基于51單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、本人保證自寫文檔，文檔不足之處請諒解 目錄 一、 設(shè)計(jì)的目的------------------1 二、 設(shè)計(jì)的模塊------------------1 三、 程序的流程------------------6 四、 元器件清單------------------8 五、 成品的制作------------------8 六、 注意事項(xiàng)--------------------9 七、 設(shè)計(jì)的總結(jié)------------------9 設(shè)計(jì)的目的 智能遙控車地目的主要突出在智能與遙控上，遙控意思明顯就是通過某種控制手段使得小車能夠?qū)?/p>

2、現(xiàn)由控制者控制前進(jìn)后退等操作；智能可以體現(xiàn)為功能上的智能化。本作的目的是實(shí)現(xiàn)控制小車移動(dòng)時(shí)對前方所存在的威脅進(jìn)行報(bào)警提醒。 設(shè)計(jì)的模塊 此次設(shè)計(jì)的硬件電路模塊大致為五大類，分別是51單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、電源模塊、電機(jī)工作驅(qū)動(dòng)模塊、超聲波報(bào)警系統(tǒng)模塊、無線控制發(fā)射接收模塊。 下圖為硬件電路框圖： 1、 單片機(jī)最小系統(tǒng) 此模塊式是本設(shè)計(jì)的控制核心模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)由三部分組成：STC89C52芯片部分、復(fù)位部分（由按鍵開關(guān)、極性電容、10K電阻組成）、晶振部分（由12M石英晶振、兩個(gè)30PF的瓷片電容組成）。主要起程序的輸入與控制、程序的復(fù)位、時(shí)間頻率控制的作用。 2、

3、無線控制模塊 本設(shè)計(jì)的無線控制模塊是由編碼芯片PT2262和解碼芯片PT2272組成的電路模塊組成，工作方式是編碼芯片PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272 接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT 腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。 3、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 本設(shè)計(jì)是采用了L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)工作；L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰

4、值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。 4、 超聲波測距報(bào)警模塊 超聲波是一種頻率比較高的聲音,指向性強(qiáng).超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達(dá)原

5、理是一樣的。本設(shè)計(jì)的超聲波測距模塊是專為智能小車設(shè)計(jì)的，適合小范圍,小空間,封閉空間的場合。 5、 電源模塊 本設(shè)計(jì)的電源供給需要三組電源，無線遙控需要一組5V左右的電源供給；小車分兩組供電，一為單片機(jī)供電所需5V電源（與無線遙控器的電源值一致），二為L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊供電所需9V電源。單片機(jī)有正負(fù)極排針，左負(fù)右正，單片機(jī)供電線在小車后方紅線，接右邊排針接通5V電源；9V供電開關(guān)在小車左邊下板。 程序的流程 上圖為單片機(jī)程序的流程圖 PWM電機(jī)脈沖程序： PWM脈沖程序是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作的程序，PWM程序的編寫方式有多種，主要有以定時(shí)器控制時(shí)間的方式和以占空比產(chǎn)生頻率的方

6、式，因?yàn)槭褂枚〞r(shí)器的方式不利于后續(xù)發(fā)展，故而使用占空比的方式來編寫PWM程序；以下是部分PWM程序控制電機(jī)的示例： IN1=1; IN2=0; for(i=0;i<200;i++)//PWM程序 { delay(10); IN1=~IN1; } 超聲波測距距離計(jì)算程序： 超聲波測距模塊只是起到超聲波的發(fā)射與接收，對于反射信號的距離并不能檢測，這時(shí)就需要給系統(tǒng)設(shè)定一個(gè)計(jì)算距離的時(shí)間值；下面的程序就是為了用來計(jì)算距離而設(shè)定的程序： void Conut(void) { time=TH0*256+TL0; //讀出T0的計(jì)時(shí)數(shù)值

