智能小車設(shè)計(jì)論文

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題 目 智能小車的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名饒曉東院（系）機(jī)械與電氣工程學(xué)院10機(jī)械電子工程01班學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師2010100548于禎南昌工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、課程設(shè)計(jì)（論文）題U：智能小車的設(shè)計(jì)II、課程設(shè)計(jì)（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：通過Intel8253和1298N實(shí)現(xiàn)汽車的加速、減速、剎停，并可通過兩個(gè)電完成日期2013年5月31日機(jī)的不同轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)等功能III、課程設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容及完成時(shí)間：1、查閱資料，確定硬件系統(tǒng)框圖組成。（5月20日5月22日）2、設(shè)計(jì)完整電原理圖。（5月23日5月25日）3、設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)流程框圖。（5月26日5月2

2、7 B）4、按流程編寫各功能模塊程序。（5月28日5月29日）5、完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告（5月30日5月31日）IV主要參考資料：1、張俊漠，單片機(jī)中級(jí)教程一原理與應(yīng)用北京航空航天大學(xué)出版社20022、郭天祥，51單片機(jī)c語言教程機(jī)械與電氣 系10機(jī)械電子（本）專業(yè)類01班學(xué)生：饒曉東日期：自2013年5月20日至2013年5月31日指導(dǎo)教師：于禎助理指導(dǎo)教師（并指出所負(fù)責(zé)的部分）：教研室主任附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的課程設(shè)計(jì)說明書首頁。摘要智能作為現(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)勘探等等的用途。智能 電動(dòng)車就是其中的

3、一個(gè)體現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)的簡易智能電動(dòng)車，采用AT89C52單片機(jī)作 為小車的檢測(cè)和控制核心； 在小車行駛的過程中能夠根據(jù)不同的要求通過改變PWM輸出改變小車的行駛速度。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，較容易實(shí)現(xiàn)，但具有高度的智能化、 人性化，一定程度體現(xiàn)了智能。采用的技術(shù)主要有：1、通過AT89C32自帶的定時(shí)器設(shè)置PWM輸出來控制小車的速度；2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N控制兩個(gè)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)向；3、數(shù)碼管顯示測(cè)量數(shù)據(jù)LI錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)：52.方案設(shè)計(jì)、選擇與確定52. 1電源模塊52. 1. 1方案152. 1.2方案252. 1. 3方案選擇52. 2數(shù)據(jù)顯示模塊62.2. 1方案162.2.2方案262. 3測(cè)

4、速模塊：62. 3. 1方案1：62.3.2方案2：62.4控制模塊72.4. 1方案172.4.2方案272.4.3方案372. 5總體方案72. 6人員分工83.硬件電路設(shè)計(jì)83. 1鎖存器模塊83.2單片機(jī)模塊83. 3顯示模塊93. 4驅(qū)動(dòng)模塊93. 5整體模塊104.系統(tǒng)程序：105.心得體會(huì)171.設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)智能小車，實(shí)現(xiàn)小車的加速、減速、前進(jìn)、后退，并可通 過兩個(gè)電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。2.方案設(shè)計(jì)、選擇與確定2.1電源模塊直接使用一般5號(hào)電池串聯(lián)給單片機(jī)電機(jī)供電，該方案優(yōu)點(diǎn)是方案比較簡單 方便，價(jià)格便宜。2. 2數(shù)據(jù)顯示模塊用數(shù)碼管及時(shí)顯示小車的數(shù)度檔位，

5、共有四檔，1檔最低，4檔最高，從而顯示數(shù) 度等級(jí)。2. 4控制模塊使用STC89C52單片機(jī)。STC89C52單片機(jī)價(jià)格便宜，片內(nèi)資源也比較豐富， 但是外部中斷口較少，而且使用其定時(shí)器模擬PWM輸出是占用太對(duì)CPU時(shí)間，使用 起來不方便。使用Megal28單片機(jī)。Megal28片內(nèi)資源也比較豐富，但是外部中斷口較 多，功能強(qiáng)大，但是價(jià)格比較貴，而且其封裝只有貼片封裝不方便使用。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反 復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器 件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)

