智能测速小车实验报告
XXXX大学
智能测速小车系统的设计
报告书
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智能测速小车系统的设计............................. 错误！未定义书签。
1.绪论 (3)
1.1 开发背景 (3)
1.2设计思路 (3)
2.STC89C52RC单片机简介 (4)
2.1标准功能 (4)
2.2主要特性 (4)
2.3器件参数 (4)
2.4引脚说明 (5)
3.光电传感器 (6)
3.1 光电传感器工作原理 (6)
3.2 光电传感器的常用类型 (6)
4.仿真图及其结果 (7)
4.1仿真电路图 (7)
4.2仿真结果 (7)
5.软件程序设计 (10)
5.1 语言的选用 (10)
5.2程序设计流程图 (10)
5.心得体会 (12)
5.1 个人心得 (12)
5.2总结： (13)
附录A 元器件清单................................................... I 附录B 源程序...................................................... I I 附录C 实物图...................................................... I V
1.绪论
1.1 开发背景
随着科学技术迅猛发展，人们对设备越来越高的应用需要已经无法满足当前和未来高性能的应用与发展需求。显然，嵌入式系统的软、硬件技术和开发手段， 正日益受到重视，成为各领域技术创新的重要基础。
目前，嵌入式系统是近年来发展很快的计算机方面的学科方向，并迅速渗透到控制、自动化、仪器仪表等学科。嵌入式方向包括了软硬件协同设计、嵌入式体系结构、实时操作系统、嵌入式产品设计等方面的知识，大于当代大学生，更需要掌握嵌入式系统设计的典型开发工具和开发核心技术。
近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT 应用领域之一。
毋庸置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是在国内，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、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机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。所以作为机电一体化学生，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“基于单片机的智能小车测速设计”一题作为尝试。 这项设计是以采购的小车为基础，采用16位STC89C52单片机作为控制核心，逐步实现测速、调速、显示这三大功能。
本次设计主要解决问题是如何实现所要求的三大功能，最后完成硬件实物的组装，并编制相关程序，使其实现功能的融合，做出具有预先要求功能的实物。 1.2设计思路
图1.1 简易硬件框图
2.STC89C52RC单片机简介
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
2.1标准功能
具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
2.2主要特性
8K字节程序存储空间；
512字节数据存储空间；
内带4K字节EEPROM存储空间;
可直接使用串口下载；
2.3器件参数
①增强型8051单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.[1]
②工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）
③工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz
④用户应用程序空间为8K字节
⑤片上集成512 字节RAM
⑥通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。
⑦ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；
⑧具有EEPROM 功能
⑨共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2
⑩外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
?通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART
?工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）
?PDIP封装
2.4引脚说明
单片机STC89C52如下图2-1所示
①Vss：第20个引脚，功能是电源地。
②Vcc：第40个引脚，功能是电源引脚。
正常操作、空闲、掉电以及对OTPROM、
Flash ROM编程或校验进的工作电压。一
般为2.7~6.0V（89C5X、89C5XX2电源电压
一般为5.0V）。
③P00~P17：作为I/O口使用时，P0口是漏
极开路双向口，向口锁存器写入1 时，I/O
口引脚悬空，是高阻输入引脚；在读写外
部存储器时，P0口作为低8位地址/数据总
线。
④P10~P17：内部带有弱上拉的准双向口
I/O口，作为输入引脚使用前，先向P1口
锁存器写入1，使P1口引脚上拉至高电平。
P10,P11口除了作为一般I/O口使用外，还
具有第二输入/输出功能。T2（P10）——
定时器T2的计数输入端或定时器T2的时
钟输出端。T2EX（P11）——定时器T2的外图2.1 STC89C52引脚图
部触发输入端。
⑤P20~P27：内部带有弱上拉的准双向I/O口，作输入引脚使用前，先向P2口锁存器写入1，使P2口引脚上拉至高电平。在读写外部存储器时，P2口输出高8位地址信号A15~A8。
⑥P30~P37：内部带有弱上拉的准双向I/O口，作输入引脚使用前，先和向P3口锁在器写入1，使P2口引脚上拉至高电平。P3口除了可作为一般的I/O口使用外，还具有第二输入/输出功能。RXD（P30）——串行数据接收（输入）端。TXD（P31）——串行数据发送（输出）端。INT0（P32）——外部中为0输入端。INT1（P33）——外部中断1输入端。T0（P34）——定时/计数T0的外部输入端。T1（P35）——定时/计数T1的外部输入端。WR（P36）——外部数据存储器写选通信号，低电平有效。RD（P37）——外部数据存储器读选通信号，低电平有效。
⑦RST：第9个引脚，功能是复位信号输入端，高电平有效。
⑧ALE：第30个引脚。低8位地址锁存信号。
⑨PSEN：第29个引脚。外部程序存储器读选通信号，低电平有效。从外部程序存储器取指令时，每个机器周期PSEN信号被激活两次。只有执行外部程序存储器中的指令时，PSEN才有效，而执行其它操作时PSEN无效。
⑩EA/Vpp：第31个引脚。外部程序存储器读选通信号，低电平有效。
?XTAL1：第19个引脚。片内晶振电路反相放大器输入端，接CPU内部时钟电路。
?XTAL2：第18个引脚。片内部晶振电路反相放大器输出端。
3.光电传感器
3.1 光电传感器工作原理
光电传感器是通过把光强度的变化转变成电信号的变化来实现控制的。一般的光电传感器由三大部分组成：发光器、光接收器和检测电路发光器对准发光目标（光接收器或者是某种反光物质）发射光束，发射的光束一般来自半导体光源，如：发光二极管、激光二极管或红外发射二极管。光接收器接收发光器发出的光（或者反光物质反射回来的光）。常用的光接收器一般
有：光电二极管、光电三极管及光电池。为了增强光电传感器的检测灵敏度及精确度，可以再接收器的前面装一个光学元件，如：透镜、光圈等。光接收器接检测到的光信号转换成相应的电信号，电信号传递给给相应的检测电路和滤波电路，从而提供正确的有效信号。
