基于单片机STC89C52控制的智能小车

基于单片机STC89C52控制的智能小车
基于单片机STC89C52控制的智能小车

基于单片机STC89C52控制的智能小车

摘要:该毕业设计是采用无线遥控基于单片机的功能实现的,当无线遥控器的某个按键按下时,无线发射器将按键信号以编码的形式在315MHz的频率上发射出去,无线接收器接收并放大发射信号同时解调出TTL电平信号送至单片机进行处理,单片机通过比较和识别接收来的无线遥控编码便可执行相应的遥控功能,从而实现智能小车的前进、后退、左转和右转的基本功能和伴随音乐演奏而闪烁的LED的开启与关闭的功能。此外,我加入了温度传感器与时钟芯片,让它们在液晶显示器上显示其室温和时间,并用按钮进行时间的调控。由于无线遥控模块是四路单向锁存模块,只能单线实现四个功能,所以发射模块的控制按键不够,根据需要,我仅仅用无线模块控制小车的前进和后退,停止,其它的采用按键调试,用按键来实现小车的前进/后退/左转/右转/音乐/时间调控等功能。

关键词:无线模块;液晶显示模块;电机驱动模块;音乐;智能小车

目录

引言................................................................3 1 整体方案设计....................................................4

整体方案设计的思路..............................................4整体方案的流程图................................................4 2 避障遥控小车系统概况............................................4

SC2272无线遥控模块原理..........................................4驱动原理的简介..................................................6直流电机简介....................................................9 3 模块方案比较与论证.............................................12

车体设计.......................................................12电机模块的选择.................................................12电机驱动模块的选择.............................................12控制器模块的选择...............................................13 4 系统硬件电路设计...............................................14

无线模块的设计.................................................14直流电机的驱动模块.............................................15 5 软件的简单介绍.................................................16

KEIL的简介....................................................16 PROTUES的简介.................................................16 STC_ISP_V480的简介.............................................17参考文献..........................................................18附录一:实物图....................................................19附录三:总程序.....................................................22

引言

随科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,也广泛应用于机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。智能机器人是一个多种高新技术的集成体,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,涉及到当今许多前沿领域的技术。而随着社会的不断发展,智能设备的不断出现,红外传感器、无线遥控的运用也越来越广泛。无线遥控器由于控制距离远,抗干扰性强,已越来越多的出现在生活的各个方面。本文使用了一款通用的无线遥控电路以及四路红外传感器,基于STC89C51作为控制核心,采用专用编码解码电路,由于其体积小、功能强大,因此可非常方便的移植到遥控小车上,实现小车在前行中自动绕开障碍物,并用遥控器实现远距离控制小车的前进、后退、左转、右转等功能。

1 整体方案设计

整体方案设计的思路

利用红外线传感器发射和接收信号模块来控制单片机,让单片机翻译传输指令,从而实现相应的功能。具体的过程如下:四路红外传感器,每一路发射一个信号,检测接收到的信号,若出现高电平,则说明该方向前方有障碍物,则单片机控制电机正转和反转,从而实现绕开障碍物继续前行。同时还增加一个无线发射和无线接收模块控制单片机,让单片机翻译传输指令,从而实现相应的功能。无线发射模块发出指令,无线接收模块接收信号后,传递给单片机,单片机翻译接收到信号后,传输给驱动电路驱动电机旋转,从而实现让小车的前进、后退、左转和右转。

整体方案的流程图

基于单片机STC89C52整体设计的智能小车,根据原来设计的思路上画出了相对应的流程路,由于是整体结构图,就只是画出了大致的结构流程,而细节将在后面做出介绍。

图1整体方案的流程图

2 避障遥控小车系统概况

SC2272无线遥控模块原理

SC2272的简介

超再生带解码四路遥控接收模块可以和发射器组成四路无线发射接收电路。该模块广泛适用于广大电子爱好者对家庭、工业遥控类电子产品的设计和开发,可很好的作为单片机的信号输入源,特别适合大中院校学生电子电路设计、毕业设计中的遥控电路部分。接收模块有自锁、非锁、互锁三种型号,说明如下:非锁型输出又称点动输出,数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制,有遥控信号时数据脚是高电平,遥控信号消失时数据脚立即恢复为低电平,适用于如电动门、电动门锁、与单片机对接等只需要一个高电平的电路等电路等。

