【正文】 學 位 論 文 基于步進電機的智能小車 設計 作 者 姓 名： 譚加加 學 科 專 業(yè)： 電子信息工程 學 號： 092022135 指 導 教 師： 樓國紅 副教授 完 成 日 期： 2022615 太原工業(yè)學院 Taiyuan Institute of Technology太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） I 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目： 基于步進電機的智能小車設計 系部： 電子工程系 專業(yè)： 電子信息工程 學號： 092022135 學生： 譚加加 指導教師（含職稱） ： 樓國紅 （ 副教授 ） 專業(yè)負責人： 郭彩萍 1．設計（論文）的主要任務及目標 課題目標： （ 1）通過此次設計，熟悉單片機硬件電路，電源回路、時鐘回路、復位電路、鍵盤電路、存儲器擴展和 LCD 顯示等方面的知識，加深對單片機的認識和硬件電路的設計。 （ 2）掌握單片機軟件設計的編程方法，明確設計任務。設計編 程時，可用 C 語言或匯編語言或兩者結(jié)合的混合編程來實現(xiàn)算法。 （ 3）熟練掌握單片機集成開發(fā)環(huán)境 Keil C51μVision 4及其使用。 μV4采用 Windows風格界面，集編輯、編譯、程序調(diào)試和仿真于一體，支持匯編語言和 C51 高級語言的程序設計，是目前最流行的開發(fā) 51 單片機的軟件工具。 （ 4）課題目標更著重在于對軟件的設計，好的程序不僅節(jié)省硬件資源，而且又不易出現(xiàn)錯誤，要求各部份程序可靠地完成設計要求。 （ 5）學習使用 Proteus 仿真軟件，并對本系統(tǒng)的軟硬件包括外圍電子器件進行總體仿真。 2．設計（論文） 的基本要求和內(nèi)容 （ 1）用單片機芯片實現(xiàn)，要有完整的硬件設計電原理圖。 （ 2）建議使用 Keil C51μVision 4 集成開發(fā)環(huán)境進行軟件設計。 （ 3）使用編程語言推薦使用匯編語言或 C 語言編程。 （ 4）要求小車 自動的前進。 （ 5）要求小車 自動的左右轉(zhuǎn)彎。 （ 6）要求小車自動后退。 （ 7）要考慮數(shù)據(jù)的存儲保存、顯示問題。 3．主要參考文獻 （ 1） 歐偉明等 .單片機原理與應用系統(tǒng)設計 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2022. 基于步進電機的智能小車設計 II （ 2）江世明 .基于 Proteus 的單片機應用技術(shù) [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2022. （ 3）張靖武等 .單片機系統(tǒng)的 Proteus 設計與仿真 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2022. （ 4）張友德 .單片微型計算機原理、應用與實驗 [M].西安 :西安電子科技大學出版社 ,2022. （ 5）周明德 .單片機原理與技術(shù) [M].北京 :人民郵電出版社 ,2022. （ 6）何立民 .單片機高級教程 [M].北京 :北京航空航天大學出版社 ,2022. （ 7） KEIL Software Realtime Kernel. /rtx51, 2022 （ 8）徐愛鈞等 .Keil Cx51 單片機高級語言編程與 μVision2 應用實踐 .北京：電子工業(yè)出版社， 2022. （ 9）楊振江等 .單片機應用與實踐指導 .西安：西安電子科技大學出版社 ,2022. 4．進度安排 設計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，復習有關專業(yè)知識，明確設計要求 。 — 130303 2 確定總體設計方法，進行方案的可行性論證，并完成開題報告。 130304— 130317（第 2 周） 3 選定具體實施方案，設計硬件及軟件程序框圖。 130318— 130331（第 4 周） 4 繪制硬件電路圖，用 Proteus 驗證電路的可行性，編寫程序。 130401— 130414（第 6 周） 5 完成硬件設計 、程序設計并調(diào)試。（ 接受中期檢查） 130415— 130428（第 8 周） 6 完成系統(tǒng)的軟件設計部份。 130429— 130512（第 10 周） 7 系統(tǒng)總調(diào)，程序整合并根據(jù)實際效果改進電路 。 130513— 130528（第 1 12 周） 8 完善設計，并撰寫論文。 130529— 130609（第 1 14 周） 9 完善論文，并完成打印裝訂工作，準備答辯材料 。 130610— 110616（第 15 周） 10 答辯并總結(jié)設計工作。 110617— 110623（第 16 周） 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） III 基于步進電機的智能小車 設計 摘 要 我 本次設計采用 ATMEL 公司中的 AT89S51 單片機為控制核心，在最小系統(tǒng)的基礎上，通過對外圍傳感器信號和控制按鍵的檢測，控制步進電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速和停止使智能小車可以循著黑線自動循跡，碰到障礙物可以合理的避障，探測到金屬可以發(fā)出報警信號，從而使智能小車實現(xiàn)合理行進。 該智能小車主 要分為檢測和控制兩個部分，包括單片機最小系統(tǒng)、光電檢測電路、紅外檢測電路、金屬檢測電路、步進電動機、步進電動機驅(qū)動電路、 4 個控制按鈕、液晶顯示等電路。 關鍵詞： AT89S51 單片機、智能小車、步進電機、自動 循跡 基于步進電機的智能小車設計 IV Based on the stepping motor of the intelligent car design ABSTRACT We this design USES the ATMEL pany AT89S51 as control core, the smallest system of basis, through peripheral sensor signal and the control buttons detection, the control of the stepper motor are turning, inversion, acceleration and stop make intelligent car can follow the black line automatic tracing, encounter obstacles can follow reasonable obstacleavoidingand detecting metal can alarmimmediately, thus make intelligent car realize reasonable progression. The smart car is mainly divided into test and control two parts, photoelectric detection circuit, infrared detection circuit consists of single chip microputer minimum system metal detection circuit stepper motor drive circuit of the stepping motor, a control button on the LCD display circuit and so on Keywords: AT89S51, intelligent car, stepping motor, automatic follow tracing 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） V 目 錄 1 引言 .................................................................................................................................... 1 2 總體設計方案 .................................................................................................................. 3 步進電機的選擇 ......................................................................................................... 3 單片機的選擇 ............................................................................................................. 3 步進電機驅(qū)動電路的選擇 ......................................................................................... 4 數(shù)碼管顯示電路的選擇 ............................................................................................. 4 3 單片機 AT89S51 模塊與步進電機 ................................................................................... 6 3. 1 單片機概述 ................................................................................................................. 6 單片機芯片 ........................................................................................................... 7 時鐘及復位電路 ................................................................................................. 10 步進電機概述 ........................................................................................................... 12 步進電機的特性 ................................................................................................. 12 步進電機的種類 ................................................................................................. 13 永磁步進電機的控制 ......................................................................................... 14 與直流電機的比較 ............................................................................................. 15 步進電機驅(qū)動電路 ............................................................................................. 17 4 外圍模塊 ........................................................................................................................... 19 光電尋跡模塊 ............................................................................................................ 19 金屬探測傳感器模塊 ............................................................................................... 19 紅外避 障模塊 .................................