基于89C51单片机的智能小车设计.
基于51单片机设计智能避障小车
单片机设计智能避障小车摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C51单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
其中小车驱动由L298N 驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。
本文首先介绍了智能车的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，及完整的C语言程序。
关键词：智能小车；51单片机；L298N；红外避障；寻迹行驶abstractUsing infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program.Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving一、绪论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。
基于单片机遥控小车的设计
基于单片机遥控小车的设计摘要随着电子业的发展，自动化已不再是一个新鲜的话题，无人驾驶的遥控小汽车也必将进入实用阶段，智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。
智能电动车就是其中的一个体现。
本系统模拟基于51单片机的遥控小车的设计。
89C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用89C51单片机来实现无线遥控小车的毕业设计，该设计是结合实际应用而确定的设计类课题。
本系统以设计题目的要求为目的，采用89C51单片机为控制核心，采用L298N对小车电机的控制，利用以PT2262/PT2272芯片的无线遥控模块装置，本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了电动小汽车的前后行进，特定路径的行驶，以及停车。
整个系统的电路结构简单，可靠性能高。
实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析关键词:单片机；无线控制技术；PWM调速；L298N；PT2262/2272。
The Design of Remote Control CarBased On MCUAbstractAlong with the development of electronic, automation is not a fresh word any more, and no-man controlled cars will be realized. The new invention of modern intelligence, is a future of development, he can follow the pattern set in advance in an environment where automatic operation, no human's management, used in scientific exploration and so on. Smart electric car is one of expression. That system is based on the design of 51 MCU controlled car. 89C51 MCU is eight-figure microcontroller, which receives high praise from the users because of its easy use and versatility. This graduation design introduces how 89C51 MCU realize the remote control of the car, a combination of the practical application and design. This system designs for the purpose of the topic request, using 89C51 MCU as control core, the car motor control by L298N,and wireless remote control which chip PT2262/2272 device, with the electric car, driving, and the particular path park. The whole system of the circuit structure is simple and reliable. This paper introduces the hardware design method of the system and the analysis of the test results.Keyword: MCU; Wireless Remote Control; PWM speed adjusting;L298N；PT2262/2272目录1 前言 (4)2 方案设计与论证 (6)2.1直流调速系统 (6)2.2无线控制系统 (7)2.3系统原理图 (8)3 硬件设计与实现 (10)3.189C51单片机硬件结构 (10)3.1.1 一个8位的微处理器（CPU） (11)3.1.2 存储器 (11)3.1.3 I/O接口 (12)3.1.4 定时器/计数器 (12)3.1.5 五个中断源的中断控制系统 (12)3.1.6振荡器及定时电路 (13)3.289C51单片机引脚及其功能 (13)3.2.1 电源引脚Vcc和Vss (14)3.2.2 时钟电路引脚XTAL1和XTAL2 (14)3.2.3 控制信号引脚RST，ALE，/PSEN和/EA (15)3.2.4 输入/输出端口P0，P1，P2和P3 (15)3.3系统运动控制部分设计 (16)3.3.1 电机选型 (16)3.3.2 L298N驱动电机 (17)3.4无线电发射接收模块介绍 (20)3.551单片机的最小应用系统设计 (24)3.6PWM调速系统 (26)4 软件设计 (29)5 测试数据、测试结果分析及结论 (31)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