自锁型输出的数据脚能实现触发翻转工作逻辑,数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态,直到下次遥控数据发生变化时改变。自锁型四路相互独立

互不影响,可同时遥控四路,如灯具的控制等。

互锁型输出就是任意一路收到信号则该路就能一直保持对应的高电平状态,接收到任意其它路的数据则恢复到原始状态,四路互锁只能有一路接通,实际应用如电风扇档位开关电路等。

本次设计采用的接收板主要参数

工作频率:315M

工作电压:DC5V

工作电流:≤3mA

工作原理:超再生

调制方式:ASK

编码芯片:SC2272(PT2272、PT2294),芯片兼容

灵敏度:优于-105dBm(50Ω)

输出信号:非锁(M)

遥控距离:20~50米以上(开阔地)

接收模块的七根引脚分别为D3、D2、D1、D0、GND、VT、VCC,其中VCC为DC5V的供电端,GND为接地端,VT端为解码有效输出端,只要发射器的数据码有输出,VT都能同步输出高电平;D3、D2、D1、D0是2262解码芯片的四位数据输出端,有信号时能输出5V左右的高电平,驱动电流约2mA,与发射器的四位数据码输出一一对应。接收模块不焊天线也能接收信号,为提高接收灵敏度,可以用一根长度约为23厘米的软导线直接焊接到天线孔处,图中RC所指的是振荡电阻,接收模块和发射器的震荡电阻需要匹配才能工作,接收模块用的是270K 或者820K电阻,可以分别和或者振荡电阻的发射器配套使用。发射器可以用固定码四键遥控器或者带编码四路发射模块。

原理图

图2 固定编码接收模块原理图

驱动原理的简介

驱动模块的核心实际上是H桥驱动电路组成的L298芯片。

H桥驱动电路的内部原理解析如下

图5中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图5及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。

图3 H桥驱动电路

要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,如图6所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经 Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。

图4 H桥电路驱动电机顺时针转动

图7所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。

图5 H桥驱动电机逆时针转动

2.2.2使能控制和方向逻辑

驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。

图8 所示就是基于这种考虑的改进电路,它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一

个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。(与本节前面的示意图一样,图8所示也不是一个完整的电路图,特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。)

图6 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路

采用以上方法,电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果DIR-L信号为0,DIR-R信号为1,并且使能信号是1,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机(如图所示);如果DIR-L信号变为1,而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。

图7 使能信号与方向信号的使用

实际使用的时候,用分立元件制作H桥是很麻烦的,好在现在市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。

2.2.3恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N

L298是SGS公司的产品,比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N,内部同样包含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。L298N芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO 口提供信号;而且电路简单,使用比较方便。

L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5~7 V电压。4脚VS接电源电压,VS电压范围VIH为+2.5~46 V。输出电流可达2.5A,可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动一台电动机。5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。EnA,EnB连接控制使能端,控制电机的停转。表1是L298N功能逻辑图。 In3,In4的逻辑图与表1相同。由表1可知EnA为

低电平时,输入电平对电机控制起作用,当EnA为高电平,输入电平为一高一低,电机正或反转。同为低电平电机停止,同为高电平电机刹停。等。

图8 单片机利用L298控制电机的原理图

15脚是输出电流反馈引脚,其它与L298相同。在通常使用中这两个引脚也可以直接接地。上图是其与51单片机连接的电路图

直流电机简介

直流电机的应用

动机简称电机,是使机械能与电能相互转换的机械,直流电机把直流电能变为机械能。作为机电执行元部件,直流电机内部有一个闭合的主磁路。主磁通在主磁路中流动,同时与两个电路交联,其中一个电路是用以产生磁通的,称为激磁电路;另一个电路是用来传递功率的,称为功率回路或电驱回路。现行的直流电机都是旋转电驱式,也就是说,激磁绕组及其所包围的铁芯组成的磁极为定子,带换向单元的电驱绕组和电驱铁芯结合构成直流电机的转子。

直流电机有以下4方面的优点:

1)调速范围广,且易于平滑调节。

2)过载、启动、制动转矩大。

3)易于控制,可靠性高。

4)调速时的能量损耗较小。

所以,在调速要求高的场所,如轧钢机、轮船推进器、电机、电气铁道牵引、高炉送料、造纸、纺织、拖动、吊车、挖掘机械、卷扬机拖动等方面,直流电机均得到广泛的应用。

2.3.2直流电机的基本工作原理

直流电机工作原理:当电刷A,B接在电压为U的直流电源上时,若电刷A

是正电位,B是负电位,在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S

极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。载流导体在磁场中要受到电磁力的作用,因此ab与cd两导体都受到电磁力的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向,利用电机左手定则判断,ab边受力的方向是向左的,而cd边则是向右的。由于磁场是均匀的,导体中流过的又是相同的电流,所以ab边和cd边所受电磁

力的大小相等。这样,线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针转动。当线圈转到磁极的中性面上时,线圈中的电流等于零,电磁力等于零,但是由于惯性的作用,线圈继续转动。线圈转过半周之后,虽然ab与cd的位置调换了,ab边转到S极范围内,cd边转到N极范围内,但是由于换向片和电刷的作用,转到N 极下的cd边中电流方向也变了,是从d流向c,在s极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此电磁力的方向仍然不变,线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见,分别处在N,S极范围内的导体中电流方向总是不变的,因此线圈两个边的受力方向也不变,这样线圈就可以按照受力方向不停地旋转,通过齿轮或皮带等机构的传动,便可以带动其他机械工作。

从以上分析可以看到,要使线圈按照一定的方向旋转,关键问题是当导体从一个磁极范围转到另一个异性磁极范围时(也就是导体经过中性面后),导体中电流的方向也要同时改变,换向器和电刷就是完成这一任务的装置。在直流电机中,换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见,换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键部件。

当然,在实际的直流电机中,不只有一个线圈,而是有许多线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中,当导体中通过电流在磁场中因受力而转动时,就带动整个转子旋转,这就是直流电机的基本工作原理。

2.3.3直流电机的参数

转矩-电机得以旋转的力矩,单位为㎏?m或N?m。

转矩系数-电机所产生转矩的比例系数,一般表示每安培电驱电流所产生的转矩大小。

摩擦转矩-电刷、轴承、换向单元等因摩擦而引起的转矩损失。

启动转矩-电机启动时所产生的旋转力矩。

转速-电机旋转的速度,工程单位为r/min,即转每分。在国际单位制中为rad/s,即弧度每秒。

电枢电阻-电枢内部的电阻,在有刷电机里一般包括电刷与换向器之间的接触电阻,由于电阻中流过电流时会发热,因此总希望电枢电阻尽量小。

电枢电感-因为电枢绕组由金属线圈构成,必然存在电感,从改善电机运行性能的角度来说,电枢电感越小越好。

电气时间常数-电枢电流从零开始达到稳定值的%时所经历的时间。测定电气时间常数时,电机应处于堵转的状态并施加阶跃性质的驱动电压。工程上,常常利用电动机转子的转动惯量J、电枢电阻Ra、电机反电动势系数Ke和转矩系数Kt求出机械时间常数:

…1-1

转动惯量-具有质量的物体维持其固有运动状态的一种性质。

反电动势系数-电机旋转时,电枢绕组内部切割磁力线所感应的电动势相对于转速的比例系数,也称发电系数或感应电动势系数。

功率密度-电机每单位质量所能获得的输出功率值。功率密度越大,电机的有效材料的利用率就越高。

转子-rotor;定子-stator;电枢-armature;励磁-excitation。

3 模块方案比较与论证

3.1车体设计

方案1:自己制作电动车。一般的说来,自己制作的车体比较粗糙,平衡感不好,车身重量以及车体比例都要有精确的测量,而且也要控制好小车行驶的轮胎与齿轮的力矩及角度的结合,这些都比较难实现。

方案2:购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮。玩具电动车具有如下优点:首先,这种玩具电动车由于装配紧凑,使得各种所需电路的安装十分方便,看起来也比较美观。其次,玩具电动车是依靠电机与相关齿轮一起驱动,能适应题目中小车准确前进、后退、转弯的要求,但是这种电动车一般都价格较贵。