3.2 光电传感器的常用类型
①槽型光电传感器
所谓的槽型光电传感器就是把一个光发射器和一个接收器面对面地组装于一个凹槽的两侧。正常工作状态下，发光器能够在在驱动电路的工作下发出红外光或者是可见光，光接收器是用来接收发光器所发出的光的。若发光器与接收器之间没有遮挡物，即槽内无障碍，发光器发出的光可以被接收器接收；反之则不能。当接收器不能接收到发光器发出的光时，相应的光电开关便动作。该种传感器能检测的距离很小，一般只有数厘米。
②对射型光电传感器
为了使检测距离增大，可以将发光器和接收器分开组装在相距较远的两个物体上，这就是对射型光电传感器。对射式光电传感器可以检测较远的距离，一般能达到数米甚至数十米的距离。使用时将发光器和接收器固定在检测物通过的路径的两侧，检测物通过该光电传感器时，检测物挡住发光器发出的光，接收器检测不到光信号，做出相应的开关动作。
③反光型光电传感器
反光型光电传感器把发光器和接收器装入同一个装置，在其前方固定一块反光板，利用反射原理完成光电控制。一般情况发光器发出的光可以被光接收器接收，但当传感器与反光板之间有不透光的障碍物时，由反光板反射回来的光就不能被光接收器接收，光电开光就做出相应的动作，输出一个开关控制信号。
④扩散型光电传感器
扩散型光电传感器内装有一个发光器和一个光接收器。但前面没有挡光板，正常情况光接收器不能检测到发光器发出的光；若发光器前方有障碍物时，发光器发出的光照在障碍物上发生漫反射，将部分光发射回来，由光接收器接收。光接收器接收到反射回来的光信号，输出一个相应的开关信号。
4.仿真图及其结果4.1仿真电路图
图4.1 仿真电路图
4.2仿真结果
①启动仿真
图4.2 仿真电路图-启动
③实现“减速”操作
图4.4 仿真电路图-减速
⑤实现“重置”操作
图4.6 仿真电路图-重置
5.软件程序设计
5.1 语言的选用
本设计中采用的处理器是AT89S52单片机，由此可采用面向MCS-51的程序设计语言，包括ASM51汇编语言和C51高级语言，这两种语言各有特点。汇编语言更接近机器语言，常用来编制与系统硬件相关的程序，如访问I/O端口、中断处理程序、实时控制程序、实时通信程序等；而数学运算程序则适合用C51高级语言编写，因为用高级语言编写运算程序可提高编程效率和应用程序的可靠性。
C语言是一种通用的计算机程序设计语言，在国际上十分流行，它即可用来编写计算机系统程序，也可以用来编写一般的应用程序。以前计算机的系统软件主要是用汇编语言编写的，对于单片机应用系统来说更是如此。由于汇编语言程序的可读性和可移植性都较差，采用汇编语言编写单片机应用程序的周期长，而且调试和排错也比较困难。C语言具有很好的可移植性和硬件控制能力，表达和运算能力也较强。它具有以下特点：①语言简洁，使用方便灵活；②可移植性好；
③表达能力强；④表达方式灵活；⑤可进行架构化程序设计；⑥可以直接操作计算机硬件；⑦生成的目标代码质量高。
为了提高编制计算机系统和应用程序的效率，改善程序的可读性和可移植性，在此采用高级语言编程。
5.2程序设计流程图
图 5.1 程序设计流程图
程序说明：将定时器设置为方式1，对外部脉冲进行计数，并判断Flag_clac 的值。当Flag_calc=1时，将脉冲的数值由十六进制转换成十进制，按转速转换公式转换后，载入数据缓冲区。
图5.2 定时显示程序流程图
程序说明：定时器设置为方式1，定时10ms。当定时达到10ms时，产生中断，对数码管显示屏进行刷新，显示转速，并使时间计数标志T加1。当时间计数标志T=500时，使Flag_calc置1，取出计数器在此时间内计算的脉冲数，通过转速计算程序计算得出转速值后，存入数据缓冲区，供数码管显示使用。
5.心得体会
5.1 个人心得
xx：
此次课程设计涉及模拟电路和数字电路知识，还涉及到了单片机、AD转换器、显示器等多种器件。是对大学期间所学知识的一次综合的应用，是一个知识融会贯通的过程。此外，由于课题要求制作实物，在考察所掌握专业知识的同时也对自身的动手能力提出了挑战。本系统的设计过程并非一帆风顺，刚开始接触这个课题时，心中并没有一个清晰的框架，通过翻看手册与查阅相关资料后，我渐渐有了设计的思路，对于系统所要用到的元器件类型也有了一定程度的了解。本设计能够顺利完成，还承蒙老师以及身边的很多同学的指导和帮助。在设计过程中，老师给予了悉心的指导，最重要的是给了我解决问题的思路和方法，并且在设计环境和器材方面给予了大力的帮助和支持，在此，我对老师表示最真挚的感谢！同时感谢所有帮助过我的同学！
xx：
从开始进行设计智能壁障小车到完成实现壁障和测速功能，我找了很多资料，并应用了Proteus 8 professional软件进行仿真，运用单片机知识进行编程以完成设计要求的功能。在途中，也遇到了好多问题。我已经尽了自己的最大努力，也从中学到了很多知识，获益匪浅。特别是每次把问题解决以后，那种心情是非常开心的，当看到小车自动测速以后，脸上自然露出自豪的笑容。感谢学院给我们提供这样的实践动手机会，并通过课程设计使我们能够有机会将书本上学到的知识运用到的实际中去。在课设过程中陈老师给了我很多的指导和帮助，并监督我及时完成了本次课程设计在此特别感谢老师和给予我帮助的同组同学。
xx：
经过自己不断的搜索努力以及老师的耐心指导和热情帮助，本设计已经基本完成。在这个过程中老师以及曾做过此类设计的同学给予了我很大的帮助，给我提供了大量的硬件和软件资料，也给我的设计提出了宝贵的意见和建议。在此，对大家表示衷心的感谢！这次设计不仅是对我的专业知识的一次集中地检验，同时也为我们提供了一个进入职场前的实战机会；通过这次在老师指导下做设计的机会，我对于技术实践方面有了更深刻的认识，也进一步夯实了所学的专业知识。虽然在设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练。但是我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为今后的发展打下了良好的基础。由于自身水平有限，设计中一定存在很多不足之处，敬请老师批评指正。
5.2总结：
本设计采用光电开关测速法，利用对射式光电开关采集转速信号，通过信号处理电路得到适合的脉冲后，输入单片机进行处理、计算，得出实际的转速值，辅以数码管显示屏显示。
1.此系统实现了设计的要求：
①光电开关与电机转换平台简单适用
②采集电路能实时采集转速信息
③单片机处理系统运算快速简单，程序可读性强，条理分明，能形成独立模块以便于其他类似系统的计算
④数码管显示屏为主体的人机界面能准确显示速度值
2.本设计存在的问题：
①系统选择位数最多的定时/计数器工作方式1（为16位），但仍有其局限性。此计数器的最大计数脉冲数为63336（216），若每秒钟计算一次，则当1秒内外部脉冲的输入数超过65536个时，计数器会溢出，从而产生中断，使得测出的转速值小于实际的转速值。根据转速计算方法（若转盘齿数为10），=65536*60s/（10*1）=39321r/min，所以本系统不能测量范围不能超过此值。V
max
②通过T1计数时，单片机每读取一个脉冲至少需要3个机器周期的时间来完成。本系统采用的晶振为12MHz，所以一个机器周期T
=12/f=1us。若要使单
cy
片机准确读取外部脉冲，则脉冲的输入周期不能超过3us。如此可计算(转盘齿数为10)，系统能测量的转速需低于：V
=60s/(3us*10)=6000000r/min。
max
③此外，光电开关的反应速度也会对转速测量值的大小产生影响。若转速过快，则光电开关来不及处理，这样会造成测速不准，甚至测不出数值。
3.针对存在的问题，可以采取以下方法改进：
①采用时钟频率更高、定时/计数器位数更多的单片机来处理脉冲，现某些高速单片机可达到40MHz的处理速度，可以大大提高测速范围。
②应用反应速度更快的传感器来做光电开关。现在高速光电开关的响应速度可达到0.1ms，每分钟可进行30万次检测操作，这样就能检出高速转动的微小物体。