6、生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系 統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。所以最終選擇AT89C52。2. 5總體方案整個(gè)電路系統(tǒng)分為AT89C52控制、濾波電路、L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)、LCD液晶顯示 六個(gè)模塊。首先利用輸出相應(yīng)的信號(hào)給驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制整個(gè)小 車的運(yùn)動(dòng)過程。2. 6人員分工山于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量比較大，我們選擇人員分小組分模塊設(shè)計(jì)調(diào)試方 式。既可以發(fā)揮各個(gè)隊(duì)員的優(yōu)勢(shì)乂能發(fā)揮團(tuán)體協(xié)作的力量。我們組有10個(gè)人，分成：主要負(fù)責(zé)硬件設(shè)汁調(diào)試以及相關(guān)資料的搜索。負(fù)責(zé)軟件設(shè)汁調(diào)試以及相關(guān)資料的搜索。3.硬件電路設(shè)計(jì)3.1鎖存器模塊3. 2單片機(jī)模塊LE13. 3顯示模

7、塊3. 4驅(qū)動(dòng)模塊0回3. 5整體模塊從單片機(jī)輸出的信號(hào)功率很弱，即使在沒有其它外在負(fù)載時(shí)也無法帶動(dòng)電 機(jī)，所以在實(shí)際電路中我們加入了電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片提高輸入電機(jī)信號(hào)的功率，從而能 夠根據(jù)需要控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)功率大小以及連接電路的簡化要求選擇L298N,其外形、管腳分布如圖所示。從圖中可以知道，一塊L298Y芯片能夠驅(qū)動(dòng) 兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，它的使能端可以外接高低電平，也可以利用單片機(jī)進(jìn)行軟件控制， 極大地滿足各種復(fù)雜電路需要。另外，L298N的驅(qū)動(dòng)功率較大，能夠根據(jù)輸入電壓 的大小輸出不同的電壓和功率，解決了負(fù)載能力不夠這個(gè)問題。4.系統(tǒng)程序：按照預(yù)定的功能，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能的程序如下所示：n

8、clude #define uchar unsigned charsbit dula二F3P;數(shù)碼管顯示段選I/O口定義sbit wela=P3l;/數(shù)碼管顯示位選I/O口定義sbit b5二P1/5;sbit pwml二F6;/I號(hào)電機(jī)輸出脈沖sbit pwm2二Pl7;/2號(hào)電機(jī)輸出脈沖sbit jijkey二P26;/加速鍵sbit jian_key=P27;/減速鍵sbit zuozhuan_key=P24;/左轉(zhuǎn)鍵sbit youzhuan_key=P25;sbit qianjing_key=P22;sbit houtui_key=P23;sbit kaiqi_key=P20;sbi

9、t zt_key二P2l;sbit bO二P0;/右轉(zhuǎn)請(qǐng)進(jìn)按鈕/后退按鈕/開啟按鈕/停按鈕控制1號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)sbit bl=Pri;控制1號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)sbit b2二P2;控制2號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)sbit b3二F3;/控制2號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)sbit b4二P4;控制L298的開關(guān)uchar numlO, num2=0, show_num=0, gao_numl=0, di_numl二0, gao_num2=0,di_num2二0;uchar code table = 0 x3f, 0 x06, 0 x5b, 0 x4f,0 x66, 0 x6d, 0 x7d, 0 x07,0 x7f, 0 x6f, 0 x7

10、7, 0 x7c,0 x39, 0 x5e, 0 x79, 0 x71;/數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)表格void delay(uchar sj)/延時(shí)程序uchar j, k;for(j=sj; j0; j)for(k=U0;k0;k);void displayO/顯示程序dula=0;P0=tableshow_num;dula=l;dula=O;numl二1;/讓1號(hào)電機(jī)到一檔wela=O;PO二Oxfe;wela=l;wela=0;delay (5);void key()/按鍵檢測(cè)處理函數(shù)辻(kaiqi_key=0&b4=0&b5=0)delay (5);/消抖辻(kaiqi_key

