自動往返電動小汽車(附源代碼)(共34頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上自動往返電動小汽車論文學校： 華僑大學學院： 信息科學與工程學院 組別： 自控06組組員： * * *目 錄摘要.3第一章 總體設計方案.41.1系統(tǒng)方案選擇.41. 車體的選擇.42.方向控制的選擇.43.路程測量方案的選擇.51.2、總體方案框圖.5第二章 硬件設計.52.1 黑線識別探測器.52.2、直流電機驅(qū)動電路.62.3測速模塊6第三章 軟件設計.73.1小車車體調(diào)整的程序設計73.2尋黑線的程序設計.73.3 系統(tǒng)整體流程圖.8第四章 系統(tǒng)測試.94.1.測試方法：9第五章 總結(jié)與體會.9 摘要 單片機技術(shù)已經(jīng)十分普及，在實時檢測和自動控制的單片機應用系

2、統(tǒng)中，單片機往往是作為核心部件來使用。我們本次設計的自動往返電動小汽車，是以STC89C52單片機為控制核心，輔以傳感器、控制電路、顯示電路等外圍器件，構(gòu)成了一個車載控制系統(tǒng)。電動小汽車能夠根據(jù)題目要求在規(guī)定的軌道上完成調(diào)速、停車、調(diào)頭返回等運動形式；這輛小車還可以自動記錄、顯示一次往返時間、行駛距離及檢測到的黑線條數(shù)，當檢測到黑線時蜂鳴器發(fā)出報警，并用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)降速的功能。關(guān)鍵字：自動往返 STC89C52單片機 PWM脈寬調(diào)制AbstractSCM technology has become very popular, in real-time detection and au

3、tomatic control of the SCM application system, the microcontroller is often as a core component to use.We present the design of the automatic motor-driven car, is STC89C52 SCM as the control core, supplemented by the sensor, the control circuit, display circuit and other peripheral devices, consisti

4、ng of a vehicle control system. Electric cars will according to the requirement of the question in terms of the orbit speed, stop, turn round and go back to complete the form of motion; the car can automatically record, display a round trip time, distance and the detected line number, when the detec

5、ted line buzzer alarm, and use PWM technology to realize speed reduction function.第一章 總體設計方案1.1系統(tǒng)方案選擇：1. 車體的選擇方案一：用玩具車改造。成本較低，且省去很多制作上的麻煩，但是由于其是已經(jīng)設計好的產(chǎn)品，擴展性差，許多方面很難達到我們需要的要求。方案二：自己做車體。這樣可以制作出完全符合我們要求的小車車體，各部分可以進行專門的設計，但是制作方面費時費力，在整個題目中將占據(jù)較多的時間和精力，成本較高。綜上考慮，采用方案二，由于這只是練習，我們有多余的時間來自己設計一個比較有個性的車板，同時能根據(jù)

6、自己的需要來不斷的進行改造。2.方向控制的選擇： 為設計要求小車要在特定的跑道內(nèi)做往返運動，并且根據(jù)不同的黑線條數(shù)來進行不同前進速度，但同時跑道兩側(cè)也是黑線，這就要求小車能夠“識別”出是跑道邊沿線還是中間的黑線。方案一：在小車兩側(cè)加上紅外避障模塊，讓小車卡在特定的跑道前進，但由于黑線是在地上，紅外傳感必須固定在車上，這使得不僅不好固定紅外傳感模塊，同時也不能良好測到跑道邊沿線。方案二：在小車車頭裝四個黑線識別小模塊，位置如下圖。小車前進時，如果是正對中間黑線，即2、3探測器先碰見黑線，隨即便關(guān)閉1、4探測器，讓小車通過黑線后在開啟，在這之中還可以判斷2、3探測器是否同時通過黑線，并做出調(diào)整。當

