单片机自动往返小车

5、设计数据测量……………………………………………………………………………19
1、设计任务
设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。
跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。
根据设计任务要求，最终确定的系统设计框图如下：
系统分为单片机控制模块、外部传感器模块、电机驱动模块、电源模块和LCD液晶显示模块。
2.2、各模块硬件选择
2.2.1、控制模块
控制模块负责接收传感器，控制液晶显示模块和PWM控制输出。主流方案是采用FPGA芯片或者单片机。采用可编程逻辑器件FPGA作为控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。还可以采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控Байду номын сангаас器AT89S52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。考虑到本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑我们选择较为成熟的方案2。
3.2.4、LCD液晶显示模块………………………………………………….9
4、统软件设计…………………………………………………………………………….10
4.1系统软件设计框图…………………………………………………………………10
4.2系统软件设计代码…………………………………………………………………12
3.2、系统各模块设计介绍……………………………………………………………..7
3.2.1、单片机控制模块………………………………………………………………….7
3.2.2、外部传感器模块………………………………………………………………….8
3.2.3、电机驱动模块……………………………………………………………………8
2.2.3、电机驱动模块
这里我们有两种方案，一种是采用分立元件构成驱动电路；另一种是采用专用芯片L298N。虽然分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定；而L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。所以最后决定选用专用芯片L298N作为电机驱动模块。
2.2.4、电源模块
电源模块作用时把外部电压降为5V，供给单片机和传感器使用。
2.2.5、显示模块
这里我们有两种方案，一种是采用LCD1602液晶屏；另一种是采用8位数码管进行显示。采用LCD1602液晶屏，该液晶屏可以两行显示数字、字母，显示清晰；采用8位数码管进行显示，数码管只能显示数字。考虑到我们需要指示当前数值是小车行驶时间还是距离，因此决定采用能显示更多内容的LCD作为显示模块的主要硬件。
自动往返电动小汽车
(高级组)
设计报告
部门院系：常州大学信息科学与工程学院
1、设计任务…………………………………………………………………………3
1.1基本要求…………………………………………………………………………3
1.2发挥部分…………………………………………………………………………3
2、方案论证与选择………………………………………………………………4
2.2.2、外部传感器模块
这里有三个地方需要用到传感器，分别是检测黑线，检测车速，检测障碍物，我们分别用TCRT5000检测黑线与检测障碍物，用霍尔元件检测车速。TCRT5000具有紧凑的结构发光灯和检测器安排在同一方向上，利用红外光谱发射对象存在另一个对象上，操作的波长大约是950毫米，调理电路简单，工作性能稳定；利用霍尔效应，在车轮的内侧装上二条细磁铁，把霍耳传感器同样装在车轮的内侧，测量霍尔传感器的输出就可以知道车轮转过的圈数，工作原理比较简单易懂。
2.1、系统总体框图…………………………………………………………………4
2.2、各模块硬件选择………………………………………………………………4
2.2.1、控制模块………………………………………………………………………4
2.2.2、外部传感器模块………………………………………………………………5
2.2.3、电机驱动模块………………………………………………………………….5
1.1基本要求
1)车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。
2)到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。
3、系统硬件设计与实现
3.1、系统总体电路图
89C52单片机
P0接LCD液晶显示屏的7到14数据端口
P2口分别接电机驱动模块的A1,A2,B1,B2,C1,C2,D1,D2
2.2.4、电源模块…………………………………………………………………………5
2.2.5、显示模块…………………………………………………………..……………5
3、系统硬件原理与实现………………………………………………………………….6
3.1、系统总体电路图…………………………………………………………………….6
3)D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于4秒，但不允许在限速区内停车。
1.2发挥部分
1)自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。
2)自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。
3)其它特色与创新。
2、方案论证与选择
2.1、系统总体框图
选定自动往返小车的题目后，我们决定购买一台符合尺寸要求的玩具小车，直接利用上面的直流电机的方法实现要求，由此节省自行安装和调试小车动力部分的时间。