基于89C51单片机小车超声波测距毕业设计打印版
摘要89C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
本系统以设计题目的要求为目的，采用89C51单片机为控制核心，利用超声波检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单，可靠性能高。
采用的技术主要有：（1）通过编程来控制小车的速度；（2）传感器的有效应用；（3）新型显示芯片的采用；关键词89C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract89C51 is a 8 bit single chip computer.Its easily useing and multi-function suffer large users. This article introduce the CCUT graduation design with the 89C51 single chip copmuter.This design combines with scientific research object. This system regard the request of the topic, adopting 89C51 for controling core,super sonic sensor for test the hinder.It can run in a high and a low speed or stop automatically.It also can record the time ,distance and the speed or searching light and mark automatically The electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyse.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine；(2)efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords89C51 single chip computer、light electricity detector、PWM speed adjusting目录1引言 (1)2系统的总体设计方案 (2)2.1直流调速系统的设计 (2)2.2小车检测系统的设计 (3)2.2.1行车起始、终点及光线检测 (3)2.2.2行车距离检测 (6)图2.4 行车距离检测电路 (6)2.3显示电路 (7)2.4系统原理图 (7)3 硬件设计 (8)3.1单片机89C51硬件结构 (8)3.2最小应用系统设计 (10)3.3前向通道设计 (12)3.3.1传感器的选择 (12)3.3.2单片机测距原理 (12)3.3.3超声波发射电路 (13)3.3.4 超声波检测接收电路 (13)3.3.5超声波测距仪的算法设计 (14)3.4后向通道设计 (14)3.4.1脉宽调制原理： (16)3.4.2逻辑延时环节： (17)3.4.3 电源的设计 (17)3.5显示电路设计 (17)4 软件设计 (19)4.1主程序设计 (20)4.2显示子程序设计 (23)4.3避障子程序设计 (24)4.4软件抗干扰技术 (25)4.4.1数字滤波技术： (25)4.4.2开关量的软件抗干扰技术： (25)4.4.3指令冗余技术： (26)4.4.4软件陷阱技术： (26)4.5“看门狗”技术 (27)4.6可编程逻辑器件 (28)5结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A 程序清单 (32)附录B 硬件原理图 (40)1引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。
(word完整版)基于STC89C51单片机的智能超声波避障小车
基于STC89C52单片机的智能超声波避障小车参赛人员：周志强王俊朱纪伟聂孟杰班级：2012级自动化3班日期:2015年3月一、方案概述本小车使用一台 AT89C52 单片机作为主控芯片，它通过超声波测距来获取小车距离障碍物的距离,并且用液晶显示器实时的显示出来，在小车与障碍物的距离小于安全距离（40cm ） 时，小车上蜂鸣器会发出警报声,并且后退并拐弯，同时通过LCD1602显示器显示出小车与障碍物之间的距离，精确到0。
1cm. 在避开障碍物后，小车会沿直线前进。
本系统设计的简易智能小车分为几个模块：单片机控制系统、LCD1602显示器。
超声波路面检测系统、前进、 转弯控制电机以及方向指示灯系统。
它们之间的相互关系如下图所示.智能小车简要原理框架图二﹑总体电路原理图超声波模块三、主要模块基本原理（1）超声波模块超声波时序图以上时序图表明你只需要提供一个10uS以上脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40kHz 周期电平并检测回波.一旦检测到回波信号则输出回响信号。
回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比.由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离.公式：距离=高电平时间＊声速（340M/S）/2.(2)液晶显示模块16 脚接口，其中GND 为电源地，VCC 接5V正电源，VEE ,可调电阻调到最大时对比度最弱，可调电阻调到零时对比度最高令寄存器。
RW ,低电平时进行写操作.当RS 和RW 共同为RS 为低电平RW 为高电平时可以读忙信号，当RS 为高电平RW E 端由低电平跳变成高电平时，液晶屏执行命令。