7、小車是傾斜時，便是1、4探測器先碰見黑線，隨即控制小車轉(zhuǎn)向，使小車不跑出跑道。但當小車傾斜到垂直跑道時，小車就會跑出跑道?？紤]到小車跑道寬只有0.5m，因此垂直于跑道的情況會很小，所以我們選擇了第二種方案。3.路程測量方案的選擇 方案一：采用U型光電開關(guān)。當光電開關(guān)導通時產(chǎn)生高電平，反之則產(chǎn)生低電平，通過對脈沖的計數(shù)獲得速度信息，實現(xiàn)對速度的檢測。U型光電開關(guān)的最大優(yōu)點是測量精度高，簡單方便，而且成本也很低。 方案二：采用紅外探測模塊，固定在直流電機上，并在車輪上裝上黑白色的碼盤，通過對脈沖的計數(shù)來計算路程。 1.2、總體方案框圖： 單片機STC89C52 穩(wěn)壓 電路路面檢測電路 測路 程電路

8、 驅(qū)動 電路 報警 電路 顯示 電路第二章 硬件設計：2.1 黑線識別探測器黑白線檢測模塊采用了ST188紅外反射型對管作為傳感器，發(fā)射接收集成在一起，使用方便。由于采用紅外光，因此受可見光影響較小，在其輸出端接比較器，能得到更穩(wěn)定的波形。應用電路圖如下 2.2、直流電機驅(qū)動電路 直接選用L298N驅(qū)動直流電機，由單片機給它PWM波控制其驅(qū)動電機。原理圖如下： 2.3測速模塊測速模塊采用的原理圖和黑線檢測的原理圖一樣，本次設計采用的碼盤如下圖。車輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)產(chǎn)生4個脈沖，記為n，車輪每轉(zhuǎn)一周的周長為35cm。那么S=35n/4 cm。第三章 軟件設計3.1小車車體調(diào)整的程序設計頭安裝的4個黑線識

9、別傳感器傳來的數(shù)據(jù)來進行小車的轉(zhuǎn)向控制，以保證小車能過順利跑完全程且不超出跑道.（0表示沒檢測到黑線，1表示檢測到黑線）1234行為0000前進0001左轉(zhuǎn)1000右轉(zhuǎn)0110前進0100左轉(zhuǎn)（調(diào)整方向），前進0010右轉(zhuǎn)（調(diào)整方向），前進1100左轉(zhuǎn)0011右轉(zhuǎn)xxxx后退3.2尋黑線的程序設計 采用的是掃描I/O口的方法來尋找黑線，當黑線檢測模塊在沒檢測到黑線時輸出的高電平，檢測到黑線時會產(chǎn)生一個低電平，形成一個下降沿，同時設定中斷的觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。3.3 系統(tǒng)整體流程圖開始 延時0.5s 初始化檢測中間黑線檢測左右黑線否是否 再啟動 減速 有黑線？是是 黑線數(shù)量加1避障處理 前進

10、停止減速轉(zhuǎn)動180度黑線數(shù)=3？是 停車10s否黑線數(shù)=4？是否是否黑線數(shù)=6？黑線數(shù)=9？否是黑線數(shù)=10？否否黑線數(shù)=12？是 停車并顯示時間路程第四章 系統(tǒng)測試4.1.測試方法： 時間的測量直接用秒表測量，距離固定值，用米尺來測量，與單片機測量出的距離進行比較，小車的中心與起點線和終點線的偏差。測量次數(shù)系統(tǒng)時間（s）實際時間（s）系統(tǒng)距離(m)實際距離 (m)時間差(s)距離差(cm)與終點偏差(cm)與起點偏差（cm）133338.007.208010236367.957.217521332327.57.213031432327.77.205011第五章 總結(jié)與體會通過參與這次電子設計

11、大賽，我們遇到了很多實際問題，這加深了對課堂知識的印象，也體會到了實際工作中的很多困難，從中領(lǐng)會了科學研究中所需的嚴謹求實態(tài)度，增強了與隊友間的團結(jié)協(xié)作精神，并學會了一些基本的實踐技能，使我們獲益非淺。#include<reg52.h>#include<intrins.h> #include<string.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char/停車#define stop(); IN31=0; IN32=0; IN33=0; IN34=0;/后退#define back(); IN31=

