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基于MSP430单片机循迹小车

基于MSP430单片机循迹小车
基于MSP430单片机循迹小车

课程设计报告

课程名称嵌入式系统原理与设计

课题名称智能循迹小车

专业通信工程

班级1101班

学号

姓名

指导老师

2014 年 1 月 5 日

1.系统总设计

1.1 功能说明

本课题是基于MSP430单片机循迹智能小车的设计与实现,小车系统以MSP430单片机为系统控制处理器,采用红外传感器对赛道进行道路检测,单片机根据检测到的信号的不同状态判断小车的当前状态,通过电机驱动芯片L298N发出控制命令,控制电机的工作状态以实现对小车的控制。

1.2 任务分配情况

参与此次项目制作的一共七人,分别是:张振凤,冯志成,肖新加,戴小敏,杨小林,谢鹏华和张莹任务分配情况如表1所示:

表1 任务分配情况

冯志成张莹红外循迹模块

肖新加,代小敏,杨小林电机驱动模块

张振凤谢鹏华写程序,各接口的连接,数据的收集

及小车的调试

1.3 使用说明书

产品名称:智能循迹小车

技术参数:

L298N基本参数:

类型:半桥输入类型:非反相输出数: 4

电流输出/同道:2A 电流峰值输出:3A

工作温度:-25~135°C 器件型号:L298N

产品的使用方法:

用六节干电池9V直流电压作为供电电源,接通电源,在有黑线的跑道上行走。注意事项:1、所用电源不能超过9V,以免电压过大,把电机烧坏。

2、小孩使用时,应在大人的陪同下使用,以免被小车的尖锐部分弄伤。

3、轻拿轻放,以免损坏小车器件。

4、长期不使用时,应把电池取出。

生产日期:20xx年xx月xx日

2.硬件设计

此次项目中硬件部分的设计主要包含以下模块:电源模块,红外循迹模块,电机驱动模块和MSP430f149单片机。

2.1 电源模块

模型车通过自身系统,采集赛道信息,获取自身速度信息,加以处理,由芯片给出

指令控制其前进转向等动作,各部分都需要由电路支持,电源管理尤为重要。在本设计

中,在本设计中,msp430单片机使用5V电源,电机使用5V电源。用了6节1.5V的

电池,为单片机和电机供电。如图所示:

图1 电源实物图

其红线接电机驱动模块上的VDD接口,绿线连接GND接口。

2.2 红外循迹模块

采用光敏二极管作为光源探测模块的传感器,由于光敏二极管感光后,内阻有较大的变化,通过一定的电路转化为电压的变化。其实物图为:

图2 红外循迹模块实物图

图中的SSI至SS5分别连接单片机I/O接口的P3.0到P3.4。分别控制五个光敏二极管,

当没有检测到黑线,则指示灯不亮,则为高电平。有检测到黑线,则指示灯亮,为低电

平。从而判断出小车是否能够循迹走。

2.2.1 红外循迹模块原理图

采用比较器对 5 个二极管的输出电压进行比较,光敏二极管引起的电压变化送到

比较器的反相端与基准信号进行比较,将结果输入到单片机执行判断。基于的寻光电压比较电路:二号管脚为基准电压输入端,将需要进行比较的电压输入到三号管脚,如果比基电压的值大,则一号管脚输出为高电平,反之为低电平。其原理图为:

图4 红外循迹模块原理图

在板子的下面有五个循迹传感器,其实图为:

图5 循迹传感器

通过这五个传感器检测,没有检测到黑线,则H4发光到白纸光反射到H4接收端,H4接收端导通,导通则T1接地=0,指示灯不亮,则为高电平。有检测到黑线,则H4发光到黑线光全部被吸收,H4接收端,没有收到任何信号,因为H4不导通(截止),则T1=VCC,指示灯亮,为低电平。

2.2.2 红外循迹模块构造

红外循迹模块由循迹传感器,触碰传感器,测距距离调节器组成,其元件清单如下表所示:

表2 红外循迹模块元件清单

SSI 至SS5分别连接单片机I/O 接口的P3.0到P3.4。 2.3 电机驱动模块

电机驱动芯片L298N 是SGS 公司的产品,内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器,即内含二个H 桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL 逻辑电平信号,可驱动46V 、2A 以下的电机。L298可驱动2个电机,OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。IN1IN2 IN3 IN4脚接输入控制电平,控制电机的正反转,ENA ,ENB 接控制使能端,控制电机的停转。也利用单片机产生PWM 信号接到ENA ,ENB 端子,对电机的转速进行调节。 其实物图为:

图6 电机驱动模块实物图

2.3.1 L298N 原理图

序号 名称 个数 作用 1 循迹传感器 5个 循迹作用 2 碰触传感器

1个

检查障碍物 3

测距距离调节器 1

调节与地面的高度

2

3

4

IN15IN27IN310IN412ENA 6ENB 11GND 1GND 15GND 8

VS S 4VC C

9

OUT12OUT23OUT313OUT414U1

L298N A -

+

MG1

MOTOR RIGHT

A -

+

MG2

MOTOR LEFT

D14007

D54007

D34007

D44007

D24007

D74007

D84007

D64007

123456

J1单片机引脚

P3.1P3.3P3.5P3.7P4.2P4.4

IN15IN27IN310IN412ENA 6ENB 11GND 1GND 15GND 8

VS S 4VC C

9

OUT12OUT23OUT313OUT414U2

L298N

+12V

+12V

+12V

+12V

+5V

+5V

小 车 电 机 驱 动

IN15

IN27IN310

IN412ENA 6ENB 11GND 1GND 15GND

8

VS S 4

VC C

9

OUT1

2

OUT23

OUT3

13

OUT414U3

L298N

A

-

+

灭火风扇

灭 火 风 扇 驱 动

123

J2

CON3P5.7

GND +5V

图7 L298N 原理图 L298可驱动2个电机,OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。IN1IN2

