智能小車說明書

基于STC12C5A60S2單片機智能輪式小車設計摘要：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)鞲衅髋袛嗷鹪此诜轿?；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TOC\o"1-5"\h\z引言 2\o"CurrentDocument".總體設計方案 3\o"CurrentDocument"設計方案論證 3\o"CurrentDocument"方案的總體設計框圖 3\o"CurrentDocument".硬件模塊設計 3\o"CurrentDocument"硬件模塊組成 3\o"CurrentDocument"中央處理器模塊 3\o"CurrentDocument"傳感器模塊 4\o"CurrentDocument"三?功能介紹 6\o"CurrentDocument"四,軟件設計 6五,參考文獻 錯誤！未定義書簽。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。它可以按照預先設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，便可以完成預期所要達到的或更高的目標。本次設計一智能小車，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)鞲衅?，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雜地形的迷宮中尋找出路的功能。作品可以作為高級智能玩具，也可以作為大學生學習嵌入式控制的強有力的應用實例，該系統(tǒng)將會有更廣闊的開發(fā)前景。一.總體設計方案設計方案論證本次設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來實現(xiàn)小車沿黑線前進的尋跡功能；采用STC12C5A60S2單片機來控制小車的各項基本操作。方案的總體設計框圖二.硬件模塊設計硬件模塊組成本次創(chuàng)新設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。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MAX810專用復位電路，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。

傳感器模塊本次課程設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，紅外線傳感器就開始工作了，當小車距離障礙物達到所設定的范圍時，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)行相應的程序，達到繞開障礙物的目的。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，其對應火焰溫度的1-2微米近紅外波長域具有最大的輻射強度?；鹧?zhèn)鞲衅魇菣C器人專門用來搜尋火源的傳感器。火焰?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。.功能介紹本次創(chuàng)新設計主要實現(xiàn)的功能是:首先在預先設定的區(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?；鹧鏌嵩磦鞲衅鲿褜ひ欢ǚ秶鷥?nèi)是否有火源，如果有則在行至火源處停止并警報，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。.軟件設計//#include"reg52.h"#include<string.h>#include"STC12C5A60S2.h"sbitTL=P3A2;//左傳感器sbitTR=P3A1;//右傳感器sbitred=P07;//紅外傳感器sbitfmq=P0A6; 〃蜂鳴器floatFire=0; 火焰電壓值sbitMR1=P3A7;//右輪sbitMR2=P3A6;sbitML1=P3A5;//左輪sbitML2=P3A4;bitflag=0;voidDelay_Ms(unsignedintms){unsignedinti;while(ms--)for(i=0;i<125*10;i++){if((TL==1||TR==1)&&flag)return;))voidbeep(void)(unsignedchari;for(i=0;i<5;i++)(fmq=0;Delay_Ms(200);fmq=1;Delay_Ms(200);))voidMRF()(MR1=1;MR2=0;)voidMRB()(MR1=0;MR2=1;)voidMRP()(MR1=0;MR2=0;)voidMLF()ML1=1;ML2=0;)voidMLB()(ML1=0;ML2=1;)voidMLP()(ML1=0;ML2=0;)voidForward()//前(MRF();MLF();)voidTurnLeft() 〃左(MRP();MLF();)voidBack() 〃退(MRB();

voidStop() //停(MRP();MLP();)voidTurnRight()//右(MLP();MRF();)voidxunji(void)(/循跡/循跡(MRF();MLF();)if(TL==1&&TR=0)(TurnLeft();)if(TL==0&&TR=1)(TurnRight();1010)/*************AD模塊**********/floatADC_L()(floatADC_Result;P1ASF=0x40;//P1ASF=01000000P1A6□作為模擬A/D轉(zhuǎn)換口AUXR1=0x04;//ADRJ=1,高2位放在ADC_RES中，低8位放在ADC_RESL中，轉(zhuǎn)換結(jié)果=1024*Vin/VccADC_CONTR=0x8E;//ADC_CONTR=10001110, 即ADC_Power=1,ADC_STart=1;Delay_Ms(10);ADC_Result=ADC_RESL+ADC_RES*256;//取值A(chǔ)DC_Result=(ADC_Result*500)/1024;//轉(zhuǎn)換為電壓ADC_CONTR=0x00;//關(guān)閉ADC以節(jié)約能量returnADC_Result;)voidavoid()(Back();DelayMs(100);〃倒退延時11TurnLeft();Delay_Ms(400);〃左轉(zhuǎn)延時Forward();Delay_Ms(400);//前進延時flag=1;TurnRight();Delay_Ms(400);//右轉(zhuǎn)延時Forward();Delay_Ms(400);//前進延時 過障礙TurnRight();Delay_Ms(350);//右轉(zhuǎn)延時flag=0;)voidmain()(floatADC_Val;// SP=0x70;P1M0|=0x40;P1M1|=0x40;12Forward();while(1)(ADC_Val=ADC_L();if(TL==1&&TR=1) /循跡Forward();elseif(TL==1&&TR==0)TurnLeft();elseif(TL==0&&TR==1)TurnRight();elseif(TL==0&&TR==0)Forward。； //循跡if(ADC_Val<300)(Stop();beep();)while(ADC_Val<300)(ADC_Val=ADC_L();)if(red==0)13avoid();）））.參考文獻.李正軍。計算機控制系統(tǒng)。北京：機械工業(yè)出版社，2005.RamonPallas-Areny，JohnG.Webster（美）。傳感器和信號調(diào)節(jié)，第2版。張倫譯。北京：清華大學出版社，2003.船倉一朗，土屋堯等（日）。機器人控制電子學。宗光華，楊洋，唐伯雁譯。北京：科學出版社，2004.羅亞非等。凌陽16位單片機應用基礎(chǔ)。北京：北京航空航天大學出版社，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，2003.閻石。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社，1983.高峰編。單片微型計算機原理與接口技術(shù)。北京：科學出版社，20038.21IC中國電子網(wǎng)。9.萬方數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一服務系統(tǒng)。14創(chuàng)新設計小結(jié)：本次創(chuàng)新設計我們選擇了制作一個智能消防小車。這次設計共用了2周的時間。兩周里我們經(jīng)過了選題、查找資料、設計方案、選擇方案、組裝小車、設計程序等過程。這些過程看似簡單但是在設計中途，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)新設計的一個收獲吧。在設計中我們還用到了STC12C5A60S2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，但是這次設計的核心就是對STC12C5A60S2單片機的運用，這樣通過設計過程的再學習我發(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)鞲衅鞴踩N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15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，這次設計基本符合我們預想的設計要求，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到了很多東西。特別是，在其他同學的幫助下，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)新設計，我了解并掌握了傳感器的基本理論