12、0; IN32=1; IN33=0; IN34=1;/前進#define go(); IN31=1; IN32=0; IN33=1; IN34=0;/前進時左轉(zhuǎn)#define left_g(); IN31=0; IN32=0; IN33=1; IN34=0;/前進時右轉(zhuǎn)#define right_g(); IN31=1; IN32=0; IN33=0; IN34=0;/后退時左轉(zhuǎn)#define left_b(); IN31=0; IN32=1; IN33=0; IN34=0;/后退時右轉(zhuǎn)#define right_b(); IN31=0; IN32=0; IN33=0; IN34=1;/原地打

13、轉(zhuǎn)180#define turn_round(); IN31=1; IN32=0; IN33=0; IN34=1;sfr T2MOD=0xc9;/使用定時器2時必須sbit IN31= P20;/直流電機輸入端IN1sbit IN32= P21;/直流電機輸入端IN2sbit IN33= P22;/直流電機輸入端IN3sbit IN34= P23;/直流電機輸入端IN4sbit EN12= P24;/直流電機輸入端IN3sbit EN34= P25;/直流電機輸入端IN4sbit rw=P31; /1602端口定義sbit en=P30; /1602端口定義sbit rs=P37; /1602

14、端口定義sbit Test_Black_tape=P33;/小車車輪檢測黑帶條紋數(shù)sbit bing=P36; /蜂鳴器sbit Test_left=P00; /黑線左檢測端口定義sbit Test_Middle_left=P01; /黑線中檢測端口定義sbit Test_Middle_right=P02; /黑線右檢測端口定義sbit Test_right=P03; /黑線右檢測端口定義uchar PWM12=47,PWM34=49;/PWM12控制EN12，PWM34控制EN34uchar PWM_i=0;/調(diào)速脈沖進行計時uchar Test_flag =0;/低四位表黑線情況，第四，三

15、，二，一位表示左，左中，右中，右側(cè)探測結(jié)果，1表示在黑線上uchar detector=8; /4-左側(cè)探測器，2-中間探測器，1-右側(cè)探測器uchar left_flag=0; /首先檢測到黑線時被標記為1；uchar right_flag=0; /首先檢測到黑線時被標記為1；uchar count=0; / 對黑條進行計數(shù)uchar correction_flag=0;/方位矯正函數(shù)標志位，為1時可執(zhí)行矯正函數(shù)uchar Control_rotation_angle=0; /控制矯正函數(shù)轉(zhuǎn)角大小uchar Control_bing=0;/控制蜂鳴器位，為1時蜂鳴器按一定頻率響uchar b

16、ing_i=0;/控制蜂鳴器頻率uchar flag=1;/控制兩邊邊ST188開關(guān)，flag為1時開uint Timing=0;/控制兩邊邊ST188開關(guān)，Timing(定時器中）等于300時（600ms），flag置為1uint mstcnt=0;/定時器重時間計數(shù)，每1ms加1uint time=0;/全程時間uint Time_delay=0;/延時時間（2ms）uchar Time_delay_flag=0;/啟動延時計時的標志位，1時啟動uint Time_interval=0;/中間兩個傳感器檢測的黑線相差的時間（ms）uchar Time_interval_flag=0;/啟動

17、中間兩個傳感器檢測的黑線相差的時間（ms）的標志位，1時啟動uchar Control_count=1; /為1時允許flag開始計時uchar turn_round_flag=1; /轉(zhuǎn)彎標志位uint distance=0,Subsection_distance=0;/全程，每一段時間所行使的路程uint cycle_number=0;/ 記錄小車車輪的圈數(shù)uchar open_interrupt0=0;/當Close_interrupt=1時，外部中斷1s后打開uint interrupt0_i=0;/1s打開中斷進行計時uchar stop_flag=0; /終點起點停車標志位ucha

