智能小車課程設(shè)計(jì)

1、智能循跡小車【摘要】本課題是基于低功耗單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，小車完成的主要功能是能夠自主識(shí)別黑色引導(dǎo)線并根據(jù)黑線走向?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。小車系統(tǒng)以單片機(jī)為系統(tǒng)控制處器；采用紅外傳感獲取賽道的信息，來對(duì)小車的方向和速度進(jìn)行控制。 此外，對(duì)整個(gè)控制軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和程序的編制以及程序的調(diào)試，并最終完成軟件和硬件的融合，實(shí)現(xiàn)小車的預(yù)期功能。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪@次設(shè)計(jì)智能小車的目的是為了掌握電路設(shè)計(jì)的方法和技巧。如何將學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中去，怎樣能夠活學(xué)活用， 深入的了解電子元器件的使用方法， 了解各種元器件的基本用途和方法，能夠靈活敏捷的判斷電路中出現(xiàn)的故障，學(xué)會(huì)獨(dú)立設(shè)計(jì)電路，積累更多的

2、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成這次實(shí)訓(xùn)。根據(jù)老師給的控制要求， 和自己的發(fā)揮擴(kuò)充能力， 獨(dú)立的，大膽的去實(shí)踐，開拓創(chuàng)新，能夠?qū)⒆约旱南敕w現(xiàn)到實(shí)際電路當(dāng)中去。二、設(shè)計(jì)方案該智能車采用紅外傳感器對(duì)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)判斷小車當(dāng)前狀態(tài)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)出控制命令，控制電機(jī)的工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車姿態(tài)的控制。三、各芯片說明W981216BH-6一種髙速度同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM),具有1M字 (words) *4層 (banks)*16位(bits)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)組織.傳輸數(shù)據(jù)帶寬最高達(dá)166M字/ 秒(-6)。對(duì) SDRAM是否訪問

3、是突發(fā)導(dǎo)向。在一個(gè)頁面連續(xù)的內(nèi)存位置可在一個(gè)1, 2,4, 8 或整頁突發(fā)訪問時(shí)長和行選擇組由活動(dòng)命令。列地址自動(dòng)生成的SDRAM的內(nèi)部計(jì)數(shù)器在突發(fā)運(yùn)作。隨機(jī)欄也可以通過閱讀在每個(gè)時(shí)鐘周期提供其地址。該多組特性使交織在內(nèi)部銀行隱藏預(yù)充電時(shí)間。 通過讓一個(gè)可編程的模式寄存器，該系統(tǒng)可以改變突發(fā)長度，延時(shí)周期，交錯(cuò)或連續(xù)突發(fā)最大限度地發(fā)揮其性能。 W981216BH是在理想的主內(nèi)存高性能應(yīng)用。特征：1、.3V ±0.3V 電源2、截至 143 MHz時(shí)鐘頻率3、2,097,152 字×4 層×16 位組織4、自動(dòng)刷新和自刷新5、CAS延時(shí)： 2 和 36、突發(fā)長度：

4、1, 2, 4, 8,和整頁7、突發(fā)讀，寫單人模式8、自動(dòng)預(yù)充電和預(yù)充電控制9、4K 刷新周期 / 64 msTE28F160C3BD70（快閃記憶體）該設(shè)備提供高性能異步的包兼容密度讀取與16 位數(shù)據(jù)總線。該器件提供三種低功耗節(jié)電功能：自動(dòng)節(jié)能待機(jī)（APS) ，,模式和深度掉電模式，這三個(gè)功率節(jié)省功耗的功能顯著增強(qiáng)靈活性特點(diǎn)： 1、柔性 Smart Voltage 技術(shù) 2.7 V 3.6 V 讀/編程 /擦除2、1.65 V 2.5 V 或 2.7 V 3.6 V / O 選項(xiàng) 降低整體系統(tǒng)功耗3、優(yōu)化架構(gòu)的代碼，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)4、柔性塊鎖定鎖定 /解鎖任何座，保護(hù)上電5、低功耗6、128-bi