综上所述，在测速过程中，虽然由于硬件的缘故，未能实现对高速的测量，但本装置结构简单、实用，在降低测速器成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值，而且可以达到一般工业测速的测量标准，具有广泛的前景。
附录A 元器件清单
附录B 源程序
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define count 1
#define PI 3.14
sbit wela2=P2^0;
sbit wela1=P2^1;
sbit key1=P1^5;
sbit key2=P1^6;
sbit key3=P1^7;
sbit ENA= P2^2;
sbit ENB=P2^3;
unsigned char zkb1=0 ;
unsigned char t=0;
unsigned char zkb2=0 ;
uchar speed=0;
uchar datt;
bit keychange=1;
uchar code tab[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7 f,0x6f};
void Display(uchar dat);
void Keyboard(void);
//*********延时函数*********//
void delay(uint xms) {
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=120;j>0;j--);
}
void init(){
TMOD=0x51;
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256; EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
TH1=(65536-count)/256;
TL1=(65536-count)%256;
ET1=1;
IT1=1;
TR1=1;
}
//*******中断函数+脉宽调制********// void timer0() interrupt 1{
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256;
if(t ENA=1; else ENA=0; if(t ENB=1; else ENB=0; t++; if(t>=100){ t=0; } } void timer1() interrupt 3{ TR1=0; TH1=(65536-count)/256; TL1=(65536-count)%256; speed++; if(speed>=10) speed=10; TR1=1; } //***********主程序***********// void main(){ zkb1=50; zkb2=50; datt=zkb1; init(); while(1){ Keyboard(); Display(datt); } } //--------------显示函数---------------- void Display(uchar dat){ wela2=0; wela1=1; P0=~tab[dat%10]; delay(3); P0=0xff; wela1=0; wela2=1; P0=~tab[dat/10]; delay(5); P0=0xff; } void Keyboard(void){ if(keychange==1){ if(key1==0){ delay(10); if(key1==0){ zkb1=zkb1+10; zkb2=zkb2+10; if(zkb1>=100) zkb1=90; if(zkb2>=100) zkb2=90; while(!key1); } } if(key2==0){ delay(10); if(key2==0){ zkb1=zkb1-10; zkb2=zkb2-10; if(zkb1<=0) zkb1=0; if(zkb2<=0) zkb2=0; while(!key2); } } datt=zkb1; } else{ datt=speed; } if(key3==0){ delay(10); if(key3==0){ keychange =~keychange; while(!key3); } } } 附录C 实物图 宁波大学 创新性开放实验报告题目基于光电传感器的自动寻迹小车 学号： 姓名： 专业： 指导教师： 目录 光电感应智能车............................................................................................. 错误！未定义书签。 一、硬件系统…………………………………………………………………………………错误！未定义书签。 （一)硬件框图 (3) 1、电源模块 (4) 2、寻迹模块 (4) 3、驱动模块 (5) 4、测速模块 (6) 二、软件系统 (7) （一）主程序流程图 (7) 1、电机驱动 (8) 2、舵机驱动 (10) 参考文献 (13) 光电感应自动寻迹智能车 【摘要】如果把自动寻迹小车成比例的扩大数倍，就成为真正有意义上的智能车，可以运用于军事、民用领域，对未来汽车行业的发展有一定的借鉴意义。通过光电传感器来寻找轨迹，以所编写的程序为软件支持，通过单片机计算生成相应的控制参数，驱动电机来使小车按照轨迹运动。其中小车在直线行驶过程控制参数保持不变，匀速行驶，而在小车要转弯之前则要先减速以防止小车过弯时冲出赛道，弯道过去之后在加速行驶以减少行驶时间。 【关键词】红外传感器；PID控制；自动寻迹 一、硬件系统 （一）智能小车的整体结构图 智能车通过单片机来接受和发出参数状态信号，电源模块是给智能车各个模块提供电压以使模块可以正常运作，寻迹模块则是包含着参数输送给单片机的作用，驱动模块是小车动起来的根源，测速模块是为了控制车速以使智能车平稳的沿着车道运行。 电子实习报告智能循迹 小车 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 电子实习报告 学院：电气学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2014/8/29 成绩： 目录 一、设计要求及注意事项 (2) 二、设计的作用、目的 (2) 三、设计的具体实现 (2) 1．系统概述 (2) 2.单元电路设计（或仿真）与分析 (3) （1）电源模 块 (3) （2）电机驱动模块 (4) （3）简易控制模 块 (6) （4）红外循迹模 块 (7) 3.电路的安装与调试 (8) （1）安装 (8) （2）调 试 (10) 四、心得体会，存在的问题和进一步改进的意见 (11) 五、附录 (11) 1.元件说明 (11) （1）电 阻 (11) （2）电解电 容 (11) （3）LED................................................. ..12 （4）芯 片 (12) 电子实习报告 一、设计要求及注意事项 1.能独立完成设计内容并完全掌握其内部结构、工作原理和安装调试过程。 2.要求在设计过程中能熟练掌握其元器件的计算、焊接技术和电路故障的判别方法。 3.焊接顺序，先贴片后插件。 4.要求焊接的电路板调试时正常且安装好小车后能正常运行。 5.进入实习基地后按指定的实验台就位，未经许可，不得擅自挪换仪器设备。 6.要爱护仪器设备及其它公物，凡违反操作规程，不听从教师指导而损坏者，按规定赔偿。 7.未经指导教师许可，不得做规定以外的实验项目。 8.要保持实习室的整洁和安静，不准大声喧哗，不准随地吐痰，不准乱丢纸屑及杂物。 9. 必须严格按设备操作书的要求去使用设备，注意人身及设备安全，不要盲目操作。 二、设计的作用、目的 1．利用所学过的基础知识，通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力； 2．