18、r disbuf4=0; /存放路程uchar seconde3=0; /存放時間uchar number2=0; /存放黑條數(shù)目uchar code table1="S: 0.0 m t: 0s"uchar code table2=" count:00" ;/*延時子函數(shù)1us*/ void delay1us(uint us) while(us-) ; /*延時子函數(shù)1ms*/void delay1ms(uint ms) uchar j; while(ms-) for(j=0;j<120;j+); void write_com(uchar com

19、)/1602寫指令 rs=0; P1=com; delay1us(4); en=1; en=0; void write_data(uchar data0)/1602寫數(shù)據(jù) rs=1; P1=data0; delay1us(4); en=1; en=0; void display1( ) /顯示時間路程程序 disbuf0 = (distance/1000)%10)+0x30; /路程(cm)千位 disbuf1 = (distance/100)%10)+0x30;/路程(cm)百位 disbuf2 = (distance/10)%10)+0x30; /路程(cm)十位 disbuf3 = (d

20、istance%10)+0x30;/路程(cm)個位 seconde0 = (time/100)+0x30;/時間百位 seconde1 = (time%100)/10)+0x30; /時間十位 seconde2 = (time%10)+0x30;/時間個位 if(disbuf0=0x30) disbuf0=0x20;/如果百位為0，不顯示（顯示空格） if(seconde0=0x30) seconde0=0x20;/如果百位為0，不顯示（顯示空格） if(seconde1=0x30) seconde1=0x20;/如果百位為0，十位為0也不顯示（顯示空格） write_com(0x80+2)

21、; /顯示路程十位delay1us(2);write_data(disbuf0); delay1us(2); write_com(0x80+3); /顯示路程個位delay1us(2);write_data(disbuf1);delay1us(2);write_com(0x80+5); /顯示路程十分位位delay1us(2);write_data(disbuf2);delay1us(2);write_com(0x80+6); /顯示路程百分位delay1us(2);write_data(disbuf3);delay1us(2);write_com(0x80+12); /顯示時間百位delay

22、1us(2);write_data(seconde0); delay1us(2); write_com(0x80+13); /顯示時間十位delay1us(2);write_data(seconde1);delay1us(2);write_com(0x80+14); /顯示時間個位delay1us(2);write_data(seconde2);delay1us(2);void display2( ) /顯示黑帶函數(shù) number0 = (count/10)+0x30; /黑帶數(shù)目十位 number1 = (count%10)+0x30;/黑帶數(shù)目個位 if(number0=0x30) num

23、ber0=0x20;/如果十位為0，不顯示（顯示空格） write_com(0x80+0x40+10); /顯示黑條數(shù)目十位write_data(number0);delay1us(2);write_com(0x80+0x40+11); /顯示黑條數(shù)目個位delay1us(2);write_data(number1);/*計算路程，并把結(jié)果放入lcd1602緩沖區(qū)*/void count_distance() Subsection_distance=cycle_number*5; distance=distance+Subsection_distance; cycle_number=0; /*

24、小車前進轉(zhuǎn)彎函數(shù)*/void search_back_small( ) /后退小步,緩沖作用 back(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<130); /定時器2延時130x2=260ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_back( ) /后退 back(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<200); /定時器2延時200x2=400ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void

25、search_right_g_5( )/前進實現(xiàn)右轉(zhuǎn) right_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<30); /定時器2延時30x2=60ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_right_g_10( )/前進實現(xiàn)右轉(zhuǎn) right_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<70); /定時器2延時70x2=140ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_rig

26、ht_g_20( )/前進實現(xiàn)右轉(zhuǎn) right_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<100); /定時器2延時100x2=200ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_right_g_30( )/前進實現(xiàn)右轉(zhuǎn) right_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<130); /定時器2延時130x2=260ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_right_g

27、_40( )/前進實現(xiàn)右轉(zhuǎn) right_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<170); /定時器2延時170x2=340ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_right_b( )/后退實現(xiàn)右轉(zhuǎn) right_b(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<105); /定時器2延時105x2=210ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_left_g_5( )/前進