7、TH0=0; TL0=0; //清空計(jì)時(shí)器 S=(time*1.7)/100; //算出來是CM if(Mode==0) //非設(shè)置狀態(tài)時(shí) { if((S>=700)||flag==1) //超出測量范圍顯示“-” { Feng=0; //蜂鳴器報(bào)警 flag=0; disbuff[0]=10; //“-” disbuff[1]=10; //“-” disbuff[2]=10; //“-” } else { //距離小于報(bào)警距 if(S<

8、=BJS) { Feng=0; //報(bào)警 } else //大于 { Feng=1; //關(guān)閉報(bào)警 } disbuff[0]=S%1000/100; //將距離數(shù)據(jù)拆成單個(gè)位賦值 disbuff[1]=S%1000%100/10; disbuff[2]=S%1000%10 %10; } } else { Feng=1; disbuff_BJ[0]=BJS%1000/100; disbuff_BJ[1]=BJS%1000%100/10; disbuff_B

9、J[2]=BJS%1000%10 %10; } } 元器件清單 參數(shù) 數(shù)量 參數(shù) 數(shù)量 參數(shù) 數(shù)量 STC89C52芯片 1 超聲波測距模塊 1 普通電機(jī) 2 40P底座 1 PT2262無線發(fā)射模塊 1 車輪 4 30P瓷片電容 2 PT2272無線接收模塊 1 排針、杜邦線 若干 10U/25V電解電容 1 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 1 合適萬用板 3 10K電阻 1 單刀雙擲開關(guān) 1 電源電池盒 3 1K電阻 1 減速電機(jī) 2 5號電池 12 9012三極管 1 按鍵開關(guān) 5 蜂鳴器

10、 1 成品的制作 本作大部分電路都為模塊與模塊之間的連接，需要人工焊接的電路為單片機(jī)最小系統(tǒng)和遙控器的按鍵電路，其他連接模塊均以排針和杜邦線連接；小車分為上下板拼接，為了節(jié)省制作成本，小車的下板為本人以萬用板為基礎(chǔ)，使車輪連接的電動(dòng)機(jī)與萬用板連接固定組成小車底盤，這樣既不影響電路又能節(jié)省成本，上下板的電路通過杜邦線完美連接，中間空出的空間恰好用來放置電池。 下圖為小車制作完成的成品圖： 注意事項(xiàng) （1） 無線控制的發(fā)射接收模塊供電電源值應(yīng)一致或偏差極小，否則解碼失敗。 （2） 無線控制的范圍與環(huán)境因素相關(guān)。 （3） 無線控制模塊供電不足時(shí)，解碼信號出現(xiàn)波動(dòng)，小車運(yùn)行出

11、現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。 （4） 超聲波測距報(bào)警模塊電源供給不足時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)異常，蜂鳴器停止工作。 （5） 超聲波測距報(bào)警模塊與無線控制模塊供電不足時(shí)，受程序影響，小車運(yùn)行前進(jìn)方式時(shí)大機(jī)率出現(xiàn)失控現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)的總結(jié) 本次設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)在于程序的融合，因?yàn)楸咀髌凡捎昧硕鄠€(gè)模塊連接而成，而各個(gè)模塊都具有自己的運(yùn)行程序，把它們?nèi)诤显谝黄鹂芍^難度極大；其次的難度在于電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的接線方式，因?yàn)殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是單獨(dú)的供電模塊，在制作初期由于接線的失誤，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)的多個(gè)錯(cuò)誤的產(chǎn)生。 附錄： 參考文獻(xiàn) [1] 胡漢才．單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M] .北京:清華大學(xué)出版社，2012. [2] 郭天祥. 51單片機(jī)C語言教程.北京:電子工業(yè)出版社，2009. [3] 薛均義，張彥斌.MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用.西安：西安交通大學(xué)出版社，2008. [4] 唐穎，程菊花，任條娟.單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011 [5]陳曉東.鄭建祥汽車用微機(jī)可靠性試驗(yàn)研究[J].汽車與電器.2009.