巩固本课程所学的理论知识和实验技能； 如何抓超速车辆（车辆测速抓拍系统） 违章电视抓拍的原理 有两种方式，一种是地下埋设感应线圈，横杆上架设数码相机，用于对闯红灯的抓拍，另一种是架设摄像机，用于对超速、闯红灯、违章停车等进行实时录相。无论哪种方式，都会对于违章车辆拍摄至少三张图片，一张是瞬间违章图片，一张是号牌识别图片，一张是全景图片。不论哪种方式，都是24小时开机拍摄，图片保留时间一般是一周。 违章处理过程 指挥中心收到图片，会将车牌号信息与车管所信息相比对，从而调出车辆的综合信息，如车主、车型、颜色等，然后由信息处理人员网站，以使违章车主能够 进行查询。 信息损失问题 不是所有违章的车辆都能够被拍下来，只有车牌图片清晰的情况下，信息录入人员才能将违章车辆输入数据库进行处理。 拍摄范围： 一个摄像机通常只拍一个车道，少数可拍两个车道，一般都是设在从左向右数的第一和第二条车道上。数码相机的拍摄范围较宽，所以在城区内大多数都能够拍到同向所有的车道。 超速自动记录前端设备作为本系统的核心部分，它直接对违法车辆生成可作为执法依据的违法记录，其取证原理流程如下图所示： 如图，在监控车道安装前后三个环形感应线圈，当检测到车辆有违法超速的行为时，中央控制模块将对经过车辆进行抓拍取证。每条违法记录实时抓拍2张图片，其中1张全景图片记录车身颜色、车型和机动车行驶过程的信息，1张牌照特写图片反映违法机动车辆牌照号码。中央控制模块将视频采集卡生成的BMP格式原始图片压缩成易于保存和传输的JPEG格式图片，在违法图片下方叠加违法地点、路口编号、拍摄时间、车速等数据，以保证违法信息的不可修改，在软件中用户可根据自身需求设置图片压缩率，可调压缩率范围为20%— 汽车测速及倒车提示系统的分析 摘要：本文主要介绍了汽车的测速及倒车系统电路原理分析。该系统采用AT89S52单片机为控制核心，实现了转速检测及倒车测距等功能。采用光电式轮速检测的方法进行汽车的转速检测，速度可通过按键进行调整分为快中慢三档；倒车系统主要采用超声波测距的原理进行汽车尾部与障碍物间距离的测量，在倒车时会有提示音，声音的大小也是可以调节的；同时检测的速度及倒车的距离均可通过数码管进行及时的显示。 关键字：AT89S52 CX20106A 光电耦合器 1 绪论 随着人们生活水平的不断提高，汽车已经成为生活中主导的交通工具，汽车产业蓬勃发展。为保障汽车驾驶时的舒适性和安全性世界各国对汽车防撞技术的研究和发展投入了大量的人力、物力和财力，据统计，危机情况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的60%，所以现在汽车安装各类测距系统以保障行车安全。 超声波测距是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 通过测距来发现障碍物，计算简单,方便迅速,易于做到实时控制，距离准确度达到工业实用的要求。超声波测速雷达用于测距上，在某一时刻发出超声波信号，在遇到被测物体后的射回信号波，被倒车雷达接收到，得用在超声波信号从发射到接收回波信号这一个时间而计算出在介质中的传播速度，这就可以计算出探头与被探测到的物体的距离。 针对我国高速公路交通安全的需要，以及国内外汽车电子技术的应用现状和发展趋势，综合汽车电子技术、通讯技术和控制技术等多学科理论，从必要性、可行性、实用性和经济性等角度出发，提出开发研制汽车测速及倒车提示系统。目的在于当行车处于高速及倒车状态时，提醒驾驶员或自动采用相应措施，从而减少或避免高速公路碰撞事故的发生。 2 设计方案要求 2.1 功能及技术要求 （1）测速范围。 测速范围分为四档：第一档速0—130cm/s，第二档速130—200cm/s，第三档速200—260cm/s，第四档速260—300cm/s。 （2）倒车测距范围。 该模拟系统的测量范围在2—3米之间。当距离小于20cm时，电机自动停止，或者说在大于20cm时，也可以通过按键使电机停止。 （3）按键功能如表2-1所示。 简单电子系统设计报告 ---------智能循迹小车 学号201009130102 年级10 学院理学院 专业电子信息科学与技术 姓名马洪岳 指导教师刘怀强 摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位。 本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。自动寻迹的功能采用红外传感器，通过检测高低电平将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。 关键词：STC89C51单片机；L298N；红外传感器；寻迹 一、设计目的 通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在控制系统中的应用。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。 二、设计要求 该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，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姿态的控制，绕跑到行驶一周。 三、软硬件设计 硬件电路的设计 1、最小系统： 小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片，图1是其最小系统电路。主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下： （1）、电源电路：给单片机提供5V电源。 （2）、复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。 图1 单片机最小系统原理图 2、电源电路设计： 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，51单片机使用5V电源，电机及舵机使用5V电源。考虑到电源为电池组，额定电压为4.5V，实际充满电后电压则为4-4.5V，所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电，舵机及电机直接由电池供电。 3、传感器电路： 光电寻线方案一般由多对红外收发管组成，通过检测接收到的反射光强，判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部分组成，红外对管输出的模拟电压通过电压比 较器转换成数字电平输出到单片机。 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) 小车组装实验报告 篇一：智能小车实验报告 北京邮电大学实习报告 附1 实习总结 为期两周的电子工艺实习，我过得十分忙碌和充实。从茫然地走进实验室，到学习最基本的焊接，到组装小车，再到无数次地调试程序，最后获得全院比赛的二等奖，有很多的辛苦，但是有更多的收获。 焊接是电子工艺实习最基本的部分，也是我们小学期的第一课。最开始是焊接基本的元件，包括电阻、电容、二极管、三极管等，虽然看起来是很简单的工作，但总是掌握不好电烙铁和焊锡，于是焊点有大有小，还有一些虚焊和漏焊的点。直到按照老师的要求一点一点把整块板子焊满，才逐渐掌握了标准、规范的焊接方法，最后烙铁往上一提很重要。到后来焊连着的四十个点时，焊点已经比较整齐划一了。对于焊接这种基本功来说，反复练习真的十分重要，这也考验了我们的耐心和细心。 焊接部分的小测试，是焊一个发光二级管交替亮的功能电路，老师要求正面用硬线布线，背面用软线连接。由于一开始设计布线的时候，元件之间距离比较近，导致在背面焊接连线时必须把线剪得特别短，我们两个人一个扶着线，一 个焊，位置十分不好把握，一不小心就会碰到旁边的焊点，又需要吸掉重焊，浪费了很多时间。所以我们的工作进行得十分慢，到中午很晚才焊完。虽然焊完后通电顺利地亮了，但以后再布线的时候一定要考虑到背面连线的问题，把原件之间的距离排得大一些。 基本焊接技术后就正式进入小车的组装了。小车的零件有很多都不认识，电路板也很复杂，刚拿到手里有些摸不着头脑，还好说明书上对焊接步骤有详细的说明。