IN3 IN4脚接输入控制电平,控制电机的正反转,ENA ,ENB 接控制使能端,控制电机的停转。也利用单片机产生PWM 信号接到ENA ,ENB 端子,对电机的转速进行调节。其L298N 逻辑功能图为:

表3 L298N 的逻辑功能图

其OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机,IN1IN2 IN3 IN4脚接输入控制电平,控制电机的正反转,P4.0~4.3分别连接IN1~IN4。

2.3.2 L298N 构造

电机驱动芯片L298N 包括LED 发光二极管、续流二极管、极性电容、稳压器、散热片、接线端子、L298N 、一般电容等元件组成,其作用如下表所示:

IN1(IN3) IN2(IN4) ENA 电机状态 0 1 1 正转 1 0 1 反转 0 0 0 停止 1

1

1

停止

表4 L298N元件清单

序号名称个数作用

1 LED发光二极管 4个信号指示

2 续流二极管 8个芯片续流保护

3 极性电容 2个滤波作用

4 稳压器 1个稳压输出

5 散热片 1个驱动芯片散热

6 接线端子 3个

7 L298N 1个电机驱动芯片

8 一般电容 2个滤波作用

2.3.3 直流电机驱动原理

(1)其内部采用H桥驱动电路,如图所示:

图8 H桥驱动电路

H桥式电机驱动电路包括四个三极管和一个电机,其外形像大写字母H,故叫做H 桥驱动电路。

要使电机M运转,必须使对角线上的一对三极管导通,其驱动原理示意图如图所示:

图9 驱动原理示意图

H桥式电机驱动电路,利用PWM波对其转速。

(2)功能

对于单项的电机驱动,只要用一个大功率的三极管带动电机即可,当电机需要双向转动时,则需要四个三极管的’H’桥电路,如果需要调速,则需要三极管和场效应管等开关元件实现PWM波调速。

(3)性能

1.输出电流和电压的范围,它决定电路能驱动多大功率电机。

2.效率。

3.对控制输入端的影响。

4.对电源的影响。

5.可靠性。

2.4 主控制模块

本项目的控制芯片均采用MSP430F149芯片,这是一款TI生产的以低功耗著称的16位单片机。其在1MHz 的时钟条件下运行时,芯片的电流最低会在165μA左右,RAM 保持模式下的最低功耗只有0.1μA。座位显示屏最靠电力工作,采用这款芯片降低了功耗,增强了其使用的周期时间,节约了能源。实物图如图所示:

图10 MSP430F149单片机实物图

小车采用MSP430F149单片机作为控制芯片 ,系统硬件组成共包括九个模块,分别为MSP430F149单片机最小系统模块,4路A/D 转换模块,D/A 转换模块,键盘数码管显示模块,温度传感器模块,实时时钟模块,非易失性存储器模块,液晶显示模块,2路串口通信接口模块。系统软件组成为各个功能模块程序设计,包括七个部分,分别为A/D 转换程序,温度传感器显示当前环境中的温度,用液晶来显示实时时钟,通过串口向单片机发送字符,单片机又发回字符给电脑,D/A 输出方波,非易失性存储器的读写。

MSP430F149单片机

最小系统

A/D 转换模块

D/A 转换模块

温度传感器模块

实时时钟模块

非易性存储器模块

键盘数码管显示模块

液晶显示模块

电平转换

上位机

图11 MSP430F149单片机最小系统

MSP430系列单片机提供三个时钟信号以供给片内各部分电路使用,这三个时钟源分别是:辅助时钟信号(ACLK),来自32.768kHz 晶振或者另一个外接高频晶振,一般用于低速外设;主时钟信号(MCLK),CPU 正常运行时使用的主时钟,一般由8MHz 外接晶振提供;子系统时钟(SMCLK),主要用于高速外围模块。在本实验中我们采用了主时钟信号(MCLK) 。

图12 msp430f149单片机的I/O 引脚图

在单片机的I/O接口中,P1.2和P1.3连接两个PWM波的输出,P3.0~3.4分别连接红外循迹模块上的控制五个红外对管的五个引脚,P4.0~4.3分别连接IN1~IN4.

图13 MSP430F149单片机原理图

将PWM波植入单片机中,然后通过单片机控制电机,PWM波控制速度,在转弯的时候,通过改变PWM波中的占空比而达到转弯,转弯有两种方案:一种是一边不转,另一边转动而达到转弯的效果;另一方案则为一边转的快一边转的慢,从而达到转弯的效果。

3.软件设计

PWM

(脉冲宽度调制)是通过控制固定电压的直流电源开关频率,改变负载两端的电压,从而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面,比如:电机调速、温度控制、压力控制等等。

在PWM驱动控制的调整系统中,按一个固定的频率来接通和断开电源,并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的,从而来控制电动机的转速。也正因为如此,PWM 又被称为“开关驱动装置”。

小车利用PWM波控制速度,在转弯的时候,通过改变PWM波中的占空比而达到转弯,转弯有两种方案:一种是一边不转,另一边转动而达到转弯的效果;另一方案则为一边转的快一边转的慢,从而达到转弯的效果。在本实验中,我们采用了第二个方案。

图14 PWM波

在这我们用了模式7,复位/置位模式。

我们利用两个PWM波分别控制两个电机,利用PWM波中的占空比不同而达到转弯的效果。其程序为:

void Init_PWM(void)

{

TACTL = TASSEL1 + MC0 + TACLR;

//TimerA选择MCLK时钟,不分频,增计数模式,

CCTL1 = OUTMOD2 + OUTMOD1 + OUTMOD0 + CCIE;

P1DIR|=0X0C;

P1SEL|=0X0C;

//捕获,比较模块1选定为输出比较模式,输出模式7,禁止比较中断

CCTL2 = OUTMOD2 + OUTMOD1 + OUTMOD0 + CCIE;

//捕获,比较模块2选定为输出比较模式,输出模式7,禁止比较中断

CCR0 = 8000;

}

/*******设置PWM1的占空比*******/

void Set_PWM1_Duty(uchar duty)

{

if((duty >= 5) && (duty <= 95)) //将占空比限制在5% ~ 95%之间{

CCR1 = 8000 / 100 * duty;

