智能小車說明書

1、基于STC12C5A60S2單片機智能輪式小車設(shè)計摘要：以STC12C5A60S2單片機為核心，由主控模塊、傳感器模塊、電機驅(qū)動模 塊等組成，完成路面信息檢測、循跡，尋找火源，直流電機控制等功能。路面 信息檢測、循跡采用紅外光電尋跡傳感器判斷接收地面反射光線的方式反饋， 通過高低電平來進行路面檢測、 路徑判斷；尋找火源采用火焰?zhèn)鞲衅髋袛嗷鹪?所在方位；電機直流驅(qū)動則用來保證小車以最快的速度行駛。關(guān)鍵詞：智能小車、STC12C5A60S2單片機、紅外傳感器、循跡傳感器、碰撞傳 感器、直流電機目錄弓丨 言一總體設(shè)計方案 1.1 設(shè)計方案論證 1.2 方案的總體設(shè)計框圖 2.1硬件模塊組成.2.2中

2、央處理器模塊二硬件模塊設(shè)計2.3 傳感器模塊三功能介紹四軟件設(shè)計五參考文獻引言只能作為現(xiàn)代社會的新產(chǎn)物是以后的發(fā)展方向。它可以按照預(yù)先設(shè)定的模塊 在一個特定的環(huán)境里自動的運作，無需人為管理，便可以完成預(yù)期所要達到的或 更高的目標。本次設(shè)計一智能小車，小車能夠沿著特定軌跡行駛，躲避障礙物并能準確尋找到火源，發(fā)出警告功能。在此過程中要通過單片機和各種傳感器實現(xiàn)小車的前 進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)等基本操作。通過這些基本功能再加上相關(guān)的傳感器實現(xiàn) 具有特定功能的智能小車。這里在履帶式小車上加裝紅外反射、循跡、火焰?zhèn)鞲?器，在STC12C5A60S2單片機的管理和相關(guān)程序的控制下，能完成自動循跡及在復(fù)雜地形

3、的迷宮中尋找出路的功能。作品可以作為高級智能玩具，也可以作為大學(xué)生學(xué)習嵌入式控制的強有力的應(yīng)用實例，該系統(tǒng)將會有更廣闊的幵發(fā)前景。一.總體設(shè)計方案1.1 設(shè)計方案論證本次設(shè)計采用紅外傳感器來判定前方障礙的有無，使小車遇到障礙物時能即 使的避免的功能；采用火焰?zhèn)鞲衅鱽韺崿F(xiàn)尋找火源的功能；采用紅外尋跡傳感器基本操作傳STC12C5A二感,硬件模塊-設(shè)計S2單片2.1硬件模塊組成1.2方案的總體設(shè)計框圖本次創(chuàng)新設(shè)計所用到的硬件模塊有：中央處理器模塊、傳感器模塊、直流電機驅(qū)動模塊、調(diào)試電路模塊。2.2中央處理器模塊本文采用的STC12C5A60S2單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘 /機器周期(1T)的 單

4、片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳 統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成 MAX81C專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10 位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機控制，強干擾場合。2.3傳感器模塊本次課程設(shè)計所用到的傳感器有： 碰撞傳感器、尋跡傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌?1) 紅外尋跡傳感器: 工作原理：紅外尋跡模塊是利用紅外線反射的原理，根據(jù)反射的強度來判定顏色。本尋跡模塊是 用來識別黑白線，黑線輸出高電平，白線輸出低電平。由于使用的是紅外線，所以抗干擾能 力很強。這樣做更加確保了機器人的穩(wěn)定性。(2)紅外線反射型傳感器 工作原理:紅外線反射傳感器是利

5、用紅外線反射的原理，根據(jù)反射的強度來判定前方障礙的有無。當電源接通后，紅外線傳感器就幵始工作了，當小車距離障礙物達到 所設(shè)定的范圍時，傳感器接收到反射回來的紅外線達到一定程度后，傳感器內(nèi)部 通過三極管放大作用，輸出低電平，我們可以利用CPU判斷后，執(zhí)行相應(yīng)的程序，達到繞幵障礙物的目的。在距離適中的時候測量精度很高。由于使用的是紅外線， 所以抗干擾能力很強。這樣做更加確保了小車的穩(wěn)定性。應(yīng)用領(lǐng)域：一般可以制作料位液位計、報警器、自動門、倒車防撞儀、玩具等。制作時只要安裝正確，上電即可工作，無需調(diào)整。？如有特殊要求可定制開發(fā)。？（3）火焰?zhèn)鞲衅鳎汗ぷ髟恚夯鹧娴臒彷椛渚哂须x散光譜的氣體輻射和連續(xù)光

