【正文】 .................................8 錄B；作品實物圖片...............................10 ..........................................111616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計基于STC89C52的智能小車的設(shè)計 言本智能小車的設(shè)計，首先針對大學(xué)所有學(xué)習(xí)的知識是一個很好的回顧和總結(jié)。此智能小車是基于單片機所設(shè)計的，具有自動尋跡能力，在實際的很多方面有應(yīng)用。當(dāng)我們進一步的改進機器人系統(tǒng)時，可實現(xiàn)更重要的功能，如可設(shè)計出自動撲火機器人等。此智能小車是基于STC89C52設(shè)計的具有自動尋跡能力的小車。系統(tǒng)可實現(xiàn)跟隨黑色引導(dǎo)線行走的能力，在行駛過程中，并能用測速傳感器和光電碼盤對小車速度實現(xiàn)實時監(jiān)測。小車在行駛過程中并能實現(xiàn)播放美妙的音樂。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。李如發(fā)：驅(qū)動 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智能小車主要分為傳感器部分，最小系統(tǒng)部分，電機驅(qū)動部分，電源部分。根據(jù)功能要求，提出合理的設(shè)計方案，畫出方案方框圖，并對系統(tǒng)工作原理進行闡述。原理，本系統(tǒng)的重要部分是傳感器，它對整個小車的定位起到很重要的作用，由傳感器檢測黑線的位置，其中黑線對光能吸收，白線對光反射。利用此原1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計理將紅外線傳感器采集到的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入單片機，單片機根據(jù)收到的信號實時的控制小車的方向?？刂菩≤嚨姆较蛑饕沁\用pwm原理來控制電機的平均電壓，從而來控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)小車對黑線的實時跟蹤。硬件設(shè)計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器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過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型光電對管。RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，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)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。我們選擇了此方案。傳感器是整個系統(tǒng)的眼睛，這部分主要運用紅外線傳感器采集信號送給單片機處理。由于黑色車道對紅外線傳感器發(fā)出的光有吸收能力，白色地方對發(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，傳送個單片機。單片機根據(jù)采集的信號做出實時的處理。1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的心臟，我們采用的是AT89C52芯片。80C52單片機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)存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內(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)動模塊方案1：采用專用芯片L298N作為電機驅(qū)動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計電機，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。方案2：對于直流電機用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。由分立元件構(gòu)成電機驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實際應(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)和電機驅(qū)動部分的電壓幅值不一樣，而且電機是感性負(fù)載，在制動時可能反饋電流，因此要在最小系統(tǒng)和驅(qū)動模塊之間采用光電隔離，所以用到了光電隔離芯片,TPL5214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，可用來驅(qū)動繼電器、線圈、直流電動機、步進電動機等電感性負(fù)載。它的驅(qū)動電壓可達(dá)46V，直流電流總和可達(dá)4A。其內(nèi)部具有2個完全相同的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)用來連接電流檢測電阻。第9腳接邏輯控制部分的電源，常用+5V，第4腳為電機驅(qū)動電源，本系統(tǒng)中為40V，第5，7，10，12腳輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平，用來控制H橋的開和關(guān)，1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計第6，II腳則為使能控制端。當(dāng)Vs=40V時，最高輸出電壓可達(dá)35V，連續(xù)電流可達(dá)2A。L298可驅(qū)動2個電動機，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機，本實驗裝置我們選用驅(qū)動兩臺電動機。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)。電動 機的轉(zhuǎn)速由單片機調(diào)節(jié)PWM信號的占空比來實現(xiàn)。