}

else //否则将占空比强制设置为50%

{

CCR1 = 4000;

}

}

/*******设置PWM2的占空比*******/

void Set_PWM2_Duty(uchar duty)

{

if((duty >= 5) && (duty <= 95)) //将占空比限制在5% ~ 95%之间{

CCR2 = 8000 / 100 * duty;

}

else //否则将占空比强制设置为50%

{

CCR2 = 4000;

}

}

程序设计流程图为:

图15 程序设计流程图

启动寻迹

探 测 黑

是否探测到

判断处理程序(switch)

右轮探测到

左轮探测到左右轮同时探测

向 右 向 左 继续前

继 续 前

4.实验结果

循迹小车整体实物图如图所示:

图 16 循迹小车整体图

小车在直道行走图如图所示:

图 17 小车在直道上行走图小车在弯道上行走图:

图 18 小车在弯道上行走图

5.调试过程

1 在最开始的时候,最开始认为遇到黑线时为高电平,然后指示灯亮,而在实际走的时候就导致完全不按自己预想的走。

解决方法:用万能表测试在黑线上时红外管两端的电压,测试为低电平。

2 在跑弯道的时候,车不能按照预定的轨道走。

解决方法:通过多次调试PWM波的占空比,从而使轮子的速度达到一定得速度,从而按照预定的路行驶。

3 直接按照给的资料,IN1、IN2、IN3、IN4正转/翻转的条件,结果发现车子一个正转,一个反转。

解决方法:通过改写程序,然后一一确定正转/反转的条件。

4 红外对管不管遇到黑线还是没遇到,指示灯却一直亮着。

解决方法:通过检测发现,这个红外对管坏了,然后只用了三个红外对管循路。

6.实验心得

基于这次长达两周的课程设计,对我们组来说是一个非常严峻的考验,成员都觉得一个字,难!两个字,很难!三个字,非常难!对于我们来说,我们是一个初学者,而且上课的时候都是打酱油飘过。

不过总体来说还是有收获的,对于一个课题,组长分别把成员都安排了任务,每个人都有自己的任务,这样谁都不能依赖谁,只能靠自我学习完成任务。在课设过程中也看到了组员之间的团结,也看到组员之间的着急,知道自己的在学习中的不足,碰到不懂的问题立马找同学或者老师解决。在设计的过程中我们也不可避免的遇到了很多的问题。尤其是在调试过程中,会因为某些原因出不来结果。通过这次的课程设计,我们也发现了不少自己不会的知识,通过查询各方面资料,我们也进步了很多,有学会了很多上课时没掌握的东西,最后在调试结果出来后,我们更是无比的兴奋,无比的自豪。总之,通过这次单片机应用项目设计,我们不仅对自己的知识有了更深的掌握和应用,更了解到团队精神的力量.在以后的学习和生活中受用终身。

作为通信工程专业的学生,单片机课程的学习是很有意义,并且至关重要的。在大学前三年对基础知识以及通过对专业课的学习,我们掌握了很多理论知识,却很少有实践的机会,而这次硬件课设是对前面学习的一个很好的考察。

(张振凤)

学习msp430单片机已经有一个学期了,很高兴在最后的课设里自己能为小组出一份微薄之力,和他们一起完成这个能循迹的小车。记得我们做小车断断续续做了一个多星期,这虽然说有点枯燥,但是和他们一起探讨而且有成果就是快乐。在这里我首先要感谢我们的胡老师,感谢她一个学期认真的教我们430的单片机知识,我们小车课设用到了定时器A,用它产生两路PWM波去控制小车两个跑道带的跑动速度。其次我得感谢我的那帮在实验室呆的同学,他们为我们成功做出小车提供了资料上的和代码问题上的帮助。可以说小车代码很简单,但由于我们学习得有点浅,所以我在写有定时器的TA 产生两路PWM波上有点力不从心,其他的用单片机上的引脚的定义提供数据上也有点生疏。小车循迹部分我们也遇到可一些困难,我们在用小车红外检测的时候用手指代替黑色胶带去测反馈回来的电平,导致把引脚电平都搞反了。总之,在这个过程中我们遇到了很多困难,我们小组成员各司其职,各尽所能,比较顺利的完成了。在这个过程中我学到了很多,我觉得要成功我们就的团结,就得喜于问,就得多动手去探试,就得有一颗必成的心。

(谢鹏华)

这次的课程设计,组长安排大家每个人分配着不同的版块。我和冯志诚一起负责红外管,负责红外管整个的部分,主要是红外管发光原理以及这个部分的代码等。

在这个课程设计的过程中,自己一直在和整个组员一起分析整个原理,设计以及组装。对于自己而言,代码不是很熟悉,单片机的学习不是很到位,面对自己的学习,第一次发现自己学习的这么认真。组长很认真,对我们的要求很高。主要是自己负责自己的版块,自己去弄懂自己要负责的部分,组长只是在我们特别的没有思绪时,才会帮我们解决下问题。经过这一次的学习,自己大概清楚知道一些关于电子控件等物件的运行的原理,面对以前一直认为特别神奇的物件,现在是比较清楚的了解那些小物件的东西。学习后,自己真正的发现自己对于自己专业掌握的太少,自己开始对自己以后就业担忧。面对自己在专业知识上的缺陷,自己现在必须对自己的未来负责,对自己的就业有个详细规划。通过一次学习,让自己有了更深的感悟,这是自己认为最重要的一个学习感悟。

(张莹)

作为通信工程专业的学生,单片机课程的学习室很有意义,并且至关重要的。在大学前几个学期对基础知识以及通过对专业课的学习,我们掌握了很多理论知识,却很少有实践的机会,而这次硬件课设是对前面学习的很好的考察,既考察了我们C语言的编程能力,硬件实践能力,快速学习能力,也考察了我的团队合作,发现以及解决问题的能力。所以这次硬件课设给我们提供了一个很好的平台。

