基于單片機(jī)的智能尋跡小車控制系統(tǒng)論文

1、東北石油大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。 課 程 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題 目 基于單片機(jī)的智能循跡小車控制系統(tǒng) 院 系 電氣信息工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器系 2013 年 7 月 8 日 東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題目 基于單片機(jī)的智能循跡小車控制系統(tǒng) 專業(yè)姓名學(xué)號(hào) 一、任務(wù) 以 AT89C51 單片機(jī)為控制核心， 利用三路紅外傳感器對路面上的黑色引導(dǎo)線進(jìn)行檢測。 二、設(shè)計(jì)要求 1 當(dāng)三路傳感器其中一路檢測到路面上的黑線后，該路紅外傳感器處理電路 輸出一個(gè)低電平信號(hào)。 2 操作過程見以下表格： 電機(jī) A 電機(jī) B 傳感器 “左” 轉(zhuǎn)動(dòng) 停止 傳感器 “中” 轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng) 傳感

2、器 “右” 停止 轉(zhuǎn)動(dòng) 3 基本電路包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等； 4 提交設(shè)計(jì)報(bào)告、電路圖及程序源碼。 三、參考資料 1 張毅剛 ,單片機(jī)原理及應(yīng)用 J,北京:高等教育出版社 ,2003. 2 黃賢武 ,鄭莜霞,傳感器原理與應(yīng)用 J,成都:電子科技大學(xué)出版社 ,2004. 3 周潤景,蔡雨恬,PROTEUS入門實(shí)用教程 M, 北京:機(jī)械工業(yè)出版社 ,2011. 4 樓然苗 ,李光飛,單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) J,北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2007. 5 萬光毅 .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程 M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .2005.1. 6 朱清慧 ,Proteus電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室

3、M, 北京:中國水利水電出版社 ,2010. 2013.7.1 - 2013.7.10 完成期限 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2013年 6 月 29 日 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 目 錄 第1章 緒論 1. 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。 1.1 AT89C51 單片機(jī)的概述 . 1 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。 1.2 關(guān)于路線軌跡檢測 1 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。 1.3 本設(shè)計(jì)任務(wù) 2 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。 第 2 章 總體方案論證與設(shè)計(jì) 3. 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。 2.1 電源模塊 . 3 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。 2.2 單片機(jī)系統(tǒng)模塊 3 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。 2.3 自動(dòng)循跡模塊 4 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴

4、。 2.4 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 4 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。 2.5 總體硬件組成框圖 5 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6. 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。 3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 6 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。 3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 7 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。 3.3 傳感器電路設(shè)計(jì) 9 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 1. 0 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。 4.1 主程序設(shè)計(jì) . 10 蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。 4.2 賽道檢測程序設(shè)計(jì) 11 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。 第5章 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析 1. 2 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。 5.1 使用的設(shè)備及軟件 12 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦

5、。 5.2 系統(tǒng)調(diào)試 . 12 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。 5.3 測試結(jié)果 . 13 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。 結(jié)論 1.4 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。 參考文獻(xiàn) 1.5 輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。 附錄 1 程序 1.6 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。 附錄 2 仿真效果圖 1.9 識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 第 1 章 緒論 智能小車，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、 自動(dòng)行駛和多等級(jí)輔助駕駛等功 能于一體的綜合系統(tǒng)，集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航及白動(dòng)控 制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。它具有道路障礙自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、自 動(dòng)制動(dòng)、自動(dòng)保持安全距離、 車速和巡航控制等功能。智能車輛的主

6、要特點(diǎn)是在 復(fù)雜的道路情況下，能自動(dòng)地操縱和駕駛車輛繞開障礙物并沿著預(yù)定的道路 ( 軌 跡 ) 行進(jìn)。 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。 1.1 AT89C51 單片機(jī)的概述 AT89C51是一種帶 4K字節(jié) FLASH存儲(chǔ)器( FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory )的低電壓、高性能 CMOS 8位微處理器，俗稱單片 機(jī)。AT89C2051是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片 機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000次。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存 儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C5