L298驅(qū)動電路圖1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計PWM調(diào)速器的硬件組成在整個PWM調(diào)速器中，CPU既是運算處理中心，又是控制中心，是最關(guān)鍵的器件。本系統(tǒng)中選用與MCS51系列完全兼容的AT89C52單片機，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)編程快擦快寫程序存儲器，128x8位內(nèi)部RAM，AT89C52可構(gòu)成真正的單片機最小應(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： ，電壓達(dá)到15V，經(jīng)7812穩(wěn)壓后給支流電機供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(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)試帶來很大的不便，因此，我們放棄了這種方案。方案2：，經(jīng)過7812的電壓變換后給支流電機供電，然后將12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(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。但鋰電池的價格過于昂貴，使用鋰電池會大大超出我們的預(yù)算，因此，我們放棄了這種方案。方案3：采用12V蓄電池為直流電機供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。蓄電池具有較強的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。雖然蓄電池的體積過于龐大，在小型電動車上使用極為不方便，但由于我們的車體設(shè)計時留出了足夠的空間，并且蓄電池的價格比較低。因此我們選擇了此方案。下:1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計程序流程圖本系統(tǒng)的設(shè)計是首先完成每一小部分的設(shè)計，因此我們在沒完成一個模塊時就回檢測調(diào)試該模塊。在初次調(diào)試時我們采用的電源是又單片機開發(fā)板所帶的的電源來調(diào)試的。調(diào)試過程中我們就發(fā)現(xiàn)了很重要的問題，由于對本設(shè)計的很多模塊的沒有共同的接地使得很多模塊無法工作，我們的解決辦法是12v的直流源穩(wěn)壓來供給所以的模塊，然后將所以的模塊連接共同的地。在驅(qū)動模塊的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)當(dāng)光耦芯片給定信號時對lm298的輸出沒有反應(yīng)。我們在檢驗時發(fā)現(xiàn)是由于在光耦芯片后部焊接沒有焊好，出現(xiàn)了虛焊。在重新焊接好后，芯片正常工作。分1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計塊調(diào)試傳感器時，我們將傳感器導(dǎo)通，用黑色物體將傳感器發(fā)射部分蓋住檢測輸出，在將黑色物體移開，再檢測輸出。本文是關(guān)于基于單片機的智能小車的設(shè)計，在共同的努力下，各部分的設(shè)計均成功，在調(diào)試過程中都無誤。本次設(shè)計最終實現(xiàn)了直流電機的動態(tài)調(diào)壓，電源正常輸出供電，數(shù)碼管動態(tài)顯示數(shù)據(jù)，蜂鳴器播放美妙的音樂，小車實現(xiàn)簡單的轉(zhuǎn)彎功能。由于本次設(shè)計中尚存在些缺陷和對尋跡程序編寫困難，實現(xiàn)的功能不是很完美，但要求的所有功能基本實現(xiàn)。本次設(shè)計中，從中的體會很多本次的設(shè)計可以說設(shè)計到大學(xué)所學(xué)到的所有專業(yè)知識，是對大學(xué)所學(xué)知識的一個整體的回顧。在設(shè)計中，不能一氣呵成，因為所有的電路圖都是自己設(shè)計的，圖中尚存在不足，所以要反復(fù)的琢磨和修改。設(shè)計中要注意對每焊完一部分，都要獨立的進行檢查調(diào)試，及時的發(fā)現(xiàn)錯誤，及時的修改本次最重要的收獲是從中我們看到了團隊合作的重要性，任何事都不是一個人所能完成的，需要大家的共同努力才能獲得最后的成功。 錄A；源程序源程序代碼（主要語句要有注釋）。循跡的程序 include define uint unsigned int void delay(uint)。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 sbit LM1=P1^3。sbit LM2=P1^4。//左邊電機 void main(){1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計RM1=1。RM2=0。LM1=1。LM2=0。delay(5)。while(1){if((L==1)amp。amp。(R==1))//小車前進 {RM1=1。RM2=0。LM1=1。LM2=0。delay(5)。}else if((L==1)amp。amp。(R==0))//小車右偏{RM1=1。RM2=0。LM1=0。LM2=1。//左邊的電機停止轉(zhuǎn)動，右邊的電機轉(zhuǎn)動，這樣就實現(xiàn)了左轉(zhuǎn)delay(10)。}else if((L==0)amp。amp。(R==1))//小車左偏{RM1=0。RM2=1。LM1=1。LM2=0。//右邊的電機停止轉(zhuǎn)動，左邊的電機轉(zhuǎn)動，這樣就實現(xiàn)了右轉(zhuǎn)delay(10)。}else if((L==0)amp。amp。(R==0))//小車停車{RM1=0。RM2=1。LM1=0。LM2=1。delay(5)。}1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計else//左右兩個電機同時啟動，直線前進{RM1=1。RM2=0。LM1=1。LM2=0。}}delay(10)。}void delay(uint z){uint a,b。for(a=z。a0。a)for(b=120。b0。b)。} 錄B；作品實物圖片1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計[1] Mark [M].中國水利水電出版社，2002.[2] [M].北京希望電子出版社，2002.[3] ，2009 [4] （模擬部分）.