后端；
(2)機(jī)動(dòng)模塊
通過(guò)51單片機(jī)及L298N驅(qū)動(dòng)芯片控制
四臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的不同組合來(lái)達(dá)到控制車(chē)
體前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎各個(gè)方向，具體實(shí)現(xiàn)方法為當(dāng)兩臺(tái)12V電機(jī)同時(shí)順時(shí)針
轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)車(chē)體向前行駛；當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)同
時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向后行駛；當(dāng)左側(cè)電機(jī)順
時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車(chē)體向右行駛；當(dāng)右側(cè)電機(jī)順
時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車(chē)體向左行駛；
(3)無(wú)線通訊模塊
無(wú)線通訊功能的實(shí)現(xiàn)主要利用了NRF24L01無(wú)線通訊模塊，該模塊具有傳輸速度高，抗干擾性較好，能連續(xù)收發(fā)多字節(jié)數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線收發(fā)，我們獨(dú)立設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)送模塊和一個(gè)接收模塊，每個(gè)模塊都有一片單片機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，以保證傳輸速度。
(4)扭力增大模塊
為使先小車(chē)獲得較大扭力，在拉動(dòng)重物以及爬坡的過(guò)程中，根據(jù)馬達(dá)的扭矩速度曲線，使小車(chē)運(yùn)行在最大扭矩對(duì)應(yīng)的速度下。同時(shí)根據(jù)需要，使用減速曲線將扭力進(jìn)行放大，以應(yīng)對(duì)比賽要求。
五、可行性分析：
機(jī)械部分采用輕質(zhì)有機(jī)塑料板制作，減少車(chē)身總體質(zhì)量，從而減少功耗，減輕了電
源負(fù)擔(dān)；采用減速電機(jī)傳動(dòng)，使動(dòng)力更加強(qiáng)勁行車(chē)過(guò)程更加平穩(wěn)，有利于克服較難的賽道要求；采用紅外較高靈敏度的紅外對(duì)管能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)賽道軌跡，同時(shí)由于循跡過(guò)程中車(chē)速并非很快，靈敏度較高的紅外對(duì)管檢測(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況也是足夠的；L298N能夠輸出較大的功率，單個(gè)芯片用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)行兩個(gè)減速電機(jī)也是足夠的；NRF24L01無(wú)線傳輸模塊發(fā)射頻率高，抗干擾性相對(duì)較好，同時(shí)兼容TTL電平，對(duì)于單片機(jī)控制也較方便。
六、創(chuàng)新點(diǎn)：
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(zhuān)
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。控制小車(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(zhuān)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)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
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:
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)
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
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)
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(zhuān)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?zhuān)?。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(){
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)
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);
}
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)
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
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)
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(lèi)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
點(diǎn)擊咨詢 