本次课设我负责电机驱动模块,电机驱动模块采用H桥式电动驱动电路。该电路包括四个三极管和一个电机,要是电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通,利用PWM 波控制其转速。H型电路保证了可以简单实现转速和方向的控制,稳定性也极强,是一种广泛应用的PWM调速技术。

通过这次课设我学到了很多,对单片机的应用有了更深刻的理解。在动手实践的过程中,加深了对课本理论知识的理解,也认识到自己的不足,使我体会到实践的重要性,在学习一个新知识时,要不骄不躁,认真研究,相信自己,终究会取得成功。

(肖新家)经过这次课设我深刻体会到了平时不好好学习就会重修的道理。在这段课设的时间里,我也有很认真的问同学一些我不懂的东西。在做小车的期间,我了解到小车需要PWM给它调节电机的转速,单片机的IO端分别给该模块的IN1到IN4高低电平来实现小

车的前进或后退,把程序弄懂。但在第一轮答辩的时候,胡老师问我那个电容叫什么,我却说成是电阻,这确实是我不对,我承认在这方面,不懂的很多,这也是我本不该犯的错误。但是下来以后我又很认真的把上面的原件一一认识了一遍,了解他们各自的作用。第二轮答辩的时候,胡老师问我L298电路原理图中那个二极管叫什么,我没有回答得出来,之后我了解到了它叫整流二极管,起到保护原件的作用。第三轮答辩的时候,胡老师又问我L298内部的驱动原理是什么。为此我更加深入的去了解了一下L298n,它内部含有两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,要使电机M运转,必须使H桥的对角线的一对三极管导通,完整的晶体管H桥驱动电路,PWM1,PWM2,为电机方向控制输入端,例如,PWM1=1,PWM2=0时正转,PWM1=0,PWM2=1时电机反转。PWM1,PWM2同时也是电机调速的脉宽输入端;采用标准逻辑电平信号控制,与单片机的IO端直接相连接;

在这次课设的过程中胡老师的语言惊醒了我,我意识到作为学生就应该好好掌握科学文化知识,通俗的讲,就是要给自己一个,给关心我们的亲朋好友还有老师一个很好的交代。这是我们的义务也是责任,要好好珍惜这一去不复返的大学时光。在我们身边,很多同学都在追时间,分配自己的时间。然而时间却在我玩游戏时从我的指尖悄悄的划过,我却很白痴一样在游戏中沾沾自喜。过去的就让她像风一样过去吧人始终得向前看,努力的过好明天。不管怎样我还是谢谢我最敬爱的胡英胡老师,谢谢你的教导,谢谢。

(杨小林)

7.附录

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

void Init_PWM(void)

{

TACTL = TASSEL1 + MC0 + TACLR;

基于单片机的智能循迹小车设计

本科毕业设计(论文) 基于单片机的智能循迹小车设计 学生学院信息工程学院 专业测控技术与仪器 (光机电一体化方向)年级班别20 级(1)班 学号 学生姓名 指导教师 20 年6月

摘要 自循迹智能小车也是智能行走机器人的一种,智能小车可以适应不同的环境,不受外界温度、湿度、空间以及重力等各种恶劣条件的影响,在人类无法进入或者生存的环境中完成人类无法完成的任务。本课题是智能循迹小车系统的设计,智能小车的设计涉及传感器技术、电路涉及、程序设计、控制设计等多个方面的知识,是一项综合设计。设计目标是小车能沿着规划好的黑线行走,不偏离道路。。 智能循迹小车以木板车架为承载,包括单片机模块:STC89C52芯片;驱动模块:L298N驱动模块和两个直流电机;循迹模块:红外光电传感器和LM324运算放大器。红外光电传感器判断是否寻找到黑线,并将产生的电平信号发送至LM324运算放大器,再返回到单片机,单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块控制小车在黑线上实现前进后退左转右转。 关键词:智能小车,自动循迹,单片机,红外传感器

Abstract Self-tracing smart car is also a kind of intelligent walking robot, intelligent car can adapt to different environments, from outside temperature, humidity, space and gravity and other adverse conditions, in the human can not enter or survive the environment to complete the human Unable to complete the task. This topic is the design of intelligent tracking car system, intelligent car design involves sensor technology, circuit involved, programming, control design and other aspects of knowledge, is a comprehensive design. The design goal is that the car can walk along the planned black line without departing from the road. The The following steps: STC89C52 chip; drive module: L298N drive module and two DC motors; tracking module: infrared photoelectric sensor and LM324 operational amplifier. Infrared photoelectric sensor to determine whether to find the black line, and the resulting level signal sent to the LM324 operational amplifier, and then return to the microcontroller, the microcontroller according to the requirements of the program to make the appropriate judgment to the motor drive module control car on the black line Turn forward and turn right. Key words: intelligent car, automatic tracking, single chip, infrared sensor

基于51单片机智能小车循迹程序

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int ////电机驱动模块位定义//// sbit M11=P0^0; //左轮 sbit M12=P0^1; sbit M23=P0^2; //右轮 sbit M24=P0^3; sbit ENA=P0^4; //左轮使能PWM输入改变dj1数值控制转速sbit ENB=P0^5; //右轮使能PWM输入改变dj2数值控制转速////占空比变量定义//// unsigned char dj1=0; unsigned char dj2=0; uchar t=0; ////红外对管位定义//// sbit HW1=P1^0; //左前方 sbit HW2=P1^1; //右前方 sbit HW3=P1^2; //左后方 sbit HW4=P1^3; //右后方 ////小车前进//// void qianjin() { M11=1; //左轮 M12=0; // M23=1; //右轮 M24=0; // dj1=50; dj2=50; } ////向左微调//// void turnleft2() { M11=1; M12=0; M23=1; M24=0; dj1=7; //左轮 dj2=50; //右轮 } ////向右微调//// void turnright2() { M11=1; M12=0;