5、t 保護(hù)寄存器SN74LVC1G14施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同， 施密特觸發(fā)器有兩個(gè)閥值電壓， 分別稱為正向閥值電壓和負(fù)向閥值電壓。這種單一的施密特觸發(fā)器逆變器是專為1.65-V 到 5.5-V VCC 運(yùn)作。該器件包含一個(gè)SN74LVC1G14 逆變器和執(zhí)行布爾函數(shù)Y = A 。施密特觸發(fā)器也有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)， 但與一般觸發(fā)器不同的是， 施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式， 其狀態(tài)由輸入信號(hào)電位維持； 對(duì)于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號(hào)，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋?zhàn)饔茫梢园堰呇刈兓徛闹芷谛孕盘?hào)變換為邊沿很陡的矩形脈

6、沖信號(hào)。輸入的信號(hào)只要幅度大于 vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號(hào)。施密特觸發(fā)器的應(yīng)用：1、波形變換：可將三角波、正弦波等變換成矩形波2、脈沖波的整形：數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿出現(xiàn)不夠理想的情況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較理想的矩形脈沖3、脈沖鑒幅：幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號(hào)時(shí)加到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，能選擇幅度大于欲設(shè)值的脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出。晶振作用：給單片機(jī)正常工作提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。MAX3221MAX3221 由一條線驅(qū)動(dòng)器，一條線接收器和一個(gè)帶有±15-kVESD 保護(hù)的雙電荷泵。該器件可滿足TIA/EI

7、A-232-F要求，并在一個(gè)異步通信控制器和串行端口連接器之間提供接口。電荷泵和四個(gè)小型外接電容器可在3V 到 5.5V電源電壓下工作。這些器件在數(shù)據(jù)信號(hào)率達(dá)到250 kbit / s 和最高的 30-V/ s 驅(qū)動(dòng)輸出回轉(zhuǎn)率時(shí)工作。應(yīng)用：1、電池供電，手持，和便攜式設(shè)備2、PDAs 和掌上 PCs3、筆記本， Subnotebooks 和筆記本電腦4、數(shù)碼相機(jī)5、移動(dòng)電話和無線設(shè)備RS232RS-232 是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一。MAX809R是功能單一的MAX809/MAX810微處理器復(fù)位芯片。用于監(jiān)測微處理器和其它邏輯供應(yīng)電壓系統(tǒng).它可以在上電、掉電、和節(jié)電情況下向微控制器提供復(fù)位

8、信號(hào)。當(dāng)電源電壓低于預(yù)設(shè)的門檻電壓時(shí)，器件會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)，直到在一段時(shí)間內(nèi)電源電壓又恢復(fù)到高于門檻電壓為止。MAX809 有低電平有效的復(fù)位輸出，而MAX810 有高電平有效的復(fù)位輸出。典型值是 17uA 的低電平電流時(shí) MAX809/MAX810能理想地用于便攜式，電池供電的設(shè)備，它們使用3 管腳的 SOT23 封裝。應(yīng)用：嵌入式控制器、電池供電系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、PDA 和手持式設(shè)備LED FOR DEBUG（LED調(diào)試）LED ：發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光CD4066CD4066 是四雙向模擬開關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號(hào)的多路傳輸。

9、引出端排列與 CC4016 一致，但具有比較低的導(dǎo)通阻抗。 另外，導(dǎo)通阻抗在整個(gè)輸入信號(hào)范圍內(nèi)基本不變。 CD4066 由四個(gè)相互獨(dú)立的雙向開關(guān)組成，每個(gè)開關(guān)有一個(gè)控制信號(hào)， 開關(guān)中的 p 和 n 器件在控制信號(hào)作用下同時(shí)開關(guān)。 這種結(jié)構(gòu)消除了開關(guān)晶體管閥值電壓隨輸入信號(hào)的變化， 因此在整個(gè)工作信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較低。 與單通道開關(guān)相比， 具有輸入信號(hào)峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：（ 1）模擬信號(hào)開關(guān) /多路復(fù)用：信號(hào)選通、調(diào)制器、靜噪控制、解調(diào)器、 削波器、換向開關(guān)（ 2）數(shù)字信號(hào)開關(guān) /多路復(fù)用 3、傳輸門邏輯實(shí)現(xiàn) 4、模擬到數(shù)字及數(shù)模轉(zhuǎn)換 5