基于以上分析,我们综合了方案一和方案二,还是选择了方案一,因为购买现成的小车不但价格较昂贵,而且它的功能固定,于是我们购买了两个轴承和两个直流电机(带减速机构),再自己组装完成了智能小车的车底。

3.2电机模块的选择

方案1:采用步进电机作为该系统的驱动电机。由于其转过的角度可以精确的定位,可以实现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采用步进电机有诸多优点,步进电机的输出力矩较低,随转速的升高而下降。经综合比较考虑,我们放弃了此方案。

方案 2:直流电机:直流电机的控制方法比较简单,只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来,电压越高则电机转速越高。对于直流电机的速度调节,可以采用改变电压的方法,也可采用PWM调速方法。PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式,通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节。但是我们在这里设计的小车只要实现避障和无线控制,对小车的速度没有太大的要求,所以我们购买的是带减速装置的直流电机。

基于以上分析,我们选择了方案二,使用直流电机作为电动车的驱动电机。

3.3电机驱动模块的选择

方案 1:采用SM6135W电机遥控驱动模块。SM6135W是专为遥控车设计的大规模集成电路。能实现前进、后退、向右、向左、加速五个功能,芯片自建稳压模块,但是其采用的是编码输入控制,而不是电平控制,这样在程序中实现比较麻烦,而且该电机模块价格比较高。

方案 2:采用电机驱动芯片L298N。L298N为单块集成电路,高电压,高电流,四通道驱动,可直接的对电机进行控制,无须隔离电路。通过单片机的I/O 输入改变芯片控制端的电平,即可以对电机进行正反转,停止的操作,非常方便,亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照上表,用程序输入对应的码值,能够实现对应的动作。表1是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。

表 L298N的引脚和输出引脚的逻辑关系

EN A(B)IN1(IN3)IN2(IN4)电机运行情况

H H L正转

H L H反转

H同IN2(IN4)同IN2(IN4)快速停止

L X X停止

基于以上分析,我们选择了方案二,用L298N来作为电机的驱动芯片。

3.4控制器模块的选择

方案1:采用凌阳的SPCE061A小板作为主控制芯片,而且可以采用凌阳的小车模块,可以很快的完成其基本功能,当是用该小板存在一定的局限性,较难扩展功能,而且各个模块的拼凑,没有比集成在一块板的稳定性高。

方案2:采用STC89C52作为主控制芯片,该芯片有足够的存储空间,可以

方便的在线ISP下载烧写程序,能够满足该系统软件的需要,该芯片提供了两个计数器中断,对于本作品系统已经足够,采用该芯片可以比较灵活的选择各个模块控制芯片,能够准确的计算出时间,有很好的实时性。

基于以上分析,我们选择了方案二,用STC89C52作为电机的主控制芯片。

4 系统硬件电路设计20

无线模块的设计

无线模块的仿真图

图9 无线模块的仿真图

无线模块的流程图

无线模块可以进行远程的控制,但有效距离不能超过十米,不然效果很差。由于买的是锁存的四线路,只能单程的实现四种状态的控制,根据需要已经分为以下的四种模式,如下图所示

图10 无线模块的流程图

4.2直流电机的驱动模块

4.2.1直流电机驱动模块的仿真图

图11 直流电机驱动模块的仿真图

直流电机驱动模块的流程图

电机驱动模块的核心是电机的驱动芯片及电机,电机选择了直流电机,这样可以方便控制,而电机的驱动芯片L298可以同时控制两个直流电机,其中芯片中连接单片机的5引脚和7引脚用于控制直流电机1,而芯片中的10引脚和12

引脚用于控制直流电机2.电机1接的是小车的左轮,电机2接的是小车的右轮,当两个电机一起正向转动时,小车前进;当两个电机一起反向转动时,小车后退;当电机1正转,电机2反转时,小车右转;当电机1反转,电机2正转时,小车左转。