7、1是一種高效微控制器， AT89C2051是 它的一種精簡版本。 AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高 且價(jià)廉的方案。 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器，128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16位定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙 工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89C51可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯 操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 空閑方式停止 CPU的工作， 但允許 RAM，定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)

8、 容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 鯊腎鑰詘褳 鉀溈懼統(tǒng)庫。 1.2 關(guān)于路線軌跡檢測 循跡過程由紅外傳感器完成。 紅外傳感器多對紅外收發(fā)管組成， 通過檢測接 收到的反射光強(qiáng)， 判斷黑白線。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線， 當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到 白色的平面后反射， 若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出 低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。 紅外對管 輸出的模擬電壓通過電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單片機(jī)。 碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 該智能車采用 3 組紅外傳感器對賽道進(jìn)行道路檢測， 單片機(jī)根據(jù)采集到的信 號(hào)的不同狀態(tài)判

9、斷小車當(dāng)前狀態(tài)， 通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N發(fā)出控制命令， 控制 電機(jī)的工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)對小車姿態(tài)的控制。 閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。 1.3 本設(shè)計(jì)任務(wù) 智能作為現(xiàn)代的新發(fā)明， 是以后的發(fā)展方向， 它可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在 一個(gè)環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)作，不需要人為的管理，可應(yīng)用于科學(xué)勘探等用途。 氬嚕躑竄 貿(mào)懇彈瀘頷澩。 本設(shè)計(jì)任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)小車， 以 AT89C51單片機(jī)為控制核心， 通過紅外傳 感器自動(dòng)識(shí)別路面上的黑白線， 并把結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳到單片機(jī)中， 由單片機(jī) 對電信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，控制電機(jī)做出正確的反應(yīng)，并沿著黑線軌跡行駛。 釷鵒 資贏車贖孫滅獅贅。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 第 2 章 總體方

10、案論證與設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89C51 為智能尋跡小車的控制核心，系統(tǒng)主要包括電 源模塊、單片機(jī)系統(tǒng)模塊、自動(dòng)循跡模塊、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等。下面對各模塊的 設(shè)計(jì)逐一進(jìn)行論證比較。 慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。 2.1 電源模塊 由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下幾種方案為系統(tǒng)供電。 方案一：采用 10節(jié) 1.5V 干電池供電，電壓達(dá)到 15V，經(jīng) 7812穩(wěn)壓后給支 流電機(jī)供電，然后將 12V 電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。 但干電池電量有限，使用大量的干電池給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大的不便。 諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng) 禪瀉類。 方案二：采用 3節(jié) 4.2V 可充電式鋰電池串聯(lián)共 12.6

11、V 給直流電機(jī)供電，經(jīng) 過 7812 的電壓變換后給直流電機(jī)供電，然后將 12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單 片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因 此，這種方案比較可行。 但鋰電池的價(jià)格過于昂貴，使用鋰電池會(huì)大大超出我們 的預(yù)算。 嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。 方案三：采用 12V蓄電池為直流電機(jī)供電，將 12V電壓降壓、 穩(wěn)壓后給單片 機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。 蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性 能。雖然蓄電池的體積過于龐大， 在小型電動(dòng)車上使用極為不方便，但由于我們 的車體設(shè)計(jì)時(shí)留出了足夠的空間，并且蓄電池的價(jià)格比較低。 比較以上三種方案， 方案三具有更

12、大的有點(diǎn)， 因此，我們選擇了第三種方案。 熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫。 2.2 單片機(jī)系統(tǒng)模塊 方案一：采用可編程邏輯器件 CPLD 作為控制器。 CPLD可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜 的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、 IO 資源豐富、易于進(jìn)行功 能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度， 適合作為大規(guī)?？?單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)的控制核心。 但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能， 對數(shù)據(jù)的處理速度的要求 也不是非常高。且從使用及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。 方案二：采用宏晶公司的 STC89C52單片機(jī)，它是 16 位控制器，具有體積小、 驅(qū)動(dòng)能力高、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、