28、實現(xiàn)左轉(zhuǎn) left_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<25); /定時器2延時25x2=50ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_left_g_10( )/前進實現(xiàn)左轉(zhuǎn) left_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<45); /定時器2延時45x2=90ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_left_g_20( )/前進實現(xiàn)左轉(zhuǎn) left_g();

29、 Time_delay_flag=1; while(Time_delay<70); /定時器2延時70x2=140ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_left_g_30( )/前進實現(xiàn)左轉(zhuǎn) left_g(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<90); /定時器2延時90x2=180ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_left_g_40( )/前進實現(xiàn)左轉(zhuǎn) left_g(); Time_delay_

30、flag=1; while(Time_delay<130); /定時器2延時130x2=260ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void search_left_b( ) /后退實現(xiàn)左轉(zhuǎn) left_b(); Time_delay_flag=1; while(Time_delay<115); /定時器2延時115x2=230ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop();void turn_round_180( ) turn_round(); Time_delay_flag=1; while(T

31、ime_delay<580); /定時器2延時560x2=1160ms Time_delay_flag=0; Time_delay=0; stop(); /*矯正小車方位函數(shù)*/void rotation_angle( ) if(Time_interval>=0)&&(Time_interval<=2) Control_rotation_angle=0; /不轉(zhuǎn)角 if(Time_interval>2)&&(Time_interval<=10) Control_rotation_angle=1; /轉(zhuǎn)角5度 if(Time_inte

32、rval>10)&&(Time_interval<=25) Control_rotation_angle=2; /轉(zhuǎn)角10度 if(Time_interval>25)&&(Time_interval<=40) Control_rotation_angle=3; /轉(zhuǎn)角15度 if(Time_interval>40)&&(Time_interval<=60) Control_rotation_angle=4; /轉(zhuǎn)角20度 if(Time_interval>60)&&(Time_interv

33、al<=90) Control_rotation_angle=5; /轉(zhuǎn)角25度 if(Time_interval>90)&&(Time_interval<=150) Control_rotation_angle=6; /轉(zhuǎn)角25度 if(left_flag=1) /左邊先檢測到黑線 switch(Control_rotation_angle) case 1: search_left_g_5( ); break;case 2: search_left_g_10( ); break;case 3: search_left_g_20( ); break;case

34、4: search_left_g_30( ); break;case 5: search_left_g_40( ); break;case 6: search_left_g_40( ); break;default: break; else if(right_flag=1) switch(Control_rotation_angle) case 1: search_right_g_5( ); break;case 2: search_right_g_10( ); break;case 3: search_right_g_20( ); break;case 4: search_right_g_3

35、0( ); break;case 5: search_right_g_40( ); break;case 6: search_right_g_40( ); break;default: break; right_flag=0; left_flag=0; Time_interval_flag=0; Time_interval=0;/*檢測左中右三處黑線情況*/void Testing ( ) Test_flag=0; /標志位清零 detector=8; /標志位清零 while(detector) switch(detector) case 8: if(Test_left=0)&&am

36、p;(flag=1)/左側(cè)紅外傳感器檢測黑線情況(flag為0時對應為始終為0） Test_flag=Test_flag|detector;/將Test_flag對應的標志為1，1表示檢測到黑線 break; case 4: if(Test_Middle_left=0) /左側(cè)紅外傳感器檢測黑線情況 Test_flag= Test_flag|detector; flag=0;Control_count=1;/將Test_flag對應的標志為1，1表示檢測到黑線 break; case 2: if(Test_Middle_right=0) /左側(cè)紅外傳感器檢測黑線情況 Test_flag=Tes

37、t_flag|detector; flag=0;Control_count=1;/將Test_flag對應的標志為1，1表示檢測到黑線 break; case 1: if(Test_right=0)&&(flag=1)/左側(cè)紅外傳感器檢測黑線情況(flag為0時對應為始終為0） Test_flag=Test_flag|detector;/將Test_flag對應的標志為1，1表示檢測到黑線 break; default: break; detector >>=1;/*根據(jù)檢測到的黑線情況選擇前進方式*/void forward( ) switch(Test_flag