10、、數(shù)字控制頻率，阻抗，相位和Analog Signal Gai nVS2576VS2576 系列電壓調(diào)節(jié)器是單片集成電路，提供了所有轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)節(jié)器的有效功能，在極好的線路和負(fù)載調(diào)解下具有3A 的驅(qū)動(dòng)能力。這種器件適合于3.3V ，5V ，12V ，15V 的固定電壓，和可調(diào)的輸出形式。只需最少數(shù)量的外圍器件， 調(diào)節(jié)器就會(huì)被使用， 內(nèi)部包含有頻率補(bǔ)償和一個(gè)固定頻率的振蕩器。VS2576 系列提供了一個(gè)高效的，比較流行的三端線性調(diào)節(jié)器，他從根根上降低了半導(dǎo)體散熱片的尺寸，在許多情況下不需要散熱?，F(xiàn)在幾個(gè)不同的生產(chǎn)商已經(jīng)生產(chǎn)了由VS2576 優(yōu)化制作的標(biāo)準(zhǔn)的電感器系列，這個(gè)特性大大簡化了功耗開關(guān)模式

11、的設(shè)計(jì)。其他特性還包括在指定的輸入電壓和輸出負(fù)載條件下，保證±4% 輸出電壓的誤差和 ±10% 振蕩器頻率的誤差。還包括外圍關(guān)閉電路，典型值為 50uA 備用電流。輸出轉(zhuǎn)換還包括在出錯(cuò)條件下， 環(huán)路電流限制和出于芯片保護(hù)熱敏關(guān)閉電路。主要特點(diǎn)：1、3.3V ，5V ，12V ，15V 的固定電壓和可調(diào)節(jié)的輸出形式2、可調(diào)節(jié)形式輸出電壓的范圍在1.23V 到 37V 之間（對(duì)于高壓系列為57V ），誤差范圍 ±4%3、保證 3A 的輸出電流4、輸入電壓范圍，對(duì)于高壓系列為40V 到 60V5、僅僅需要四個(gè)外圍器件6、內(nèi)部振蕩器為52kHz 的固定頻率7、TTL 關(guān)斷

12、電路能力，低功耗等待模式8、高效C39 ：穩(wěn)壓器二極管特點(diǎn)：總功耗： 1、最大 . 1.3 W ；2、工作電壓范圍：標(biāo)稱3.3 V 到 75 V (E24范圍）IN5822 ：3.0 安培壘肖特基整流器RED ：交流線路頻率分頻器P89LPC938FDH（微控制器（ MCU）8-bit 微控制器，帶有加速 two-clock 80C51核心 8 kb 的 3 V byte-erasable閃光 10-bit A/D 轉(zhuǎn)換器該 P89LPC938 是一種單芯片微控制器，低成本封裝，基于一個(gè)高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行在 2 到 4 個(gè)時(shí)鐘周期的指令，六倍標(biāo)準(zhǔn) 80C51 器件。許多系統(tǒng)級(jí)的功能已

13、被納入 P89LPC938 ，從而減少元件數(shù)量，電路板空間。主要特點(diǎn)：1、256-byte RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和輔助512-byte 片上 RAM2、CCU 提供 PWM, 輸入捕捉，輸出比較功能3、準(zhǔn)確度的內(nèi)部RC 振蕩器時(shí)不需要外部振蕩器的操作組件。該RC振蕩器選項(xiàng)可選，并?ne 可調(diào)4、 8-input 復(fù) 10-bit 的 A / D 轉(zhuǎn)換器 .兩個(gè)可選擇的模擬比較器輸入和參考源功能：1、一個(gè)高性能 80C51 CPU 提供 111 ns 指令周期 222 ns 所有除乘法和除法指令時(shí)，在 18 MHz 。執(zhí)行，這是六倍的標(biāo)準(zhǔn) 80C51 性能運(yùn)行在相同的時(shí)鐘頻率 . 較低的時(shí)鐘頻率相

14、同的性能結(jié)果，降低功耗 EMI 。2、串行 Flash ICP 允許簡單的生產(chǎn)與商用EPROM 編碼程序員。閃光安全bits防止讀數(shù)敏感的應(yīng)用程序。3、串行 Flash ISP 允許編碼，而該設(shè)備是安裝在最終應(yīng)用。4、在應(yīng)用中的 Flash 程序存儲(chǔ)器的編程 .這允許改變代碼在程序運(yùn)行。5、看門狗有獨(dú)立的片內(nèi)振蕩器，無需外部元件?？撮T狗預(yù)分頻器有8 種選擇AMS1084-3.3可調(diào)和固定的電壓調(diào)節(jié)器 AMS1084 系列旨在提供 5A 輸出電流和操作到 1V input-to-output 差距。該裝置的漏失電壓為保證在最大輸出的最大 1.5V 當(dāng)前，減少在低負(fù)載電流。片上微調(diào)調(diào)節(jié)參考電壓 1