13、結(jié)構(gòu)簡單、中斷處理能力 強(qiáng)等特點(diǎn)。處理速度高，尤其適用于語音處理和識(shí)別等領(lǐng)域。 本系統(tǒng)主要是進(jìn)行尋跡運(yùn)行的檢測以及電機(jī)的控制。使用 STC89C52單片機(jī)，完 全能夠勝任，且價(jià)格低廉，使用方便。 從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，我們選擇了方案二。 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。 2.3 自動(dòng)循跡模塊 方案一：用光敏電阻組成光敏探測器。 光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光 線的變化而變化。 當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)， 光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上 面時(shí)，光線發(fā)射較弱。 因此光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)， 阻值會(huì)發(fā)生明顯的變 化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。 但是這種方案受光照影響 很大，不能夠穩(wěn)定的工作。

14、因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。 方案二：紅外探測法， 即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射 性質(zhì)的特點(diǎn)，用 3 組光電發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。 紅外發(fā) 射管發(fā)出紅外線， 當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射， 若紅外接收管能接 收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平， 若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線 則檢測出黑線繼而輸出高電平。 單片機(jī)就是通過接收到的高低電平為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走 路線。對于發(fā)射和接收紅外線的紅外探頭， 可以自己制作或直接采用集成式紅外 探頭。 經(jīng)測試，此種方法簡單可靠。 經(jīng)反復(fù)對比后，采用方案二。 紂憂蔣氳頑 薟驅(qū)藥憫騖。 2.4

15、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 方案一：采用傳統(tǒng)的功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。 線性 型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低 速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過電阻 R 的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大。 穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。 方案二：采用繼電器對電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制 , 通過開關(guān)的切換對小車的 速度進(jìn)行調(diào)整 .此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡單 , 缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢 ,易損 壞 , 壽命較短 , 可靠性不高。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。 方案三：采用專用芯片 L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。 L298N是一個(gè)具有高電壓 大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片， 它相應(yīng)頻率高，一片 L298N 可以分別

16、控制兩個(gè)直流電機(jī)， 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu) 良。且由 L298N結(jié)合單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)對小車速度的精確控制。 這種調(diào)速方式有調(diào)速 特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可 以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。 對以上三個(gè)方案進(jìn)行比較，出于能耗、性能和使用壽命等方面的考慮，我們 選擇第三種方案，使用 L298N芯片控制直流電機(jī)。 擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。 2.5 總體硬件組成框圖 圖 2-1 總體硬件組成框圖 賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。 系統(tǒng)框圖如圖 2-1 所示，系統(tǒng)主要由四大模塊

17、組成即電源模塊、 單片機(jī)系統(tǒng) 模塊、自動(dòng)循跡模塊、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。 塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。 3.2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 為使該模塊化智能循跡小車控制系統(tǒng)具有更加方便和靈活性， 我們對系統(tǒng)的 硬件做了精心設(shè)計(jì)。硬件電路包括穩(wěn)壓電源、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、 傳感器電路等四大模塊。 裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。 3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 在本次設(shè)計(jì)任務(wù)中，我們使用 AT89C51 單片機(jī)作為智能系統(tǒng)的控制核心。 AT89C51單片機(jī)擁有 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口 線，兩個(gè) 16 位定時(shí) / 計(jì)數(shù)器，一個(gè)

18、 5 向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)， 一個(gè)全雙工串行通信口， 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。 3.1.1 AT89C51 單片機(jī)的引腳 AT89C51單片機(jī)共有四十個(gè)引腳(如圖 3.1 所示)，其中： Vcc、Vss 分別為 電源引腳； PSEN、ASE、EA、RESET即( RST)為控制引腳； P0、P1、 P2和 P3 為 4 個(gè)8位 I/O 口外部引腳。 綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。 本系統(tǒng)采用 AT89S51 單片機(jī)作為中央 處理器。其主要任務(wù)是在小車行走過程中不 斷讀取傳感器采集到的數(shù)據(jù)， 將得到的數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理后，作出反應(yīng)控制小車按照指定的 路線行駛。 驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。 由于