38、) case 0x00: go(); break;case 0x01: search_back_small( ); /先后退小步 search_left_b( ); /后退實現(xiàn)左轉(zhuǎn) Control_bing=1; /蜂鳴器響一聲 break;case 0x02: Control_bing=1; /蜂鳴器響一聲 if(left_flag=0)&&(right_flag=0) right_flag=1; Time_interval_flag=1; break;case 0x03: search_left_g_20( ); /后退實現(xiàn)左轉(zhuǎn) Control_bing=1; /蜂鳴器響一

39、聲 break;case 0x04: Control_bing=1; /蜂鳴器響一聲 if(left_flag=0)&&(right_flag=0) left_flag=1; Time_interval_flag=1; break;case 0x06: go(); break;case 0x08: search_back_small( ); /先后退小步 search_right_b( ); /后退實現(xiàn)右轉(zhuǎn) Control_bing=1; /蜂鳴器響一聲 break;case 0x12: search_right_g_20( ); /后退實現(xiàn)右轉(zhuǎn) Control_bing=1;

40、 /蜂鳴器響一聲 break; default: search_back( ); /異常處理，后退 Control_bing=1; /蜂鳴器響一聲 break; /*終點，起點停車函數(shù)*/void start_end( ) uchar i=5; if(count=6) /到達終點停留10s后原地打轉(zhuǎn)180返回 display2( ); /顯示黑帶數(shù)目 stop(); while(i-) bing=1; delay1ms(200); bing=0; delay1ms(300); delay1ms(6000); search_back( ); search_back( ); delay1ms(50

41、0); EX0=0; /關(guān)外部中斷0 EX1=0; turn_round_flag=0; turn_round_180( ); EX0=1; /開外部中斷0 EX1=1; turn_round_flag=1; delay1ms(200); display2( ); /顯示黑帶數(shù)目 if(count=12) /返回到起點，關(guān)閉總中斷，響鈴三聲報警 EA=0; stop(); display2( ); /顯示黑帶數(shù)目 while(i-) bing=1; delay1ms(200); bing=0; delay1ms(300); while(1);/*外部中斷0，計算中間黑條的數(shù)目*/void IN

42、T_0() interrupt 0 count+; EX0=0; if(count=6)|(count=12) /起點，終點處理 start_end( ); if(count=3)|(count=9)/減速行駛 PWM12=38; PWM34=40; else if(count=5)|(count=11) /在距離終點0.5米時低速行駛至終點 PWM12=29; PWM34=30; else/正常速度 PWM12=47; PWM34=49; if(count>90) count=0; open_interrupt0=1; display2( );/顯示黑帶數(shù)目/*外部中斷1，計算車輪黑條

43、數(shù)目*/void INT_1() interrupt 2 delay1us(500); if(Test_Black_tape=0) cycle_number+; IE1=0; /清除中斷標志位 if(cycle_number=250) cycle_number=0;/*定時計數(shù)器中斷2，用于電機PWM調(diào)速,計時*/void time_2() interrupt 5 TF2=0; /定時器2必須由軟件對溢出標志位清零，硬件不能清零，這里與定時器0和定時器不同 PWM_i+;mstcnt+; /用于計算時間，每隔10ms加1/*以下為實時計時程序*/ if(mstcnt>=500)/對小車行

44、駛的時間進行計時，mstcnt滿20即為一秒 time+;/秒+1 mstcnt=0; /對計數(shù)單元的清零，重新開始計數(shù) if(time=500) time=0; if(turn_round_flag=1) count_distance(); /計算路程 display1( );/顯示時間路程程序 /*中間先過黑線時，兩邊黑線檢測關(guān)閉400ms程序*/if(Control_count=1) Timing+; if(Timing>=200) Timing=0; flag=1; Control_count=0; /*以下為蜂鳴器響鈴控制程序*/if(Control_bing=1) bing_i+; if(bing_i<200) bing=1; else bing=0; bing_i=0;Control_bing=0; /*以下為中間兩個傳感器通過黑色膠