DB0——DB7 为8 .源程序#include 〈at89x51＃include ”#define TX P2_1#define RX P2_0sbit DU = P2^6;sbit WE = P2^7；＃是100，100,最大的时候最快＃define Forward_R_DATA 180 //例如小车前进的时候有点向左拐，说明右边马达转速过快，那可以取一个值大一点，另外一个值小一点，例如 200 190//直流电机因为制造上的误差，同一个脉宽下也不一定速度一致的，需要自己手动调节//sbit P4_0=0xc0；//P4口地址/*＊*＊*按照原图接线定义＊＊＊＊＊＊/sbit L293D_IN1=P1^2；sbit L293D_IN2=P1^3;sbit L293D_IN3=P1^6；sbit L293D_IN4=P1^7；sbit L293D_EN1=P1^4；sbit L293D_EN2=P1^5；sbit BUZZ=P2^3；//蜂鸣器void cmg88（)//关数码管，点阵函数｛DU=1;P0=0X00;DU=0;｝void Delay400Ms(void）；//延时400毫秒函数unsigned char code Range[] =”==Range Finder==";//LCD1602显示格式unsigned char code ASCII［13］ = "0123456789.-M";unsigned char code table［]=”Distance:000。
基于at89c51单片机智能电动小车设计
１．张红莲．基于单片机的超声波测距系统的设计【Ｍ】．ＰＬＣ＆ＦＡ．２００８．９ ３．卓晴，黄开胜，邵贝贝．学做智能车【Ｍ】．北京航空航天大学出版社．２００７．３ ２．李全利，仲伟峰，徐军．单片机原理及应用【Ｍ】．清华大学出版社．２００６．２ ４．张丹，贺西平．基于单片机的超声波测距系统的设计Ⅱ】．纺织高校基础科 学学报．２００８．５
系统控制框图如图ｌ所示：
２、单片机小系统避障设计
ＡＴ８９Ｃ５１是片内有ＲＯｌＶｌ／ＥＰＲＯＭ的单片机．因此，这种芯 片构成的最小系统简单、可靠。用ＡＴ８９Ｃ５１单片机构成最小应 用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可．如图３ 所示。
３、避障电路设计 避障系统采用的是超声波检测。接收电路的输出端接单片 机的外部中断源输人口。系统定时发射超声波。在启动发射电路 的同时启动单片机内部的定时器．利用定时器的技术功能记录 超申博发射的时间和接收到发射波的时间。但收到超声波的反 射波时。接收电路输出端产生一个负跳变．在单片机的外部中断 源输入口产生一个中断请求信号。单片机相应外部中断请求。执 行外部中断服务子程序。读取时间差。计算距离。避障电路如图 ４所示。
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1.期刊论文 朱伟.韩服善.ZHU Wei.HAN Fu-shan 基于AT89C51单片机的可视对讲门铃设计 -电脑知识与技术
2009,5(18)
基于STC89C51单片机的智能小车设计
基于STC89C51单片机的智能小车设计摘要：该文主要简述了怎样才能借助STC89C51单片机来促成智能小车的设计。
本车使用LN298N驱动芯片驱动，红外传感器采集道路信息，并通过对所采集信息的分析，实现自动控制电机转向从而改变行驶路径，绕开障碍物，最终全面实现智能车的自动循迹、避障等等基本功能。
关键字：STC89C51单片机；循迹；避障；红外线传感器；PWM一、引言现今，智能化飞速发展，在国人的生活中中获得了广泛的应用。
其中，车辆工程的研究前沿必定是智能车辆，它涵盖了人工智能、自控原理、信息采集技术等多个领域的专业技能，是未来的发展趋势。
其中，智能小车便是一个典型代表，在小车上将加装传感器，借助传感器辨识外界信号，把信号信息反馈到传感器，传感器再按照编写的程序输入之下一步的指令给执行器，进而促成小车的自动智能管理控制。
本文所提及的自动避障智能车是基于STC89C51单片机开发，传感器采用红外发射和接受来探测道路信息，从而实现所需功能。
二、整体设计总体设计即以STC89C51单片机作为核心，组合而成的功能模块分别为：管控模块、供电模块、避障模块、金属探测模块、循迹模块。
2.1控制模块该文其所提到的智能小车即以STC89C51单片机作为管理控制核心，借助程序的设计以及编写来管理控制小车，即以达到对于小车的整体管理控制。
2.2驱动模块小车的驱动电机选用直流电机，使用极为方便，并选用集成处理器驱动。
集成芯片驱动外围电路简单，比较容易实现，且调试通过率高，故障的发生率较低。
该文选用的就是LN298N功能模块，该类功能模块提供4输出或6输出单片机信号源，可用跳线帽灵活多样选用，大力支持PWM调速，且板载上拉电阻，可在一定程度上解决STC89C51单片机I/O口驱动能力不足的问题。
控制器经由管控LN298N使能端，继而实现电机的摆动与否，以更进一步实现小车的不断前进与转向。
直流电机变向原理：向左转时，左轮静止不动，右轮转动；向右转时，右轮静止不动，左轮转动。
毕业设计基于AT89C51单片机的智能小车设计
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/并道警告、十字路口警告、行人检测与警告、后方碰撞警告等.驾驶员状态监控系统包括驾驶员打吨警告系统、驾驶员位置占有状态监测系统等。
基于89c51单片机的循迹小车设计报告
基于89c51单片机的循迹小车设计报告摘要本文介绍了基于at89c51单片机的智能小车的设计与实现。
小车完成的主要功能是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。
小车系统以AT89c51 单片机为系统控制处理器；采用红外对管获取赛道的信息；通过数字PID控制策略和PWM控制技术来对小车的方向和速度进行控制。
本文介绍了小车硬件和软件系统的设计过程。