M23=1; M24=0; dj1=50; dj2=7; } ////向左大调//// void left() { M11=0; M12=1; M23=1; M24=0; dj1=7; dj2=80; } ////向右大调//// void right() { M11=1; M12=0; M23=0; M24=1; dj1=80; dj2=7; } ////循迹动作子函数//// void xj() { if(HW1==0&&HW2==0&&HW3==0&&HW4==0) //前进逻辑 { qianjin(); } if(HW1==1&&HW2==0&&HW3==0&&HW4==0) //左右微调 { turnleft2(); } if(HW1==0&&HW2==1&&HW3==0&&HW4==0) { turnright2(); } if(HW1==1&&HW2==0&&HW3==1&&HW4==0) //左右大调 { left(); }

基于STC89C52单片机-红外智能循迹小车 (1)

基于STC89C52单片机红外智能循迹小车 实验报告册 学院:电气工程学院 协会:电子科技协会 班级:电气1206 班 姓名:蔡申申 学号:201223910625 联系方式:151 **** ****

摘要 本报告论述了自己参加第八届河南工业大学科技创新大赛——基于STC89C52RC单片机红外智能循迹小车的方案论证、制作过程、调试过程。设计采用STC89C52RC单片机为核心控制器件,采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线,采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号,单片机获取路面信息后,进行分析、处理,最后控制减速电机转动实现转向。实验表明:该系统抗干扰能力强、电路结构简单、制作成本低,运行平稳、可靠性好。 关键词:STC89C52单片机、反射式光电对管、PWM调速 减速电机

目录 摘要 (2) 1 绪论 (4) 1.1 智能循迹小车概述 (4) 1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 (4) 1.1.2 智能循迹分类 (4) 1.1.3 智能循迹小车的应用 (5) 2 智能循迹小车总体设计方案 (5) 2.1 整体设计方案 (5) 2.1.1 系统设计步骤 (5) 2.1.2 系统基本组成 (5) 2.2 整体控制方案确定 (6) 3 系统的硬件设计 (6) 3.1 单片机电路的设计 (6) 3.1.1 单片机的功能特性描述 (6) 3.1.2 晶振电路 (7) 3.1.3 复位电路 (7) 3.2 光电传感器模块 (8) 3.2.1 传感器分布 (8) 3.3 电机驱动电路 (9) 3.3.1 L298N引脚结构 (9) 3.3.2 电机驱动原理 (9) 4 系统的软件设计 (10) 4.1 软件设计的流程 (10) 4.2 本系统的编译器 (10) 5 系统的总体调试 (11) 5.1 硬件的测试 (11) 5.2 系统的软件调试 (11) 结论 (11) 致谢 (11) 参考文献 (12) 附录A 原理图与模块电路图 (12) 附录B 程序代码 (13) 附录C 硬件实物图 (15)

基于单片机的智能小车的设计与制作

序号: 4 编码:甲4B02704B 第十一届“挑战杯” 河南省大学生课外学术科技作品竞赛 作品申报书 作品名称:基于单片机的智能小车的设计与制作 学校全称:平顶山学院 个人申报者姓名 (集体名称):闫翔 指导老师姓名:王艳辉 类别: □自然科学类学术论文 □哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 □科技制作 小发明创造

基于单片机的智能小车的设计与制作 摘要:随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,智能技术必将迎来它的发展新时代,我们想如果能将其运用到煤矿勘测,环境信息采集等方面,将会更好地满足人们的需求。因此,我们设计了这款智能小车。该设计采用STC89C52单片机为控制核心,采用驱动芯片 L298N构成双H桥控制直流电机,利用传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,自动寻迹和寻光等功能。在软件设计方面,则分为三个模块,即数据采集模块,信号处理模块,控制器控制电机模块。其中软件系统采用C程序,整个系统的电路结构简单,容易实现,可靠性能高。此设计实现了小车的无人驾驶,通过对路面的检测,由单片机来判断控制小车,使其变得智能化,实现自动的前进,转弯,停止功能.此系统完善后可以应用到道路检测,安全巡逻中,同时,可以以此为基础,将其应用到生活或者工业制造中去,即增添我们的生活乐趣也提高了工业效率,最重要的是能降低工作中的危险性。 关键词:单片机;自动循迹;驱动电路

目录 1绪论 (4) 1.1本课题的研究的背景以及现实意义 (4) 1.2课题研究的目的和意义 (6) 1.3本设计的研究方向 (6) 2 方案设计 (7) 2.1小车车体的选用 (7) 2.2 主控芯片的选用 (7) 2.3 PWM调速系统的实现 (8) 2.4 系统原理图 (9) 3 系统的硬件设计 (11) 3.1单片机电路的设计 (11) 3.1.1单片机的功能特性描述 (11) 3.1.2晶振电路 (12) 3.1.3复位电路 (13) 3.2红外线循迹避障模块 (14) 3.2.1黑线循迹模块 (14) 3.2.2避障模块设计 (15) 3.3 声控模块 (16) 3.4 比较模块 (16) 3.5 测速模块和循光模块 (17) 3.6 电源模块 (18)

51单片机循迹小车程序

/*功能:寻迹小车 使用芯片:AT89S52 或者STC89C52 或AT89S51 STC89C51 晶振:12MHZ 编译环境:Keil 作者:MH~ */ #include // 引用标准库的头文件 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //=================电机驱动===================== sbit dianji_r = P3^0; //右边电机控制口,低电平转? sbit dianji_l = P3^7; //左边电机控制口,低电平转 //=============循迹感应接口====================== sbit xjmk_r = P3^2;// 右边寻迹模块检测口INT0 sbit xjmk_l = P3^3;// 左边寻迹模块检测口INT1 void check_righet();//右边时候检测到黑线测试程序 void check_left();//左边时候检测到黑线测试程序 void delay_50us(uint t); void delayms(uint Ms); uchar r_count;//右边传感器检测到的次数计数单元 uchar l_count; uint time; //***********************主程序****************************** main() { time=50; dianji_r=0;//上电时右侧电机运行 dianji_l=0;//上电时左侧电机运行 EA=1; EX1=1; EX0=1; IT1=0; IT0=0;