图12 直流电机驱动模块的流程图

5 软件的简单介绍

在这次的设计中,主要用到了keil,protues和STC_ISP等软件

keil的简介

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。

Proteus简介

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处

理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

的简介

在运行软件之前,应该先给出ISP的C程序源代码。要注意的是,此程序是在Keil-C中要建立工程文件,包含函数,并且在和中都要保留STC的定义,传入用户代码时,需要与计算机进行通信,一般采用RS232串行通信,数据协议采用简单协议。

具体的使用方法:

一、先把学习实验板和计算机连接好(接好串口线和电源)

二、打开,在MCU Type栏目下选中单片机,如STC89C52RC:根据您的9针的数据线连接情况选中COM端口,按图示选中各项:

图13 的界面图

三、先确认硬件连接正确,按下图点击“打开文件”并在对话框内找到您要下载的HEX文件:

四、选中两个条件项,这样可以使您在每次编译KEIL时HEX代码能自动加载到STC-ISP,点击“Download/下载”:

五、手动按下电源开关便即可把可执行文件HEX写入到单片机内,下图是正在写入程序截图:

图14 单片机程序下载截图

参考文献

[1]吴锤红,MCS-51微机原理与接口技术,厦门大学出版社

[2]邓星钟,机电传动控制(第四版),华中科技大学出版社

[3]秦曾煌,电工学电子技术(第七版)(下册),高等教育出版社

[4]谭浩强,C程序设计(第三版),清华大学出版社.

附录一实物图

图15 实物图1

图16 实物图2

图17 实物图3

基于单片机的红外遥控智能小车设计报告

基于单片机的红外遥控智能小车设计报告

毕业设计(论文)题目:基于单片机的红外遥控智能小车

西安邮电学院 毕业设计(论文)任务书 学生姓名指导教师职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 任务与要求 任务:以51单片机为控制核心,实现具有自动避障、加速、减速等功能的红外遥控智能小车。 要求:1 搜集资料,熟悉单片机开发流程;熟悉红外传感器等相关器件; 掌握单片机接口和外围电路应用;具备一定的单片机开发经 验。 2 学会电路设计、仿真等相关软件的使用; 3 具备一定的硬件调试技能。 4 学会查阅资料; 5 学会撰写科技论文。 开始日期2010年3月22日完成日期2010年6月27日主管院长(签字) 年月日

西安邮电学院 毕业设计 (论文) 工作计划 学生姓名赵美英指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 工作进程

主要参考书目(资料) 1、何立民,单片机应用系统设计,北京:航天航空大学出版社; 2、李广弟,单片机基础,北京:北京航空航天大学出版社,2001; 3、何立民,MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术,北 京航空航天大学出版社,1990.01; 4、赵负图,传感器集成电路手册,第一版,化学工业出版社,2004; 5、Atmel.AT89S51数据手册.https://www.360docs.net/doc/b36372875.html, 主要仪器设备及材料 1.普通计算机一台,单片机开发环境; 2.电路安装与调试用相关仪器和工具。 (如示波器、万用表、电烙铁、镊子、钳子等)。 论文(设计)过程中教师的指导安排 每周四进行交流与总结;其余时间灵活安排,及时解决学生问题。 对计划的说明 依学生实际情况,适当调整工作进度。

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)