在焊芯片和散热片的时候，我们把顺序搞反了，应该先焊散热片，再根据螺丝孔的位置焊芯片，才能把两个元件固定在一起。但我们先焊了芯片，把散热片插在板子上后，发现两个孔怎么也对不上，可是芯片已经焊死了，即使用吸锡器也拆不下来。最后我们只好在散热片上又钻了一个孔，才勉强把螺丝拧上去。所以焊接的顺序是极其重要的，不光要考虑元件的高低，还要考虑元件之间的关系，才能少做无用功。还好其他步骤我们没有再出问题，小车焊出来后把测试程序烧进去，也能够正常的跑。 进入程序编写阶段，我们两个人先一起在测试程序的基础上编写了一个逻辑，预想了小车在行进过程中可能遇到的各种状况，主要使用了if??else if??else的多层嵌套。这个逻辑我们梳理了好长时间，在纸上画了逻辑图，想办法把 时间：周三上午 组号：5 创新性实验报告 题目寻迹小车 学院电子信息学院 专业xxx 班级xxx 学号xxx 学生姓名xxx 指导教师xxx 完成日期2014年5月 目录 1 摘要 (3) 2 引言 (3) 3系统总体设计 (3) 4硬件电路设计 (5) 5 制作与调试 (6) 5.1 硬件电路的布线与焊接 (6) 第一步：电路部分基本焊接 (6) 第二步：机械组装 (6) 第三步：安装光电回路 (7) 5.2 调试 (7) 整车调试： (7) 6 结论及建议 (7) 7 附录 (8) 1 摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进。LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一 个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。 关键词：红外反射式传感器，自寻迹小车，闭环控制 2 引言 随着素质教育的越来越被重视，很多学校都把制作智能小车作为首选课题，智能小车生动有趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识，学生通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力，而且智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增加一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等课题。 我们制作的是一款由数字电路来控制的智能循迹小车，在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。 3 系统总体设计 本系统的整体框图如图1所示。它包括传感器电路、电压比较电路、电 机驱动电路、电源电路。 测速 1.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间△t0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移-时间图象， 则超声波的速度为。物体的平均速度为 2.利用遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，如图甲所示仪器A和B通过电缆线连接，B为与接收一体化装置，而仪器A为B提供信号源而且将B接收到的信号进行处理并在屏幕上显示出波形．现固定装置B，并让它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0一短促的脉冲（如图乙中幅度大的波形），而B接收到由小车C反射回的由A处理后显示成图乙中幅度较小的波形，反射滞后的时间在乙图已标出，其中，T和△T为已知量，在空气中的速度为v0也已 知． A．小车往右运动速度v＝ B．小车往左运动速度v＝ 3、利用遇到物体发生反射，可以测定物体运动的有关参量．如图1中的仪器A和B通过电缆线连接，B 为与接收装置，仪器A提供信号源，而且将B接受到的信号进行处理并在屏幕上显示其波形．现固定装置B，并将其对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0一短促的脉冲，如图2幅度较大的波形．而B接收到的由小车C反射回的经仪器A处理后显示图2幅度较小的波形．反射波滞后的时间已在图2标出（图中每个较小的波形都是与它相邻的左端较大的波形的反射波），其中T0、T、△T为已知量，另外还知道该测定条件下声波在空气中速度为v0，则根据所给信息可判断小车的运动方向为，（选填“向 左”或“向右”），速度的大小为． 4、交通部门常用仪来检测车速．原理是仪前后两次发出并接收到被测车反射回的信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲．某次中，仪发出与接收的情况如图乙所示，x表示与仪之间的臣离．则该被测汽车速度是（假设的速度为340米/秒，且保持不变）（） A．28.33米/秒B．13.60米/秒C．14.78米/秒D．14.17米/秒 5．为了监测车辆是否超过了规定值，公路上都安装了仪．一辆从新洲开往武汉的小车经过刘集监测点时，仪从第一次发出信号，到经汽车反射后收到反射信号用了0.4s；仪第一次发出信号1s后，第二次发出信号．仪从第二次发出信号，到经汽车反射后收到反射信号用了0.2s．设的速度为340m/s保持不变．求： （1）仪第一次发出的信号和小车相遇时，仪到小车的距离． （2）仪第二次发出的号和小车相遇时，仪到小车的距离． （3）小车的速度． 目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (2) 1 论文综述 (2) 1.1 车速检测系统的背景和意义 (2) 1.2 车速检测系统的发展前景 (3) 2 车速检测系统的设计思路 (3) 3 系统单元模块选型 (3) 3.1传感器选择 (3) 3.2 单片机选型 (4) 3.3 显示模块的选型 (4) 3.4 报警电路选择 (5) 3.5 程序语言的选择 (5) 4 系统硬件设计 (6) 4.1 AT89C51主控电路 (6) 4.1.1 AT89C51的管脚说明 (6) 4.1.2 复位电路 (7) 4.1.3 晶振电路 (8) 4.1.4 存储器AT24CO2 (9) 4.2 传感器电路模块介绍 (9) 4.2.1 霍尔式车速传感器 (10) 4.2.2 霍尔传感器的特性 (11) 4.2.3 霍尔传感器引脚说明 (12) 4.2.4 霍尔传感器车速测量原理 (12) 4.2.5 霍尔传感器的转速测量方法 (12) 4.2.6 霍尔传感器设计电路 (12) 4.3 显示模块的介绍 (13) 4.3.1 LED数码管介绍 (13) 4.3.2 LED数码管特性 (13) 4.3.3 74HC573作用………………………………………………………………………… 13 4 4.3.4 显示电路 (13) 4.4 DM74LS14工作原理 (17) 4.4.1 信号处理电路设计 (17) 4.5 硬件总体设计 (17) 5 软件设计 (19) 6 总结 (19) 参考文献 (20) 附录A (21) 附录B (22) 致谢 (29) 实训报告课程名称：单片机实训 完成日期：2014 年 7 月 10 日 任务书 实训（习）题目： 智能小车的功能设计与实现 实训（习）目的： （1）、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力； （2）培养针对课程需要。锻炼学生查阅有关手册、图标及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力； （3）对课程的方案分析、选择、比较、熟悉单片机系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。 实训（习）内容： 安装智能小车及相关功能设计、调试 实训（习）要求： 1. 本实训要求由一个团队完成，团队人员不超过8个人。 2. 通过所学知识并利用智能小车、计算机、 keil软件、烧写软件等完成实训项目，并拟定实训报告。 