循迹小车原理

寻迹小车 在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。笔者通过论证、比较、实验之后,制作出了简易小车的寻迹电路系统。整个系统基于普通玩具小车的机械结构,并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置,能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。 总体方案 整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检测,经过比较器处理之后,送给软件控制模块进行实时控制,输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动,从而控制整个小车的运动。系统方案方框图如图1所示。 图1 智能小车寻迹系统框图 传感检测单元 小车循迹原理 该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶,由于黑线与白纸对光线的反射系数不同,可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。 红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色地面时发生漫发射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,则小车上的接收管接收不到信号。 传感器的选择 市场上用于红外探测法的器件较多,可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头,也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛,所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射与接收器件,其内部结构与外接电路均较为简单,如图2所示: 图2 ST168检测电路 ST168采用高发射功率红外光、电二极管与高灵敏光电晶体管组成,采用非接触式检测方式。ST168的检测距离很小,一般为8~15毫米,因为8毫米以下就是它的检测盲区,而大于15毫米则很容易受干扰。笔者经过多次测试、比较,发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时,检测效果最好。 R1限制发射二极管的电流,发射管的电流与发射功率成正比,但受其极限输入正向电流50mA的影响,用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压,测试发现发射功率完全能满足检测需要;可变电阻

基于单片机的智能小车开题报告

毕业设计(论文) 开题报告 设计(论文)题目:基于单片机的智能小车 学院名称:电子与信息工程学院 专业:电子与信息工程 班级:电信092班 姓名:杨介派学号09401180228 指导教师:胡劲松职称教授 定稿日期:2013 年1 月26 日

基于单片机的智能小车 1.课题研究背景和意义 智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。智能车辆是目前世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动向。随着企业生产技术的不断提高以及对自动化技术要求的不断加深,智能车辆已在许多工业部门获得了广泛的应用。无论是从科学发展、理论研究的角度,还是从汽车工业发展以及市场竞争的角度看,对智能车辆的研究都是必要的。而智能小车的研究及相关产品开发也将有利于我国在此领域技术发展与进步。因此,研制一种智能,高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。 2.国内外研究现状及发展趋势 2.1 国外智能车辆的现状研究 国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代,它的发展历程大致可以分为三个阶段: 第一阶段:20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronic 公司研究开发出了世界上第一台自主引导车系统,该系统只是一个运行在固定路线上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。 第二阶段:从80年代中后期,世界主要发达国家对智能车辆开展可卓有成就的研究,在欧洲,普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索,在美洲,美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟,其目标之一就是研究发展智能车辆的可行性,并促进智能车辆技术进入实用化。 第三阶段:从90年代开始,智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。最为突出的是,美国卡内基-梅陇大学机器人研究所一共完成了Navlab系列的自主车的研究,取得了显著的成就。 2.2 国内智能车辆的现状研究 国内的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究,随着ITS研究的兴起,我国已形成了一支ITS技术研究开发的专业技术队伍。交通部已将ITS研究列入“十五”科技发展计划和2010年长期规划。相信经过相关领域的共同努力,我国ITS及智能车辆的技术水平

基于单片机的智能循迹小车

第1章绪论 1.1课题背景 目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支,出现于20世纪06年代。当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人,在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人,目的是将人工智能技术应用在复杂环境下,完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此,移动机器人从无到有,数量不断增多,智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能小车,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术,是典型的高新技术综合体。 智能车辆也叫无人车辆,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备: (1)计算机处理系统,主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作; (2)摄像机,用来获得道路图像信息; (3)传感器设备,车速传感器用来获得当前车速,障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。 智能车辆技术按功能可分为三层,即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。上一层技术是下一层技术的基础。三个层次具体如下: (1)智能感知系统,利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及 驾驶员本身的状态信息,必要时发出预警信息。主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/

基于单片机89c51循迹小车原理与程序

自循迹小车 第一章引言 1.1 设计目的 通过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在嵌入式系统中的应用。进一步学习51单片机在系统中的控制功能,能够合理设计单片机的外围电路,并使之与单片机构成整个系统。 1.2 设计方案介绍 该智能车采用红外对管方案进行道路检测,单片机根据采集到的红外对管的不同状态判断小车当前状态,通过pid控制发出控制命令,控电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。 1.3 技术报告内容安排 本技术报告主要分为三个部分。第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明,主要内容是对整个技术方案的概述;第二部分是对硬件电路设计的说明,主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理等;第三部分是对系统软件设计部分的说明,主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。

第二章技术方案概要说明 本模型车的电路系统包括电源管理模块、单片机模块、传感器模块、电机驱动模块. 在整个系统中,由电源管理模块实现对其他各模块的电源管理。其中,对单片机、光电管提供5V电压,对电机提供6V电压 路径识别电路由3对光电发送与接收管组成。由于路面存在黑色引导线,落在黑线区域内的光电接收管接收到反射的光线的强度与白色的路面不同,进而在光电接收管两端产生不同的电压值,由此判断路线的走向。传感器模块将当前采集到的一组电压值传递给单片机,进而根据一定得算法对舵机进行控制,使小车自动寻线行走。 单片机模块是智能车的核心部分,主要完成对外围各个模块的管理,实现对外围模块的信号发送,以及对传感器模块的信号采集,并根据软件算法对所采集的信号进行处理,发送信号给执行模块进行任务执行,还对各种突发事件进行监控和处理,保证整个系统的正常运作。 电机驱动采用L293驱动芯片,该芯片支持2路电机驱动同时支持PWM 调速