19、單片機(jī)完成的工作較為簡單， 所以 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 在最小系統(tǒng)中，我們只保留了晶振和復(fù)位電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路如圖 3.2 所示。 圖 3.1 AT89C51 單片機(jī)引腳圖 圖 3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 我們采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 3.2.1 L298 芯片的概述 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N是 SGS公司的產(chǎn)品， 內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。 是 一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器， 即內(nèi)含二個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū) 動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、2A 以下的電機(jī)。其引腳排列如 圖3.3 所示，1腳和 15腳可單獨(dú)引

20、出連接電流采樣電阻器，形成電流傳感信號(hào)。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) L298可驅(qū)動(dòng) 2個(gè)電機(jī)， OUT1、OUT2和 OUT3、OUT4之間分別接 2個(gè)電動(dòng)機(jī)。 5、7、 10、12 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， ENA，ENB接控制使能端，控制 電機(jī)的停轉(zhuǎn)。也利用單片機(jī)產(chǎn)生 PWM信號(hào)接到 ENA， ENB端子，對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn) 行調(diào)節(jié)。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。 L298N的 5、7、10、12 四個(gè)引腳接到單片機(jī)上，通過對單片機(jī)的編程就可 以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的 PWM調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)等功能； 2、3 引腳和 13、 14引腳分 別連接一個(gè)電機(jī)，可以同時(shí)控制兩個(gè)電機(jī)的工作方式。 鎦詩涇艷損樓紲鯗餳

21、類。 圖 3.3 L298N 芯片引腳圖 3.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖 3.4 所示 圖 3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 3.3 傳感器電路設(shè)計(jì) 光電尋線方案一般由多對紅外收發(fā)管組成， 通過檢測接收到的反射光強(qiáng)， 判 斷黑白線。 原理圖由紅外對管和電壓比較器兩部分組成， 紅外對管輸出的模擬電 壓通過電壓比較器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平輸出到單片機(jī)。 櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)中，我們用 3組紅外收發(fā)管對路面進(jìn)行檢測，采用 LM324 對紅 外收發(fā)管傳回來的信號(hào)進(jìn)行分析比較，并把比較結(jié)果送入單片機(jī)中。 轡燁棟剛殮攬瑤 麗鬮應(yīng)。 傳感器電路圖如圖 3.5所示。 單片機(jī)課程

22、設(shè)計(jì) 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件是該智能尋跡小車控制系統(tǒng)的重要組成部分， 在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中我們 也才用了模塊化設(shè)計(jì)， 將系統(tǒng)的各部分功能編寫成子模塊的形式， 這樣增強(qiáng)了系 統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。 峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。 4.1 主程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主程序即小車的控制系統(tǒng)，小車按照檢測結(jié)果行進(jìn)。 圖 4.1 主程序流程圖 10 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 4.2 賽道檢測程序設(shè)計(jì) 由三路紅外收發(fā)管對賽道進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到黑線時(shí)發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào) 圖 4.2 循跡系統(tǒng)流程圖 11 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析 5.1 使用的設(shè)備及軟件 計(jì)算機(jī) 仿真系統(tǒng) Proteus 單片機(jī)仿真

23、系統(tǒng) Keil C 5.2 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試， 軟件調(diào)試和 軟硬件聯(lián)調(diào)。 由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法， 所以方便對各電路模塊功能進(jìn) 行逐級(jí)測試：穩(wěn)壓電源模塊、單片機(jī)系統(tǒng)模塊、電機(jī)控制模塊、自動(dòng)循跡模塊的 調(diào)試等，最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測試。 詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。 5.2.1 硬件調(diào)試 分別對穩(wěn)壓電源模塊、單片機(jī)系統(tǒng)模塊、電機(jī)控制模塊、 自動(dòng)循跡模塊四個(gè) 模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn)指定的功能。 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。 5.2.2 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試采用單片機(jī)仿真器 Keil C 及計(jì)算機(jī)，將編好的程序進(jìn)行調(diào)試，主 要是檢查