3. 能正确组装和调试智能小车。 4. 实训完成后，根据实训内容撰写实训报告书一份。 实训报告应包括的主要内容（参考） 1 系统硬件组成与工作原理 1.1 控制器与最小系统 1.2 显示模块与按键模块 1.3 报警模块 1.4 电机与驱动模块的工作原理与接口 1.5循迹模块的工作原理与接口 1.6 避障模块的工作原理与接口 2 功能方案及软件设计 2.1 功能设计 2.2 软件设计 （结合某一赛道、障碍设置说明程序设计思路，给出流程图、程序代码） 3功能调试与总结 3.1 功能调试 排版要求：正文小4宋体；段首缩进2字，行间距固定值18磅。内容展开可以 按3级标题形式，如：按1 ……、1.1 ……、1.1.1 形式（如果需要）。每个1级标题另起一页，1级标题三号黑体居中，题序和标题之间空两个空格，不加标点，段前、段后均为1行，固定值22磅。2级标题：四号黑体左起，四号黑体，段前、段后均为12磅。三级标题：小四号黑体左起，段前、段后均为6磅。 图名、表名五号黑体，英文、数字字体为Times New Roman 页边距：上、下、左3厘米，右2厘米，A4纸打印。 1系统硬件组成与工作原理 1.1.1控制器与最小系统 最小系统：要使一块单片机芯片工作起来最简陋的接线方式就是单片机的 成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目测速传感器的测速及控制 摘要 汽车车速传感器检测系统设计是一种传感器检测装置。利用车速传感器把检测到的转速信号转变成的电压信号输送给计算机，计算机通过变频器来控制电机速度，利用传感器检测的速度值与规定值进行比较，达到对传感器的检测目的。 本文介绍了车速传感器检测系统的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。实践证明在检测，维修范围内都取得了良好的效果，系统具有良好的稳态精度及动态响应性能，检测实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。。 关键词：数据采集；控制装置；传感器， 目录 一、设计目的------------------------- 1 二、设计任务与要求--------------------- 1 2.1设计任务------------------------- 1 2.2设计要求------------------------- 1 三、设计步骤及原理分析 ----------------- 2 3.1设计方法------------------------- 2 3.2设计步骤------------------------- 3 3.3设计原理分析---------------------- 4 四、课程设计小结与体会 ----------------- 5 五、参考文献-------------------------- 6 一、设计目的 随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。 二、设计任务与要求 2.1设计任务 作为现代信息技术三大支柱之一的传感器技术,已成为21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。在现代汽车电子控制中，传感器广泛用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中，传感器的使用数量和技术水平决定了现代车辆控制系统的性能，为汽车性能的改善提供了有力保障。传感器是汽车电子控制系统的信息源，是促进汽车高档化、电子化、自动化的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。普通汽车上大约装有10-20只传感器，高级豪华轿车则更多。传感器能及时识别外界和系统本身的变化，对温度、压力、位置、转速、体积流量等信息进行实时、准确的测量，并将信息传递给电脑进行处理，从而实现汽车各系统的电子控制。现代社会对车辆性能的要求越来越高，促使汽车传感器技术不断发展，今后汽车传感器的发展趋势是实现微型化、智能化和多功能化，开发新材料、新工艺和新型传感器。 2.2设计要求 随着现代电子技术的发展，车辆电子化的程度越来越高，车辆传感器成为汽车电子控制系统的重要组成部件，也是车辆电子技术领域研究的核心技术之一。车辆内传感器的工作环境十分恶劣，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受40℃～150℃的温度变化，而且要求精度高、可靠性好、反应快、抗干扰和抗振动能力强，才能准确地实时检测车辆运行的有关状 1 DIY 达人赛 基于STC89C52 单片机智能寻迹小车 实 验 报 告 参赛队伍: 队员： 2014 年 4 月 一、引言 我们所处的这个时代是信息革命的时代，各种新技术、新思想层出不穷，纵观世界范围内智能汽车技术的发展，每一次新的进步无不是受新技术新思想的推动。随着汽车工业的迅速发展，传统的汽车的发展逐渐趋于饱和。伴随着电子技术和嵌入式技术的迅猛发展，这使得汽车日渐走向智能化。智能汽车由原先的驾驶更加简单更加安全更加舒适，逐渐的向智能驾驶系统方向发展。智能驾驶系统相当于智能机器人，能代替人驾驶汽车。它主要是通过安装在前后保险杠及两侧的红外线摄像机，对汽车前后左右一定区域进行不停地扫描和监视。计算机、电子地图和光化学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算，并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息，代替人的大脑发出指令，指挥执行系统操作汽车。 1、来源汽车的智能化是21 世纪汽车产业的核心竞争力之一。汽车的智能化是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技。 2、智能汽车国外发展情况 从20 世纪70 年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。目前日本、欧美已有企业取得实用化成果。与国外相比，国内在智能车辆方面的研究起步较晚，规模较小，开展这方面研究工作的单位主要是一些大学和研究所，如国防科技大学、清华大学、吉林大学、北京理工大学、长安大学、沈阳自动化所等。我国从20 世纪80 年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992 年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。先后研制出四代无人驾驶汽车。第四代全自主无人驾驶汽车于2000 年 6 月在长沙市绕城高速公路上进行了全自主无人驾驶试验，试验最高时速达到75.6Km/h。 3、我们的小车 我们做的是基于STC 8 9 C52单片机开发，主要是研究3轮小车的路径识别及其遥 控运动。 电子实习报告智能循迹小车 电子实习报告 学院：电气学院专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：2014/8/29 成绩： 目录 一、设计要求及注意事项 (2) 二、设计的作用、目的 (2) 三、设计的具体实现 (2) 1．系统概述 (2) 2.单元电路设计（或仿真）与分析 (3) （1）电源模块..................................... (3) （2）电机驱动模块........................................ (4) （3）简易控制模块 (6) （4）红外循迹模块..................................... (7) 3.电路的安装与调试........................................ .. (8) （1）安装 (8) （2）调试 (10) 四、心得体会，存在的问题和进一步改进的意见 (11) 五、附录 (11) 1.