基于单片机的智能小车设计

第1章系统概述 智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题,开始着力研究智能化。从概念的引进到实验室研究的实现,再到现在高端领域(航天航空、军事、勘探等)的应用,这一过程为智能化的全面发展奠定基石。智能化全面的发展是实现其对资源的合理充分利用,以尽可能少的投入得到最大的收益,大大提高工业生产的效率,实现现有工业生产水平从自动化向智能化升级,实现当今智能化发展由高端向大众普及。从先前的模拟电路设计,到数字电路设计,再到现在的集成芯片的应用,各种能实现同样功能的元件越来越小为智能化产物的生成奠定了良好的物质基础。本设计以智能化全面发展的普及与应用为目的,整体开发过程简单易懂,所选择的平台与各电子元件恰当合理,无需花费过多的人力财力便可达到预期所要求各功能的实现,也符合课题研究的意义。设计的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为国内自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。小车也可以作为玩具的发展对象,为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补,实现经济收益,形成商业价值。同时作为高校毕业设计研究课题,对学生的思维、动手能力以及总结论述等综合能力得到充分锻炼,有利于以后独立及全面的发展。设计主要以简易智能机器人为开发平台,选择通用、价廉的51单片机为控制平台,选择常见的电机模型车为机械平台,通过细化设计要求,结合传感器技术、电机控制技术、无线通信技术等相关知识实现小车的各种功能。设计完成以由无线电遥控、红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障以及语音控制组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车,共同实现小车的前进倒退、转向行驶,自动根据地面黑线寻迹导航,检测障碍物后停止和语音信号的控制等功能,实现智能控制,达到设计目标。 1.1智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们 的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中,制造能替代人劳动的机器 一直是人类的梦想。 随着科学技术的发展,机器人的感觉传感器种类越来越多,其中视觉传感器成为 自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统,对于视觉

基于某51单片机的智能小车控制系统

工业职业技术学院 毕业设计 课题名称基于51与单片机的智能小车控制系统 系(院)名称电气工程系 专业及班级 学生 学号 指导教师

完成日期年11 月19 日

摘要 随着我国科学技术的进步,智能化作为现代社会的新产物开始越来越普及,各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。智能小车是一个多种高薪技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,可以涉及到当今许多前沿领域的技术。 整个小车平台主要以51单片机为控制核心,通过无线遥控实现前进后退和转向行驶,通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。设计采用对比选择,模块独立,综合处理的研究方法。通过翻阅大量的相关文献资料,分析整理出有关信息,在此基础上列出不同的解决方案,结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。从电机车体,最小系统到无线遥控,红外线对管的自动寻迹再到红外线自动避障和语音控制,完成各模块设计。通过调试检测各模块,得到正确的信号输出,实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上,结合程序,通过单片机的控制,将各模块有效整合在一起,达到所预期的目标,完成最终设计与制作,能使小车在一定的环境中智能化运转。 关键字:智能小车,单片机,红外传感器。

目录 第一章绪论.............................................................................................................................- 1 - 1.1.1智能循迹小车概述........................................................................................................- 1 - 1.1.2课题研究的目的和意义 ...............................................................................................- 2 - 1.1.3智能循迹小车智能循迹分类.......................................................................................- 3 - 1.1.4智能循迹小车的应用....................................................................................................- 3 - 第二章方案设计 ..........................................................................................................................- 5 - 2.1 主控系统.........................................................................................................................- 5 - 2.2单片机最小系统 ...............................................................................................................- 6 - 2.2.1 STC89C52简介...................................................................................................- 6 - 2.2.2 时钟电路...............................................................................................................- 8 - 2.2.3复位及复位电路....................................................................................................- 8 - 2.3 电机驱动模块................................................................................................................ - 10 - 2.4 循迹及避障模块............................................................................................................ - 11 - 2.5 机械系统......................................................................................................................... - 11 - 2.6电源模块......................................................................................................................... - 11 - 第三章硬件设计 ..................................................................................................................... - 12 - 3.1总体设计......................................................................................................................... - 12 - 3.1.1主板设计框图..................................................................................................... - 12 - 主板设计框图如图3-1,所需原件清单如表3-1 .................................................. - 12 -

基于MSP430单片机循迹小车

课程设计报告 课程名称嵌入式系统原理与设计 课题名称智能循迹小车 专业通信工程 班级1101班 学号 姓名 指导老师 2014 年 1 月 5 日

1.系统总设计 1.1 功能说明 本课题是基于MSP430单片机循迹智能小车的设计与实现,小车系统以MSP430单片机为系统控制处理器,采用红外传感器对赛道进行道路检测,单片机根据检测到的

信号的不同状态判断小车的当前状态,通过电机驱动芯片L298N发出控制命令,控制电机的工作状态以实现对小车的控制。 1.2 任务分配情况 参与此次项目制作的一共七人,分别是:振凤,志成,肖新加,戴小敏,小林,鹏华和莹任务分配情况如表1所示: 产品名称:智能循迹小车 技术参数: L298N基本参数: 类型:半桥输入类型:非反相输出数: 4 电流输出/同道:2A 电流峰值输出:3A 工作温度:-25~135°C 器件型号:L298N 产品的使用方法: 用六节干电池9V直流电压作为供电电源,接通电源,在有黑线的跑道上行走。注意事项:1、所用电源不能超过9V,以免电压过大,把电机烧坏。 2、小孩使用时,应在大人的陪同下使用,以免被小车的尖锐部分弄伤。 3、轻拿轻放,以免损坏小车器件。 4、长期不使用时,应把电池取出。 生产日期:20xx年xx月xx日 2.硬件设计 此次项目中硬件部分的设计主要包含以下模块:电源模块,红外循迹模块,电机驱动模块和MSP430f149单片机。 2.1 电源模块 模型车通过自身系统,采集赛道信息,获取自身速度信息,加以处理,由芯片给出指令控制其前进转向等动作,各部分都需要由电路支持,电源管理尤为重要。在本设计