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(); }

智能小车的设计及制作

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/b36372875.html, 智能小车的设计及制作 作者:姚兵 来源:《电子技术与软件工程》2018年第05期 摘要本文分析了智能小车总体设计,我们结合智能小车的硬件系统的设计与功能实现,重点介绍了微控制器电路的设计与原理、主线路板制作、避障电路的原理与设计、电机驱动电路的原理与设计、循迹电路的原理与设计等内容。 【关键词】智能小车设计制作 随着科学技术越来越发达,机器人的制造水平也有了明显的提升,越来越多的机器人被人们研制出来。近年来,在全球范围内掀起了一项新的高科技的活动——机器人比赛,虽然机器人比赛兴起的时间并不长,但基于机器人本身兼具高科技性和娱乐性,以及比赛机制的竞争性,吸引了众多科技爱好者的研究学者的喜爱和关注。机器人小车子系统,是整个系统构建当中的核心内容,是整个系统的执行机构,对于系统的运行高以及性能的好坏,具有十分重要的意义。基于小车子系统的特殊性,本文在单片机红外可控技术的基础上,结合自动智能车的相关设计理念,立足于比赛的需求,针对遥控技术和自动技术进行开发研究,并得以实现,基于该项技术,用户的二次开发活动也能够顺利进行,进而帮助用户实现比赛时所需要的各项特殊功能。本设计通过采用HCS12单片机为控制核心,实现对小车的智能控制。 1 智能小车总体设计分析 1.1 设计的具体要求 在本次竞赛活动中,对于小车的设计提出以下要求:小车设计需具备自动行进功能,即小车要能够在直跑道上高速运行,且具有明显的稳定性。在比赛设计中,跑道的设计主要采用两种颜色进行设计,确保跑到设计简单明了。通常,都会选择对比度鲜明的黑白两色,将白色运用在跑道背景的设置上,整个跑道为白色,然后将跑道的中央线,采用黑色进行涂染,而黑线就是小车在跑道上行驶的依据。显然,小车的行驶,必须要能够沿着跑道的黑色线进行,这是小车比赛行驶过程中的基本要求。而小车的设计,则要在满足该需求的基础上,确保小车的行驶速度得以稳步提升。 1.2 传感器部分 在针对传感器进行选择时,主要以光电传感器来进行设计,利用观点传感器,帮助智能小车对行驶路面的信息,进行采集工作。此外,红外传感器的使用也比较多,其最大的优势在于,红外传感器具有简明的结构,使用起来非常方便,并且其成本很低。在采用红外传感器时,几乎都不需要进行图像处理工作,且响应时间很低,反应效果非常灵敏,对于近距离的路面情况,能够起到有效、快捷的检测作用。然而不足之处在于,在路面信息的获取方面,红外

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

单片机应用-智能小车设计

智能小车设计

所谓智能系统,应该是在没有人为因素干预下,能够完全的或者部分的对外部刺激因素做出适当响应的系统。通常这种系统无论复杂还是简单,其硬件结构都可以分为传感、控制以及执行三个部分,好比人的各种感官、大脑以及四肢。下面就从这三个方面进行智能小车的设计,该小车具备自动循迹能力(非人为控制下按照指定路线行走),并且随着不同传感器的加入,能够完成更多的功能,比如壁障、走迷宫、寻光、通过电脑及手机等上位机控制等等。 一、控制部分: 图1 单片机最小系统原理图

图2 控制信号输入部分原理图

图3 控制部分电源输入开关 图4 显示接口 图5 DS18B20/1838一体化接口及ISP接口

该智能小车整个控制部分电路原理如以上5个图所示,可分为主控芯片最小系统、控制信号输入、电源以及各类接口四个部分。 1.主控芯片最小系统: 在本设计中所使用的主控芯片为51系列单片机,为保证其正常工作所必需的外围电路包括晶振电路、复位电路以及P0口上拉电阻。当然以上三个部分只能保证单片机正常运转,但若只是这样基本没有什么实际意义,根据不同的任务要求,需要让单片机在适当的引脚上连接相应的设备。这里结合智能小车所需的功能以及未来方便扩展的需要,除了设置4个3头插针连接红外光电开关、舵机(距离探测时会用到)以及给其他传感器供电外,还将单片机P0、P1、P2、P3口用排针引出,其中P1使用双排针,一排与8个LED灯相连,可在日后测试时方便观察信号变化。具体连接如图1所示。 2. 控制信号输入部分: 51系列单片机接收外部信号无非通过两个渠道,一个是其4个并行的I/O口,另一个就是其自带的串口,相较之下,串行口的拓展能力更强一些。如图2所示,在本设计中,利用单片机的I/O口设置了4个按键进行人机交互,同时在其串口上连接了一块USB/串口转换芯片PL2303。 PL2303: 是Prolific 公司生产的一种高度集成的RS232-USB 接口转换器,可提供一个RS232 全双工异步串行通信装置与USB 功能接口便利联接的解决方案。该器件内置USB 功能控制器、USB 收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART,只需外接几只电容就可实现USB 信号与RS232 信号的转换,能够方便嵌入到各种设备,该器件作为USB/RS232 双向转换器,一方面从主机接收USB 数据并将其转换为RS232 信息流格式发送给外设;另一方面从RS232 外设接收数据转换为USB 数据格式传送回主机。这些工作全部由器件自动完成,开发者无需考虑固件设计。PL2303 的高兼容驱动可在大多操作系统上模拟成传统COM 端口,并允许基于COM 端口应用可方便地转换成USB 接口应用,通讯波特率高达 6 Mb/s。 该器件具有以下特征:完全兼容USB1.1 协议;可调节的3~5 V 输出电压,满足3V、3.3V 和5V 不同应用需求;支持完整的RS232 接口,可编程设置的波特率:75b/s~6 Mb/s,并为外部串行接口提供电源;512 字节可调的双向数据缓存;支持默认的ROM 和外部EEPROM 存储设备配置信息,具有I2C 总线接口,支持从外部MODEM信号远程唤醒;支持Windows98, Windows2000,WindowsXP 等操作系统;28 引脚的SOIC 封装。