元件说明 (11) （1）电 阻 (11) （2）电解电容 (11) （3）LED (1) 2 （4）芯片 (12) 电子实习报告 一、设计要求及注意事项 1.能独立完成设计内容并完全掌握其内部结构、工作原理和安装调试过程。 2.要求在设计过程中能熟练掌握其元器件的计算、焊接技术和电路故障的判别方法。 3.焊接顺序，先贴片后插件。 4.要求焊接的电路板调试时正常且安装好小车后能正常运行。 5.进入实习基地后按指定的实验台就位，未经许可，不得擅自挪换仪器设备。 6.要爱护仪器设备及其它公物，凡违反操作规程，不听从教师指导而损坏者，按规定赔偿。 7.未经指导教师许可，不得做规定以外的实验项目。 8.要保持实习室的整洁和安静，不准大声喧哗，不准随地吐痰，不准乱丢纸屑及杂物。 9. 必须严格按设备操作书的要求去使用设备，注意人身及设备安全，不要盲目操作。 二、设计的作用、目的 1．利用所学过的基础知识，通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力；2．巩固本课程所学的理论知识和实验技能； 3．掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验、动手能力，为今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。 4.熟练掌握焊接机能、电子元器件的识别。 5.了解智能循迹小车构成的设计方法。 6.培养团队的协作和沟通能力。 三、设计的具体实现 1.系统概述 智能移动机器人平台以双电机轮式小车为底层移动平台，单片机为控制核心，通过红外探测模块实现对行车路线的感知，电机驱动模块实现对直流电机的驱动控制，从而完成自动行驶的功能。 如图： 汽车车速传感器检测系统设计 目前，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对生活质量舒适度的要求。汽车在中国普遍作为代步工具。而在国外，汽车却是一项十分受欢迎的交通方式。因此爱好汽车人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运行情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳的运行效果。因此需要寻找一种装置与方法进行对训练中各种参数的测定记录。 本文讲详细的具体的讨论这些方法在汽车上的应用。 汽车要实现测速必须满足以下这些要求： ⒈对汽车进行实时速度的测量。显示出速度值。 ⒉能针对不同的车型进行选择。从而采用不同的模块进行测量。 ⒊能测量出当前的环境，以供使用者决定是否适宜出行。 ⒋显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。 ⒌显示行车里程，运动时间。 ⒍可以自行设定采样频率 ⒎记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。通过与PC机进行通讯，将数据传送到PC机中用如见进行处理，分析。得出运动或训练的情况。 8. 可以进入系统休眠方式以节省电能，并随时激活唤醒系统重新进行工作。可以调节液晶对比度，可以打开背景灯显示。 系统框图 通过传感器对外部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单 片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示，并可以通过与上位机通讯将数据采集到电脑中。 其中传感器元件用霍尔传感器，霍尔传感器外形图和与磁场的作用关系如右图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。 霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。 提醒：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。 被测量对象 传感器 单片机系统 数据处理并显示 PC 机通信处理 综合电子设计与实践 课程实验报告 课题名称：循迹小车的制作 班级：XXXXXX 实验者:XXXXXX 实验时间：XXXXX 摘要 本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。信号检测模块采用红外光对管，用以对黑线进行检测。主控电路采用宏晶公司的8051核心的STC89C52单片机为控制芯片。电机驱动模块采用意法半导体的L298N专用电机驱动芯片，单片控制与传统分立元件电路相比，使整个系统有很好的稳定性。信号检测模块将采集到的路况信号传入STC89C52单片机，经单片机处理过后对L298N发出指令尽心相应的调整。小车速度由单片机输出的PWM波控制。控制电动小车的速度及转向，从而实现自动循迹的功能。 关键词：智能小车STC89C52单片机L298N 红外光对管 一．绪论 （一）智能小车的作用和意义 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，机器人的感系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是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一种实用有效的方法。机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车（A VG—auto-guide vehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。该智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、CPU、执行部分。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像，只要求粗略感知即可，所以可以舍弃昂贵的CCD传感器而考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。智能小车的执行部分，是由直流电机来充当的，主要控制小车的行进方向和速度。单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第二种方案。CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现 （二）智能小车的现状 现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几节的电子设计大赛智能小车又在向声控系 . ... .. . 电子信息专业实验报告 课程电子信息系统综合设计实验MCU部分 实验题目智能机器小车设计实验总分 学生学号 学生学号 学生学号 实验时间地点分组 电子信息学院专业实验中心 . . 目录 一、摘要 二、题目要求 三、软硬件设计方案 四、各部分电路的作用及电路工作原理分析 五、系统调试与实验结果 六、实验结果 七、拓展功能 八、参考资料 九、附录 一、摘要 摘要:智能循迹小车主要由单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，小车具有自主寻迹的功能。本次设计我们采用STC89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管和比较器实现，能够识别黑白两色路面，电机模块由L293D芯片和两个减速直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电源采用7.2V的直流电池，经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。 