畢業(yè)設(shè)計-基于單片機的控制智能小車設(shè)計(已修改)
2026-01-20 04:27 本頁面
【正文】 單片機項目實驗報告 第 1 頁 共 18 頁 單片機項目報告 班級：自動化 21091 姓名：邸維漢 劉會麗 石錢坤 學號： 1020223304 2022103215 2022103122 智能小車控制 單片機項目實驗報告 第 2 頁 共 18 頁 目錄 一、 前言 二、 方案設(shè)計與論證 1) 控制器 模塊選取 2) 電機 模塊選取 3) 電機驅(qū)動 器模塊選取 4) 電源模塊 選取 三、 硬件設(shè)計 1) 主控系統(tǒng) 2) 電機模塊 3) 電機驅(qū)動模塊 4) 電源模塊 5) 按鍵模塊 四、 軟件設(shè)計 1) 直行設(shè)計 2) 轉(zhuǎn)彎設(shè)計 3) 調(diào)速設(shè)計 五、 調(diào)試中存在 的問題 六、 參考文獻 單片機項目實驗報告 第 3 頁 共 18 頁 一、前言： 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?？梢娖溲芯恳饬x很大。 本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，指導教師已經(jīng)有充分的準備。本題目是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。 我們設(shè)計的智能電動小車該具有圓形運行、三角形運行、矩形運行和三者一起運行的功能 。 都是運行一循環(huán)自動停車。 根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加 了四個按鍵 ，實現(xiàn)對電動車的 運行軌跡的啟動 ，并將 按鍵的狀態(tài) 傳送至單片機進行處理，然后由單片機根據(jù)所檢測的各種 按鍵狀態(tài) 實現(xiàn)對電動車的智能控制。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設(shè)計 采用 STC89C52 單片機。以 STC89C52 為控制核心，利用 按鍵的動作 ，控制電動小汽車的 軌跡 。 實現(xiàn)四種運行軌跡。 STC89C52 是一款八位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。 二、方案設(shè)計與論證 1) 控制器 模塊選取 我們采用 STC 公司的 STC89S52 單片機作為主控制器， STC 公司的單片機內(nèi)部資源比起 ATMEL 公司的單片機來要豐富的多，它 在 5V 供電情況下，最多支持 80M晶振、且內(nèi)部有 512B 的 RAM 數(shù)據(jù)存儲器 、 片內(nèi)含 8k 空間的可反復擦些 1000 次的 Flash 只讀存儲器 、 1K的 EEPROM、 8個中斷源、 4個優(yōu)先級、 3個定時器、 32 個 IO 口 、 片機自帶看門狗、雙數(shù)據(jù)指針等。但是不兼容 Atmel。 從方便使用的角度考慮，我們選擇了此方案 2) 電機 模塊選取 采用普通直流電機。直流電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，精度有一定的保證。直流電機控制的精確度雖然沒有步進電機那樣高，但完全可以滿足本題目的要求。通過單片機的 PWM 輸出同樣可以控制直流電機的旋轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)電動車的速度控制。并且直流電機相對于步進電機價格經(jīng)濟。 3) 電機驅(qū)動 器模塊選取 單片機項目實驗報告 第 4 頁 共 18 頁 采用電機驅(qū)動芯片 L298N。 L298N 為單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅(qū)動，可直接的對電機進行控制， 無須隔離電路。通過單片機的 I/O 輸入改變芯片控制端的電平，即可以對電機進行正反轉(zhuǎn)，停止的操 作，非常方便，亦能滿足直流減速電機的大電流要求。調(diào)試時在依 照芯片手冊 ，用程序輸入對應(yīng)的碼值，能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)的動作。 4) 電源模塊 選取 在本系統(tǒng)中，需要用到的電源有單片機的 5V， L298N 芯片的電源 5V 和電機的電源 715V。所以需要對電源的提供必須正確和穩(wěn)定可靠。用 9V 的鋅電源給前、后輪電機供電，然后使用 7805 穩(wěn)壓管來把高電壓穩(wěn)成 5V 分別給單片機和電機驅(qū)動芯片供電。因此為了方便，這里我們采用 12V 電源給電機供電，再用 7805 轉(zhuǎn)換成 5V 電源給單片機使用。 三、硬件設(shè)計 小車采用 四輪 驅(qū)動， 一側(cè)的前后兩個車輪共用 一個電機驅(qū)動 ，另外兩個前后輪共用一個驅(qū)動，調(diào)節(jié)左右車輪轉(zhuǎn)速從而達到控制轉(zhuǎn)向的目的 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機最小系統(tǒng) L298N 按鍵 模塊 電源 模塊 電機模塊 單片機項目實驗報告 第 5 頁 共 18 頁 實物連接： 單片機項目實驗報告 第 6 頁 共 18 頁 、 電機驅(qū)動模塊 L298N 驅(qū)動直流電機，它靠兩個引腳控制一個電機的運動。 小車采用四輪 驅(qū)動，小車兩側(cè)的電機短接起來各接到 L298N 的一個輸出端。 通過調(diào)制兩邊 輪子的轉(zhuǎn)速或正反轉(zhuǎn)來達到控制小車轉(zhuǎn)向的目的。芯片引腳和功能如圖 1，驅(qū)動電路如圖 2。 EN A（ B） IN1（ IN3） IN2（ IN4） 電機運行情況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2（ IN4） 同 IN2（ IN4） 快速停止 L X X 停止 將 L298N的 IN0、 3， 接到 ， ENA、 ENB接到 、 。 單片機項目實驗報告 第 7 頁 共 18 頁 、 電機模塊 電機模塊采用 4塊電機同時驅(qū)動，這里將同一側(cè)電機短接接到 L298N的一個輸出端。 、電源模塊 采用兩片 7805電壓穩(wěn)壓 5V 后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電供電，但缺點是壓降過大，消耗的功率過大， 發(fā)熱量過大。 單片機項目實驗報告 第 8 頁 共 18 頁 、 按鍵模塊 本系統(tǒng)添加 4 個按鍵，用來選擇控制小車。 并接于 。 單片機項目實驗報告 第 9 頁 共 18 頁 四、軟件設(shè)計 、 小車直行設(shè)計： 若要求小車直走，這需要給 4個電機正轉(zhuǎn)命令。根據(jù) L298N芯片手冊 EN A（ B） IN1（ IN3） IN2（ IN4）
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