【正文】 哈爾濱華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要本設(shè)計(jì)以STC89C51單片機(jī)為控制核心，小車具有循跡檢測(cè)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、等主要功能。首先，兩個(gè)電機(jī)分別單獨(dú)控制左右兩個(gè)車輪，通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，達(dá)到小車正常行駛及轉(zhuǎn)向的目的。車頭的四個(gè)紅外光電傳感器通過(guò)對(duì)路況的檢測(cè)反饋給單片機(jī)，控制小車行走路線，防止超出邊界線。與此同時(shí)檢測(cè)前方是否有小車，并且將信息反饋給單片機(jī)，控制小車減速，防止出現(xiàn)撞車。在第二圈超車過(guò)程中，兩車相繼進(jìn)入超車區(qū)后，甲車減速后直線前進(jìn)，乙車正常行駛并進(jìn)入超車區(qū)，達(dá)到超車目的。關(guān)鍵詞： 控制；檢測(cè)；反饋；STC89C51單片機(jī)；超車AbstractThis design with the STC89C51 singlechip microputer as the core, the car has a tracking detection, motor drive, such as the main function. First of all, the two motor control separately or so two wheels, by adjusting the two motor rotation speed and time, achieve the goal of the car moving and steering. Four infrared electric car sensor through the road test feedback to MCU, control the car walking routes, prevent beyond the border. At the same time detect whether there is a car in front, and feedback the information to the microcontroller, control the car slow down, to prevent a crash. In the second circle during the overtaking process, the two cars have entered after overtaking area, a straight line after car slow down, b car overtaking is moving into the area, the purpose of overtaking.Keywords:control,Detection,Feedback,STC89C51 singlechip microputer,Overtaking目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 設(shè)計(jì)題目 1 設(shè)計(jì)要求 1第2章 方案論證與比較 3 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 設(shè)計(jì)要求 3 3 尋跡模塊 5 轉(zhuǎn)向裝置模塊 5第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 7 8 9 10 11 12第4章 電路設(shè)計(jì)軟件的使用 14 14 14第5章 電路的組裝及調(diào)試 16 電路的組裝 16 電路調(diào)試 16 電路焊接及調(diào)試原理辦法 18 電子電路的設(shè)計(jì)基本步驟 18 電子電路的組裝 19 電子電路故障檢查的一般方法 20結(jié)論 22致謝 23附錄1 譯文 25附錄2 英文參考資料 26附錄3 程序流程圖 27附錄4 整機(jī)原理圖 28附錄5 元件清單 2928第1章 緒論 課題背景眾所周知，汽車的研究是伴隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展而越來(lái)越受人關(guān)注。基本全國(guó)電子大賽和省內(nèi)電子大賽每次都有智能小車這方面的題目，全國(guó)各高校也都很重視該題目的研究，可見(jiàn)其研究意義很大。本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)類課題，設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車應(yīng)該能夠周圍環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)（檢測(cè)是否有黑線）、能通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行通信、能交替領(lǐng)跑任務(wù)。根據(jù)題目的要求及組內(nèi)討論，確定如下方案：設(shè)計(jì)兩輛電動(dòng)智能小車（甲車、乙車）能夠按照給出的程序，甲前乙后同時(shí)起跑，而且準(zhǔn)確無(wú)誤并無(wú)碰撞地在給定區(qū)域內(nèi)同向行走，并在超車區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)超車，以完成交替領(lǐng)跑任務(wù)。本設(shè)計(jì)以STC89C51單片機(jī)為控制核心。STC89C51是一款8位Flash單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)。 設(shè)計(jì)題目 智能小車的設(shè)計(jì)與制作 設(shè)計(jì)要求甲車車頭緊靠起點(diǎn)標(biāo)志線，乙車車尾緊靠邊界，甲、乙兩輛小車同時(shí)起動(dòng)，先后通過(guò)起點(diǎn)標(biāo)志線，在行車道同向而行，實(shí)現(xiàn)兩車交替超車領(lǐng)跑功能。甲車車頭緊靠起點(diǎn)標(biāo)志線,乙車車尾緊靠邊界,甲、乙兩輛小車同時(shí)起動(dòng)，先后通過(guò)起點(diǎn)標(biāo)志線，在行車道同向而行，實(shí)現(xiàn)兩車交替超車領(lǐng)跑功能。跑道如圖11所示。圖11 跑道示意圖第2章 方案論證與比較 設(shè)計(jì)任務(wù)通過(guò)組內(nèi)討論以及題目的要求，在下面的文章中我們總體介紹智能小車的結(jié)構(gòu)。尋軌模塊：用于探測(cè)黑線的有無(wú)，基礎(chǔ)每輛小車由3個(gè)光電管組成，通過(guò)反射紅外線的變化判斷黑線的有無(wú)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：由于單片機(jī)輸出的電流有限，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，因此需要通過(guò)專業(yè)的電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，本小車采用L298芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)。單片機(jī)模塊：根據(jù)使用的傳感器和控制策略的不同，單片機(jī)的選擇也不同。本設(shè)計(jì)主要采用STC系列中的STC89C51單片機(jī)。紅外傳感器開(kāi)關(guān)：尋找前面是否有小車，作為通訊工具。電源模塊：本設(shè)計(jì)主要用12V/6800mAh的鋰電池，其輸入電壓DC；輸出12VDC。能穩(wěn)定安全地給電機(jī)供電。 設(shè)計(jì)要求 甲車車頭緊靠起點(diǎn)標(biāo)志線，乙車車尾緊靠邊界，甲、乙兩輛小車同時(shí)起動(dòng)，先后通過(guò)起點(diǎn)標(biāo)志線，在行車道同向而行，實(shí)現(xiàn)兩車交替超車領(lǐng)跑功能。 本設(shè)計(jì)的多種模塊可有多種方案采取，以下介紹各方案的優(yōu)缺點(diǎn)。方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。方案二：靜止可控整流器，簡(jiǎn)稱VM系統(tǒng)。方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變勵(lì)磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向都隨著改變，所以GM系統(tǒng)的可逆運(yùn)行是很容易實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺(tái)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不方便等缺點(diǎn)。且技術(shù)落后，因此擱置不用。VM系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。VM系統(tǒng)的缺點(diǎn)是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是運(yùn)行條件要求高，維護(hù)運(yùn)行麻煩。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation），簡(jiǎn)稱PWM。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，即通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)進(jìn)行直流調(diào)速。與VM系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)：由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1：10000左右。由于電流波形比VM系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動(dòng)機(jī)的損耗和發(fā)熱都比較小。同樣由于開(kāi)關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。由于電力電子器件只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計(jì)中受控電機(jī)的容量和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計(jì)采用了H型單極型可逆PWM變換器進(jìn)行調(diào)速。脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱PWM變換器。脈寬調(diào)速也可通過(guò)單片機(jī)控制繼電器的閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是驅(qū)動(dòng)能力有限。為順利