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

智能小车设计

2016—2017学年第二学期期末考试《单片机原理及应用*》实践考核 项目设计说明书 专业:电子科学与技术 学号: 20160060156

姓名:张一鸣 2017年6 月14日 考核项目及要求 项目一:电机驱动模块的设计与制作 1.考核要点 (1) 掌握驱动电路的工作原理; (2) 掌握电机驱动的制作方法; (3) 掌握焊接技术; 2.作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计制作,作品达到电路连接正确、布局合理、美观整洁。 项目二:单片机最小系统板的设计制作 1.考核要点 (1) 掌握单片机在实际操作中的基本知识; (2) 实验板包括单片机最小系统、蓝牙遥控模块、温度检测模块、液晶模块、 报警模块电路等的设计; (3) 使用Proteus仿真软件绘制实验板所包含的所有模块电路; (4) 熟练使用keil编程软件编写各模块电路的演示程序。 2.作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计、仿真及演示,达到正确实现、布局合理、美观整洁。 项目三:智能小车底盘设计 1.考核要点 (1) 理解电机的工作原理; (2) 了解部分机械机构的设计方法; (3) 掌握智能小车的整体安装方法。

2.作品要求 学生独立设计安装,车身结构美观,布局合理,功能实现。 目录 1.功能说明 (1) 1-1.蓝牙无线遥控 (1) 1-2.实时温度显示 (1) 2.硬件设计 (2) 2-1.元器件选择 (2) 2-2.硬件设计原理说明 (4) 3.软件设计 (5) 3-1.程序总体设计 (5) 3-2.程序详细设计 (5) 4.测试与总结 (6) 4-1驱动电路板测试 (6) 4-2控制电路板测试 (6) 4-3最终整体效果 (7) 4-4总结 (7)

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

51单片机控制智能小车解析

单片机项目 报 告 班级:自动化21091 姓名:邸维汉刘会丽石钱坤学号:1020103304 2010103215 2010103122 智能小车控制

目录 一、前言 二、方案设计与论证 1)控制器模块选取 2)电机模块选取 3)电机驱动器模块选取 4)电源模块选取 三、硬件设计 1)主控系统 2)电机模块 3)电机驱动模块 4)电源模块 5)按键模块 四、软件设计 1)直行设计 2)转弯设计 3)调速设计 五、调试中存在的问题 六、参考文献

一、前言: 随着汽车工业的迅速发展,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,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。我们设计的智能电动小车该具有圆形运行、三角形运行、矩形运行和三者一起运行的功能。都是运行一循环自动停车。 根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加了四个按键,实现对电动车的运行轨迹的启动,并将按键的状态传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种按键状态实现对电动车的智能控制。 这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。本设计采用STC89C52单片机。以STC89C52为控制核心,利用按键的动作,控制电动小汽车的轨迹。实现四种运行轨迹。STC89C52是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。 二、方案设计与论证 1)控制器模块选取 我们采用STC公司的STC89S52单片机作为主控制器,STC公司的单片机内部资源比起ATMEL公司的单片机来要丰富的多,它在5V供电情况下,最多支持80M晶振、且内部有512B的RAM数据存储器、片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器、1K的EEPROM、8个中断源、4个优先级、3个定时器、32个IO口、片机自带看门狗、双数据指针等。但是不兼容Atmel。 从方便使用的角度考虑,我们选择了此方案 2)电机模块选取 采用普通直流电机。直流电机运转平稳,精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高,但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度,实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机价格经济。 3)电机驱动器模块选取