15、%. 電流限制也修剪，超負(fù)荷的壓力下最小同時(shí)在條件穩(wěn)壓器和電源電路。該 AMS1084 設(shè)備的引腳與老式三端穩(wěn)壓器兼容， 并在 3 鉛 TO-2203 提供和 2 鉛 TO-263 （塑膠 DD) 和 TO-252 (D PAK)包裝。包裝，特征：1、三端可調(diào)或固定 1.5V, 2.5V, 2.85V, 3.0V, 3.3V, 3.5V和 5.0V2、電流輸出 5A3、操作低至 1V 漏失4、線路調(diào)整： 0.015%5、負(fù)載調(diào)整率： 0.1%6、TO-220, TO-263 和 TO-252 封裝應(yīng)用：1、高效率線性穩(wěn)壓器2、用于開關(guān)電源的后穩(wěn)壓器3、微處理器供應(yīng)4、電池充電器5、恒流穩(wěn)壓器6

16、、筆記本電腦 /個(gè)人電腦耗材AMS1117_2.5AMS1117 系列穩(wěn)壓器有可調(diào)版與多種固定電壓版，設(shè)計(jì)用于提供1A 輸出電流且工作壓差可低至1V 。在最大輸出電流時(shí)， AMS1117 器件的壓差保證最大不超過 1.3V ，并隨負(fù)載電流的減小而逐漸降低。AMS1117 的片上微調(diào)把基準(zhǔn)電壓調(diào)整到1.5% 的誤差以內(nèi)，而且電流限制也得到了調(diào)整，以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。AMS1117 器件引腳上兼容其他三端 SCSI 穩(wěn)壓器，提供適用貼片安裝的 SOT-223 ，8 引腳 SOIC ，和 TO-252(DPAK) 塑料封裝。應(yīng)用：高效率線性穩(wěn)壓器、用于開關(guān)電源的后穩(wěn)壓器、5

17、V 到 3.3V 線性穩(wěn)壓器、電池充電器、積極 SCSI 終結(jié)者、筆記本電腦的電源管理、電池供電的儀器IN4148 是一種小型的高速開關(guān)二極管，開關(guān)比較迅速，廣泛用于信號(hào)頻率較高的電路進(jìn)行單向?qū)ǜ綦x,以及通訊、電腦板、電視機(jī)電路及工業(yè)控制電路中CORE 雙核芯片，即在一枚芯片上封裝入兩個(gè)處理器。HEADER 5 X 25 X2 的接插件，用于接線 。復(fù)位電路復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即 4.75 5.25V 。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC 超過 4.75

18、V 低于 5.25V 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)， 復(fù)位信號(hào)才被撤除， 微機(jī)電路開始正常工作。單片機(jī)復(fù)位電路主要有四種類型： （1）微分型復(fù)位電路；（2）積分型復(fù)位電路；（3）比較器型復(fù)位電路；（4）看門狗型復(fù)位電路。復(fù)位電路工作原理： VCC 上電時(shí)， C 充電，在 10K 電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個(gè)毫秒后， C 充滿， 10K 電阻上電流降為 0，電壓也為 0，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。DS1232LPS該 DS1232LP/LPS 芯片低功耗 MicroMonitor 監(jiān)視微處理器三個(gè)重要條件：電源供應(yīng)器，軟件執(zhí)行和外部過騎 .引腳說明：PBRST 按鍵復(fù)位輸入TD 延時(shí)設(shè)置TOL 選擇 5%或 10% V CC 檢測GND 地面RST 復(fù)位輸出（高）RST 復(fù)位輸出（低電平有效，開漏）意法半導(dǎo)體 選通輸入VCC +5 伏電源SKP1：揚(yáng)聲器PDIUSBP11ADPDIUSBP11A是一個(gè)通用的 USB 收發(fā)器芯片。U