目录摘要 (2)第一章引言 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计方案介绍 (2)1.3技术报告内容安排 (2)第二章技术方案概要说明 (3)第三章硬件电路的设计 (4)3.1单片机最小系统 (4)3.2传感器电路 (4)3.3电源电路设计 (5)3.4舵机及电机驱动电路设计 (5)第四章软件系统的实现 (6)4.1主程序设计 (6)4.2程序思路 (6)第五章结论 (7)附录：源程序主代码 (8)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，控制舵机和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、舵机控制模块。
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。
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湖北轻工职业技术学院单片机实训报告题目：基于STC89C52的智能小车设计******学号：***********专业：电子信息工程技术指导老师：何**日期：2013-01-06信息工程系电信教研室1目录引言 (3)一整体方案设计 (4)1.1整体方案设计的思路 (4)1.2整体方案的流程图 (4)二智能小车系统概况 (4)2.1恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N (4)2.2直流电机简介 (5)2.3显示模块的综合概括 (7)三模块方案比较与论证： (9)3.1电机模块的选择 (9)3.2电机驱动模块的选择 (9)3.3控制器模块的选择 (9)四系统硬件电路设计 (11)4.1显示模块的设计 (11)4.2直流电机的驱动模块 (12)五软件的简单介绍 (14)5.1K EIL的简介 (14)5.2PROTUES的简介 (14)5.3STC_ISP_V483的简介 (15)六结论 (18)七致谢 (18)参考文献 (19)附录一：实物图 (20)图1实物图 (20)图2实物图 (21)附录二：总程序 (21)第 2 页1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，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，基于STC89C52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机器人、遥控小车上等，并实现远距离控制。
在早期，遥控小车并不少见，但大多产品制造简单，实现的功能少，往往只有一些简单的功能，例如左转右转，前进后退等，大多采用红外控制，外加一些复杂的电路组合而成。
遥控小车的使用者针对的是小孩子，但笨重的设备和昂贵的价格往往让许多小孩的甜美梦想落空。
在现在，用单片机进行无线遥控小车的方案，利用较少的外设实现了基本的功能。
其较强的抗干扰性使得该遥控器具有很好的通用性其功能也日趋完善。
其中包括防撞防爆系统和基本的方向控制，另外在行进中可以尽享柔美的音乐，看美丽的灯光随音律而闪烁，让孩子玩得更开心！此外，电路的简化，材料的减少使得价格也降低了不少，真的是物美价廉，可以为孩子的童年再添一些笑语。
一整体方案设计1.1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。
1.2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整体方案的流程图二智能小车系统概况2.1恒压恒流桥式2A驱动芯片L298NL298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2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2.2直流电机简介2.2.1直流电机的应用电动机简称电机，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。
2.2.2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。
2.2.3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63.2%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：）（）（t e a */*m K K R J T …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 。
2.3显示模块的综合概括显示模块包括：LCD1602,温度传感器DS18B20,时钟芯片DS1302三个部分组成。
2.3.1LCD1602的简介1602B 可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7，和RS 、R/W 、EN 三个控制端口，工作电压为5V ，并且带有字符对比度调节和背光。
该模块也可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送。
这样的话可以节省MCU 的I/O 口资源。
1602B 引脚说明如下：表2.3 LCD 液晶显示器各引脚功能及结构编号符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1VSS 电源地 9 D2 双向数据口 2VDD 电源正极 10 D3 双向数据口 3VL 对比度调节 11 D4 双向数据口 4 RS 数据/命令选择 12 D5 双向数据口5 R/W 读/写选择13 D6 双向数据口6 E 模块使能端14 D7 双向数据口7 D0 双向数据口15 BLK 背光源地8 D1 双向数据口16 BLA 背光源正极注意事项：从该模块的正面看，引脚排列从右向左为：15脚、16脚，然后才是1－14脚(线路板上已经标明):VDD：电源正极，4.5－5.5V，通常使用5V电压；VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V。
接电源的正极时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地；RS：MCU写入数据或者指令选择端。