51单片机循迹小车开题报告

一、研究课题的目的和意义 1)研究目的: 随着汽车工业的迅速发展,其与电子信息产业的融合速度也显著提高,汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的,为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求,提出简易智能小车的构想,目的在于:通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车,获得项目整体设计的能力,并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。设计的智能电动小车应该能够具有自动寻迹、小灯显示等功能。 此项设计以AT89S52单片机为控制核心,逐步实现小车的循线行走功能。2)研究意义: 1、加深课堂上的学习 由于单片机教学例子有限,因此,单片机智能车能综合学生课堂上的知识来实践,使学习者更好的了解单片机的发展。通过此次的单片机寻轨车制作,使学 生从理论到实践,初步体会单片机项目的设计、制作、调试和成功完成项目的过 程及困难,以此学会用理论联系实际。通过对实践中出现的不足与学习来补充教 学上的盲点。 2、从理论转为实际运用 智能汽车是一种高新技术密集的新型汽车,是在网络环境下利用信息技术、智能控制技术、自动控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机 和机械等多个学科的最新科技成果,使汽车具有自动识别行驶道路、自动驾驶等 先进功能.随着控制技术、计算机技术和信息技术的发展,智能车在工业生产和日 常生活中已经扮演了非常重要的角色.近年来,智能车在野外、道路、现代物流 及柔性制造系统中都有广泛运用,已成为人工智能领域研究和发展的热点。 二、研究内容 1)系统设计: 智能寻迹小车采用后轮驱动,左右后轮各用一个直流减速电机驱动,通过调制后面两个轮子的转速从而达到控制转向的目的在车体前部分别装有左中右三或者两个红外反射式传感

51单片机-循迹小车项目报告材料(完整)

职业技术学院 《单片机系统设计》 项目设计报告 项目设计题目:智能寻迹小车 系部:电子信息与控制工程系班级:电子 XXXX 班 组号:第四组 小组成员:XXX 指导教师:XXX 2017年10月10日

目录 一、引言 (3) 二、方案论证 (4) 三、小车车体设计 (7) 四、硬件系统设计 (8) 1、单片机最小系统 (8) 2、循迹电路 (9) 3、电机驱动电路 (9) 五、软件系统设计 (12) 六、系统的制作、仿真与调试 (14) 七、总结 (15)

一、引言 当今世界,传感器技术和自动控制技术正在飞速发展,机械、电气和电子信息已经不再明显分家,自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要,“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平,特别是日本,比如日本本田制作的机器人,其仿人双足行走已经做得十分逼真,而且具有一定的学习能力,还据说其智商已达到6岁儿童的水平。作为机械行业的代表产品—汽车,其与电子信息产业的融合速度也显著提高,呈现出两个明显的特点:一是电子装置占汽车整车(特别是轿车)的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展,汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点;二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。无容置疑,机电一体化人才的培养不论是在国外还是国,都开始重视起来,主要表现在大学生的各种大型的创新比赛,比如:亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛(ABU ROBCON)、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是,国不论是在机械还是电气领域,与国外的差距还是很明显的,所以作为电子专业学生,必须加倍努力,为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求,提出简易智能小车的构想,目的在于:通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车,获得项目整体设计的能力,并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。此项设计是在以小为基础,采用AT89C52单片机作为控制核心,实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

51单片机循迹小车程序

/*功能:寻迹小车 使用芯片:AT89S52或者STC89C52 或A T89S51 STC89C51 晶振:12MHZ 编译环境:Keil 作者:MH~?*/ #include <reg51、h>// 引用标准库得头文件 #include #define ucharunsignedchar #defineuintunsigned int //=================电机驱动===================== sbit dianji_r = P3^0;//右边电机控制口,低电平转? sbitdianji_l= P3^7;//左边电机控制口,低电平转 //=============循迹感应接口====================== sbit xjmk_r=P3^2;// 右边寻迹模块检测口INT0 sbit xjmk_l= P3^3;// 左边寻迹模块检测口INT1 void check_righet();//右边时候检测到黑线测试程序 voidcheck_left();//左边时候检测到黑线测试程序 void delay_50us(uint t); void delayms(uintMs); ucharr_count;//右边传感器检测到得次数计数单元 uchar l_count; uint time; //***********************主程序****************************** main() { time=50; dianji_r=0;//上电时右侧电机运行 dianji_l=0;//上电时左侧电机运行 EA=1; EX1=1; EX0=1; IT1=0; IT0=0; xjmk_r=1;//置IO为1,准备读取数据 xjmk_l=1; _nop_(); r_count=0; l_count=0; while(1) { _nop_(); //check_righet();//调用右边寻迹检测传感器 //check_left();//

基于单片机的智能小车设计

摘要 随着计算机、微电子、材料、机械、通信等技术的快速发展,智能化的小车和机器人的发展速度也越来越快,作为21世纪自动化领域内非常伟大的成就它已经和人们的生产生活紧密的联系在了一起。根据题目的要求,本设计的智能遥控小车主要由两大部分构成:一个红外遥控部分,一个智能小车部分。其中红外遥控部分采用专用编码芯片HT6221作为发射端,一体化红外接收头作为接收端;智能小车部分采用微控制器AT89C52单片机作为其控制核心,用红外反射式光电传感器进行障碍物和路线的检测,用步进电机控制小车的启停、速度快慢以及转向,用直射式光电检测器、施密特触发器等元件组成的电路来检测小车车轮转速,用LCD1602液晶显示屏来实时显示小车运行的速度、时间和路程。 经过硬件和软件的综合设计,本设计的智能遥控小车基本上实现了遥控控制、自动躲避障碍、自动沿着特定的路线行驶、实时显示速度、路程等功能。关键词:AT89C52单片机;红外遥控;步进电机;LCD1602

ABSTRACT Along with the development of computer microelectronic materials mechanical and communication ,the smart cars and robots are also mov-ing faster,as a great achivement in the field of automation in the 21st century,they have closely contacted with people,s living and manufactur-ing.According to the topic,my designation of sm- art car mainly contain two parts,a infrared remote contral portion and a small car portion.The infrared remote contral portion is use the special coded chip HT6221 as the transmitter and use the integrated infrared receiving header as the receiver;we use the MCU(AT89C52 singal chip machine)as its control core, the infrared reflective ph- otoelectric sensor for detection of obstal and routes, the stepping motor to control its start-stop speed and steering,the circuits made of direct optical detectors schmitt tr- igger and other electronic components to detect the car,s wheel speed,1602 LCD sc- reen to display its real-time speed distance and time. Through the integrated design of hardware and software,the small car has the function of remote contral, avoiding obstal automatically,moving along specific route automatically, displaying real-time speed and distace. Keywords: AT89C52MCU; IR remote control; stepmotor; LCD1602

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