24、語法及語句錯(cuò)誤， 如果有錯(cuò)誤則改正后重新調(diào)試， 直到程序完全正確為 止。脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。 5.2.3 硬件軟件聯(lián)調(diào) 將調(diào)試好的硬件和軟件程序進(jìn)行聯(lián)調(diào)，主要調(diào)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能。 若不能實(shí)現(xiàn)任務(wù)功能，則對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)修正，直到實(shí)現(xiàn)功能為止。 12 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 5.3 測試結(jié)果 此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果較好，小車正常行進(jìn)，路面上沒有黑線或前方有黑線時(shí)， 小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，當(dāng)檢測到路面上的黑線（即按下按鍵）在左方或者右方時(shí)，該側(cè) 電機(jī)反轉(zhuǎn)，另一側(cè)電機(jī)停止，小車向該方向拐彎。 鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。 13 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 結(jié)論 智能循跡小車?yán)?AT89C51為控制核心，利用紅外收發(fā)管發(fā)射和接受紅外

25、線 的原理進(jìn)行自主循跡，并通過 L289 芯片控制兩組直流電機(jī)，組成智能尋跡小車 的控制系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了智能循跡功能。 稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。 在硬件設(shè)計(jì)中，開始一個(gè)模塊設(shè)計(jì)之前和完成一個(gè)模塊設(shè)計(jì)之后都要進(jìn)行測 試。在動(dòng)手之前務(wù)必查清楚所用元件資料， 在稍微復(fù)雜一點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)之前可以 先搭建其中的一部分電路， 測試一下是否正常，然后再進(jìn)行總的電路設(shè)計(jì)。這樣 循序漸進(jìn)的進(jìn)行設(shè)計(jì)可以節(jié)省時(shí)間保證電路的正確性。 同樣，程序方面的設(shè)計(jì)也 是如此。從最簡單的程序開始，慢慢的調(diào)試和擴(kuò)充。 電路設(shè)計(jì)之后的測試也同樣 重要，特別是和程序有關(guān)的外圍檢測、 驅(qū)動(dòng)等模塊，如果不排除硬件故障在調(diào)試 的時(shí)候很難分清到底

26、是硬件還是軟件的問題， 因此硬件設(shè)計(jì)完成之后首先需要測 試硬件能夠正常工作，這樣在遇到問題時(shí)才能夠排除硬件的干擾找出問題的所 在。陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。 在經(jīng)過多次調(diào)試和修改之后， 最終實(shí)現(xiàn)了小車的智能循跡功能， 在行進(jìn)過程 中，檢測到路面上的黑線后，可以自主的做出反應(yīng)，想黑線延伸的方向轉(zhuǎn)彎，沿 著路面上的黑線行駛。 溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。 14 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 1 張毅剛 ,單片機(jī)原理及應(yīng)用 J,北京:高等教育出版社 ,2003. 2 黃賢武 ,鄭莜霞,傳感器原理與應(yīng)用 J,成都:電子科技大學(xué)出版社 ,2004. 3 周潤景,蔡雨恬,PROTEUS入門實(shí)用教程 M, 北京:機(jī)械工業(yè)

27、出版社 ,2011. 4 樓然苗 ,李光飛,單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) J,北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2007. 5 萬光毅 .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程 M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .2005.1. 6 馬忠梅 .單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版 社.2006. 7 杜樹春,基于 Proteus和 Keil C51 的單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真 J,北京:電子工業(yè)出版 社,2010.2.鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。 8 朱清慧 ,Proteus電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室 M, 北京:中國水利水電出版社 ,2010. 15 程序 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 附錄 1 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned char uchar IN,OUT; uchar su; sbit L=P32; sbit R=P33; void delay(uint z) uchar i,j; for(i=z;i0;i-) for(j=110;j0;j-); void init() su=0; TMOD=0 x01; EA=1; E