6、譜的固體輻射。不同燃燒物的火焰輻射強度、波長分布有所差異，但總體來說，其對應(yīng)火焰溫度的1-2微米近紅外波長域具有最大的輻射強度。火焰?zhèn)鞲衅魇菣C器人專門用來搜尋火源的傳 感器?；鹧?zhèn)鞲衅骼脤t外線特別敏感的特點，將火焰的亮度轉(zhuǎn)化成高度變化 的電平信號，輸入到處理器中。應(yīng)用領(lǐng)域：火焰模塊主要用于測量環(huán)境光的強弱。？例如：滅火比賽時用于測量火焰值；？足球比賽時，用于確定足球的方向，等等。？三. 功能介紹本次創(chuàng)新設(shè)計主要實現(xiàn)的功能是：首先在預(yù)先設(shè)定的區(qū)域，小車沿黑線前進， 在沿黑線前進過程中如果遇到障礙物則自行繞過并繼續(xù)沿黑線前進?；鹧鏌嵩磦?感器會搜尋一定范圍內(nèi)是否有火源，如果有則在行至火源處停止

7、并警報，然后繼 續(xù)搜尋下一個火源，搜尋可探測范圍內(nèi)是否有火源。四. 軟件設(shè)計/ #i nclude "reg52.h"#i nclude vstri ng.h>#i nclude "STC12C5A60S2.h"sbit TL=P3A2;/左傳感器sbit TR=P3A1;/右傳感器sbit red二卩0八3;/紅外傳感器sbit fmq=P0A6;/ 蜂鳴器float Fire=0;/火焰電壓值sbit MR1二卩3八7;/ 右輪sbit MR2=P3A6;sbit ML1=P3A5;/ 左輪sbit ML2二P3A4;bit flag=0;vo

8、id Delay_Ms( un sig ned int ms) un sig ned int i;while(ms-)for(i=0;i<125*10;i+)if(TL=1|TR=1)&&flag)retur n;void beep(void)un sig ned char i;for(i=0;i<5;i+)fmq=0;Delay_Ms(200);fmq=1;Delay_Ms(200);void MRF()MR1=1;MR2=0;void MRB()MR1=0;MR2=1;void MRP()MR1=0;MR2=0;void MLF()ML1=1;ML2=0;voi

9、d MLB()ML1=0;ML2=1;void MLP()ML1=0;ML2=0;void Forward。/ 前MRF();MLF();void TurnLeft() / 左MRP();MLF();void Back() / 退MRB();MLB();void Stop() / 停MRP();MLP();void TurnRight() / 右MLP();MRF();void xunji(void)/ 循跡if(TL=0&&TR=0)MRF();MLF();if(TL=1 &&TR=0)Turn Left();if(TL=0&&TR=1)Tur

10、 nRight();*模塊*/float ADC_L()float ADC_Result;P1ASF=0x40;/P1ASF=01000000 P1A6 口作為模擬 A/D 轉(zhuǎn)換口AUXR1=OxO4;/ADRJ=1,高 2 位放在 ADC_RE中，低 8 位放在 ADC_RES中,轉(zhuǎn)換結(jié)果=1024*V in/VccDelay_Ms(10);ADC_Result二ADC_RESL+ADC_RES*256; /取值A(chǔ)DC_Result=(ADC_Result*500)/1024; / 轉(zhuǎn)換為電壓ADC_C0NTR=0x00;/關(guān)閉ADC以節(jié)約能量 return ADC_Result;void