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/

智能循迹小车详细制作过程

(穿山乙工作室)三天三十元做出智能车 基本设计思路: 1.基本车架(两个电机一体轮子+一 个万向轮) 2.单片机主控模块 3.电机驱动模块(内置5V电源输出) 4.黑白线循迹模块 0.准备所需基本元器件 1).基本二驱车体一台。(本课以穿山乙推出的基本车体为 例讲解) 2).5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红 色LED、1K电阻、10K排阻各一个;2个瓷片电容、排针40 个。 3).5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一 个;双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110 驱动芯片2个。 4).5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个;红外对管三 对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。 一、组装车体

(图中显示的很清晰吧,照着上螺丝就行了) 二、制作单片机控制模块 材料:5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个;2个瓷片电容、排针40个。 电路图如下,主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来,便于使用。我们也有焊接好的实物图供你参考。(如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊,仍能正常工作。我实物图中就没焊复位)

三、制作电机驱动模块 材料:5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个;双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 电路图如下,这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右(6—15V 均可),而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。 这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。

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 -

智能小车制作入门篇

智能小车制作入门篇 最近接触了很多机器人爱好者,很多人都对机器人技术展示出了浓厚的兴趣,也在计划如何动手制作自己的第一个机器人。但是似乎很多的人都摸不到门路,只能是站在大门外满怀兴趣的向内观望,观望了一阵兴趣渐失只好叹口气走开…… 很多初学者可能都是看了一些视频或是现场的比赛,勾起了儿时的美好回忆,兴起了自己动手制作机器人的念头,很多人可能并不是嵌入式开发的业内人士,甚至没有听说过单片机、步进电机这些名词,看着别人满地乱跑的各种机器人,颇有无处下手的感觉。有的人一上来就准备做一个可以双足行走的人形机器人,可以平稳行走,可以靠摄像头来读取环境信息,可以语音识别,最好还可以变形…… :—(

我的意见是:新手最好还是老老实实的从小车开始吧。人形机器人可以说是一个系统的大工程,不是一个人玩的起来的,而且资金上的投入也是不可计量的。一个人形机器人的成型产品最少要卖到几千块——要知道,你在开发过程中是不可能没有错误投入的。机器人小车技术上门槛较低,资金投入也少,市场上的各种产品和零配件的支持也较多,虽然简单,但可以实现的功能可一点也不少。 我在这里凭自己的经验介绍一些自己动手制作机器人小车的基础知识,如果你是曾经自己动手做过的高手,那么你可以绕行,我这里介绍的都是为未入门者准备的最基本的理论知识和一些动手经验。 那么现在我们开始,首先是理论部分——小车的控制结构。 [一]小车的整体控制系统 小车是怎么来控制的?为什么小车判断出障碍物后可以自动的绕开? 理论:控制工程——处理自动控制系统各种工程实现问题的综合性工程技术。包括对自动控制系统提出要求(即规定指标)、进行设计、构造、运行、分析、检验等过程。它是在电气工程和机械工程的基础上发展起来的。 闭环控制:闭环控制有反馈环节,通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统。 开环控制:开环控制没有反馈环节,系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 一般稍微复杂一点的机器人小车都是闭环控制,也就是说它有一个反馈机制,会根据自己配备的各种传感器来读取环境信息,并且根据这些环境信息来决定自己下一步的行动,决定好后将行动指令发给执行系统,使机器人做出合适的动作。当然也有的机器人小车是开环控制,我就见过一个机器人小车配了一支笔,将机器人放在纸上,机器人一转,刷的一下在纸上画出一个圈来,当然由于摩擦力和机械误差等原因,画出来的圆圈可能不闭合,也可能不圆。不过人家阿Q都说了:“孙子才画的圆呢……” 有点迷糊?没关系,其实简单一点说就是这样:机器人可以分为三部分——传感器部分、控制器部分、执行器部分。

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。

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