11、0)/開啟鍵b4=l;/開啟L298驅(qū)動(dòng)器b5二1;num2=l;/2號(hào)電機(jī)至2檔bO二1;/讓1號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)bl二0;b2二1;/讓2號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)b3=0;while(kaiqi_key0);辻(z t _key0&b4 l&b 51)/暫停delay (5);if (zt_key=0)b4=0;b5=0;bO二0;bl二0;while(jia_key=0);/等待按鍵松開b2=0;b3二0;while(zt_key=0);辻(j i a_key=0&b4= 1 &b 5= 1)/加速delay (5);if(jia_key=0)numl+;/加速鍵按下，速度標(biāo)志

12、加1num2+;辻(numl=5)已達(dá)到最大3,則保持num1=4;if(num2=5)num2=4;辻(j ian_keyz:0&b4lfeftbS!)delay (5);if (jian_key0)if(numl!=1)numl；/減速鍵按下，速度標(biāo)志位減1elsenuml=l;辻(num2!=l)num2一一；elsenum2=l;while(jian_key=0);辻(qianj i ng_key0&b4l&b 51)delay (5);if (qianj ing_key0)bO二1;bl二0;b2二1;b3=0;while(qianjing_key0);辻(h

13、outui_key0&b4l&b5l)delay (5);if (hou tui _key0)/后退鍵bO=O;bl二1;b2=0;b3=l;while(houtui_key=0);辻(zuozhu3n_key=:z0&b4二二l&b5二二1)delay (5);if(zuozhuan_key=0)numl=l;num2=2;辻(youzhuan_key=0&b4=l&b5=l)/右轉(zhuǎn)標(biāo)志delay (5);if(youzhuan_key=0)num1=2;num2=l;while (youzhuan_key=0);void dispose()/

14、根據(jù)速度標(biāo)志進(jìn)行處理switch(numl) case 1：/檔的時(shí)候高電平占1/4show_num=l;gao_numl=l;di_numl=3;break;case 2:show_num=2;/二檔的時(shí)候高電平占2/4gao_numl=2; di_numl=2;break;case 3: show_num二3; gao_numl=3; di_numl=l;break;case 4:show_num=4; gao_numl=4; di_numl=O;break; switch(num2) case 1: gao_num2=l; di_num2=3; break;case 2: gao_num

15、2=2; di_num2=2; break;case 3: gao_num2=3; di_num2=l; break;case 4: gao_num2=4; di_num2二0;break;void main()uchar m;uchar n;b0=0;bl二0;b2=0;b3=0;b4=0;b5=0;pwml二0;pwm2二0;while (1)key();dispose();if(di_num2!=0)for(n=0;ndi_num2;n+)pwm2=0;display ();for(n=0;ngao_num2;n+)pwm2=l;displayO ;pwm2二0;if(di_numl!=

16、0)for(n=0;ndi_numl;n+)pwml二0;display ();for(n=0;ngao_numl;n+)pwml=l;display ();pwml二0;4.系統(tǒng)程序以及流程圖:EHJ按鍵檢測(cè)3KIY開啟鍵是否按下XY暫停鍵是否按下速度標(biāo)志至11111速度標(biāo)志清0ri1 J加（減）速鍵 （減）Y1 |是否最高是否按下（低）速 Yi速度標(biāo)志自加前進(jìn)（后退）速鍵是否按下Y速度標(biāo)志為正（負(fù)）是否按下通過速度標(biāo)識(shí)，從而達(dá)到控制輸出脈沖的占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速速碼管顯示速度值左（右）轉(zhuǎn)鍵Y兩速度標(biāo)志不同6.心得體會(huì)通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好 地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn) 勝自己，超越自己。創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使之功能不斷完善，成 為真己的東西。這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們通過學(xué)習(xí)，參考資料學(xué)會(huì)了編程，繪圖， 小車組裝等過程。設(shè)計(jì)結(jié)果能夠符合題意，成功完成了此次實(shí)習(xí)要求，我們不只在 乎這一結(jié)果，更加在乎的，是這個(gè)過程。這個(gè)過程中，我們花費(fèi)了大量的時(shí)間和精 力，更重要的是，我們?cè)趯W(xué)會(huì)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，同時(shí)還懂得合作精神的重