关键词智能小车STC89C52单片机L293D芯片红外光对管 二、题目要求 “智能寻迹机器小车设计”，要求采用MCS-51单片机为控制芯片，设计出一个能够识别并沿着以白底为道路色，宽度5mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹行进的智能寻迹机器小车。 三、软硬件设计方案 1、硬件部分 可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。 1.1、单片机模块 单片机模块为小车运行的核心部件，起控制小车的所有运行状态的作用。本次小车的设计我们小组采用的是ATMEL公司的STC89C52RC单片机。STC89C52RC是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。其程序和数据存储是分开的。 STC89C52RC单片机介绍： 汽车车速传感器检测 目前，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对生活质量舒适度的要求。汽车在中国普遍作为代步工具。而在国外，汽车却是一项十分受欢迎的交通方式。因此爱好汽车人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运行情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳的运行效果。因此需要寻找一种装置与方法进行对训练中各种参数的测定记录。 本文讲详细的具体的讨论这些方法在汽车上的应用。 汽车要实现测速必须满足以下这些要求： ⒈对汽车进行实时速度的测量。显示出速度值。 ⒉能针对不同的车型进行选择。从而采用不同的模块进行测量。 ⒊能测量出当前的环境，以供使用者决定是否适宜出行。 ⒋显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。 ⒌显示行车里程，运动时间。 ⒍可以自行设定采样频率 ⒎记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。通过与PC机进行通讯，将数据传送到PC机中用如见进行处理，分析。得出运动或训练的情况。 8. 可以进入系统休眠方式以节省电能，并随时激活唤醒系统重新进行工作。可以调节液晶对比度，可以打开背景灯显示。 系统框图 通过传感器对外部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示，并可以通过与上位机通讯将数据采集到电脑中。 其中传感器元件用霍尔传感器，霍尔传感器外形图和与磁场的作用关系如右图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。 霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。 提醒：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。 被测量对象 传感器 单片机系统 数据处理并显示 PC 机通信处理 2020年光电传感器课程设计汽车测速系统 精品版 光电信息技术研究性教学报告 题目：汽车测速系统 目录 No table of contents entries found. 一、摘要 社会时代的快速发展，汽车在人们日常生活中越来越重要，随着汽车的日益普及，由于碰撞而引起的事故也越来越多，其中倒车碰撞、超速碰撞占碰撞事故的大部分。为了尽量防止超速等问题、提高安全性。本文设计了一种测速器系统，方便司机根据车速安全行车。 转速测量方法转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数 ,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否 ,因此 ,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。按照不同的理论方法 ,先后产生过模拟测速法 (如离心式转速表 )、同步测速法 (如机械式或闪光式频闪测速仪 )以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。 在频率的工程测量中 ,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种 : ①测频率法 :在一定时间间隔ｔ内 ,计数被测信号的重复变化次数Ｎ ,则被测 信号的频率ｆｘ可表示为ｆｘ =Ｎｔ（1）； ②测周期法 :在被测信号的一个周期内 ,计数时钟脉冲数ｍ0 ,则被测信号频 率ｆｘ=ｆｃ/ｍ0 ,其中 ,ｆｃ为时钟脉冲信号频率； ③多周期测频法 :在被测信号ｍ1个周期内 ,计数时钟脉冲数ｍ2 ,从而得到 被测信号频率ｆｘ,则ｆｘ可以表示为ｆｘ=ｍ1ｆｃｍ2,ｍ1由测量准确度确定。 二、系统整体方案设计 1、系统框图 各部分模块的功能： ①传感器：用来对信号的采样。 ②放大、整形电路：对传感器送过来的信号进行放大和整形，在送入单片机进行数据的处理转换。 ④片机：对处理过的信号进行转换成转速的实际值，送入LED ⑤LED显示：用来对所测量到的转速进行显示。 2光电式转速传感器： 哈理工版本电子实习报告智能循迹小车制作 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208] 电子实习报告学院：计算机科学与技术 专业班级：计算机11-5 学生姓名：陈秀秀 学号: 指导教师：沈永滨 完成时间： 成绩： 一. （1 （2 （3 二. 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。 1）行驶直线的控制：利用红外传感器的左右最外端俩个探头检测黑线，全白说明在道中间，没有偏离轨道，走直线；一旦右侧探管检测到黑线，说明小车外侧探 头已跑出轨道，让车左拐；同理一旦左侧检测到黑线，说明左测探头已经出线，执行右拐命令。 2）拐直角弯的控制：当车前探头检测到黑线，执行直走，让车中心探头去检测，一旦车中心探头检测到黑线开始左拐，直到车位探头检测到跳出左拐命令，继续开始执行循迹，通过设置车中间探头与车尾探头的间距，便可以实现拐弯的角度，进而顺利入弯。 注意事项： 焊接顺序，先贴片后插件。 芯片及其它元件正方向： 芯片：有小圆点的一端为正方向标志； 电解电容：引脚较长的一端为正，带白色阴影的一端为负，在PCB上表现为有阴影的一端为负，空白的一端为正； LED：有绿线或绿点的一端为反向端，在PCB板上表现为有尖的一端； 二极管：有黑线的一端为反向端； 三.实习的具体实现 1．系统概述 小车的硬件主要包括51单片机最小系统以及3大模块：即电源模块、电机驱动模块、红外循迹模块。 系统工作框图如下： 2．单元电路设计与分析（原理图及器件安装图附后） 1）电源模块 供电系统的原理图如下 作为动力电源。7805与7806要公地。 2）电机驱动模块 驱动芯片比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。 L298内部的原理图如下： OUT1与OUT2与小车的一个电机的正负极相连，OUT3与OUT4与小车的另一个电机的正负极相连，单片机通过控制IN1与IN2,IN3与IN4分别控制电机的正反转。ENA与ENB分别控制两个电机的使能。 L298控制表 注意：X表示状态不定L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源， 6V为逻辑电源， 12V为动力电源。J4接入逻辑电源，J6接入动力电源，J1与J2分别为单片机控制两个电机的输入端，J3与J5分别与两个电机的正负极相连。ENA与ENB直接接入6V逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过J1与J2两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转换到停止状态和从智能车实验报告
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