11、avoid()Back();Delay_Ms(100);/倒退延時Tur nLeft();Delay_Ms(400);/左轉(zhuǎn)延時Forward。;Delay_Ms(400);/前進延時flag=1;Tur nRight();Delay_Ms(400);/右轉(zhuǎn)延時Forward。;Delay_Ms(400);/前進延時；過障礙Tur nRight();Delay_Ms(350); / 右轉(zhuǎn)延時flag=O;void mai n()float ADC_Val;/ SP=0x70;P1M0|=0x40;P1M1|=0x40;Forward。；while(1)ADC_Val= ADC_L();if(T

12、L=1 &&TR=1) / 循跡Forward。；else if(TL=1 &&TR=0)Tur nLeft();else if(TL=0&&TR=1)Tur nRight();else if(TL=0&&TR=0)Forward。；/ 循跡if(ADC_Val<300)stop();beep();while(ADC_Val<300)ADC_Val= ADC_L();if(red=0)avoid();五. 參考文獻1. 李正軍。計算機控制系統(tǒng)。北京：機械工業(yè)出版社，20052. RamonPallas-Areny ，J

13、ohnG.Webster (美)。傳感器和信號調(diào)節(jié)，第 2 版。張倫譯。北京：清華大學(xué)出版社，20033. 船倉一朗，土屋堯等(日)。機器人控制電子學(xué)。宗光華，楊洋，唐伯雁譯。北京：科學(xué)出版社，20044. 羅亞非等。凌陽16位單片機應(yīng)用基礎(chǔ)。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20035.童詩白，華成英。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社，20036閻石。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社，19837.高峰編。單片微型計算機原理與接口技術(shù)。北京：科學(xué)出版社，20038.創(chuàng)新設(shè)計小結(jié)：本次創(chuàng)新設(shè)計我們選擇了制作一個智能消防小車。這次設(shè)計共用了2周的時間。兩周里我們經(jīng)過了選題、查找資料、設(shè)計方

14、案、選擇方案、組裝 小車、設(shè)計程序等過程。這些過程看似簡單但是在設(shè)計中途，我們遇到了許 多問題和困難。面對這些困難，有些通過我們互相討論得到解決，有些通過 查找資料解決，有些通過向同學(xué)請教解決。從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題這一過程我覺得我們的學(xué)習能力得到了很大的鍛煉。但是我們也發(fā)現(xiàn)了許多自己的不足之處，例如我們的理論知識不夠充 足，一些基礎(chǔ)的知識掌握的不是很牢靠，在設(shè)計時細節(jié)的處理不夠好等。這 些不足之處正是我們所遇到問題的根源， 也因為這些我們多走了很多彎路和 錯路。能夠意識到自己的不足才能夠彌補這些不足之處，自身才能夠獲得進 步，我想這也是我們這次創(chuàng)新設(shè)計的一個收獲吧。在設(shè)計中我們還用到了 STC

15、12C5A60S單片機，這屬于單片機這方面的知識，對于這方面是我知識 的薄弱方面，但是這次設(shè)計的核心就是對 STC12C5A60S單片機的運用，這 樣通過設(shè)計過程的再學(xué)習我發(fā)現(xiàn)我現(xiàn)在對單片的認識更進了一步。為了實現(xiàn)消防功能我門還運用了循跡傳感器、光電傳感器、火焰?zhèn)鞲?器共三種傳感器。這三種傳感器在我們的日常生活中或許聽到過，但是對絕 大部分人來說接觸的并不多，就我來說，說實話我在設(shè)計之前我是沒見過的。 對于這三個新的東西，我們只能從資料上了解它們的性能，然后通過實驗去 了解它們，從而將他們運用到消防小車上。從這方面來說大大的鍛煉了我們對新事物的接受能力，以及學(xué)習能力當我們將小車組裝好后經(jīng)過多次的修改和調(diào)試測量，這次設(shè)計基本符 合我們預(yù)想的設(shè)計要求，由于受人為因素和軟硬件的限制，系統(tǒng)難免不了帶 來一些誤差，但通過調(diào)節(jié)和精確計算可以減小誤差，并且在不斷的摸索前進 中我們學(xué)到了很多東西。特別是，在其他同學(xué)的幫助下，我們獲得的不只是 知識和成果，還有比之更重要的學(xué)習方法和解決問題的能力，這將是我們一 生的財富，就像我們在老師的幫助下不斷的尋找著打開各個知識寶庫的金鑰 匙。通過這次創(chuàng)新設(shè)計，我