基于单片机的智能小车毕业设计

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1、基于单片机的智能小车毕业设计目录1引言12总体方案设计23硬件设计33.1硬件各单元方案设计与选择33.2单元电路设计63.3特殊元件介绍124软件设计174.1主程序流程图174.2传感器信息处理子程序185预期结果和创新成果196总结20参考文献22谢辞23附录2521引言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究[1]。可见其研究意义很大。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题,主要实现小车的自动寻迹功能。本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。以80C51为控制核心

2、，控制小车实现自动寻迹。80C51是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。它是第三代单片机的代表。第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展，以实现Microcomputer完善的控制功能为己任，将一些外部接口功能单元如A/D﹑P

3、WM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中，在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线，为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。Philips公司还为这一代单片机80C51系列8ｘC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(ControllerAreaNetworkBUS)[2]。新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展与配置打下了良好的基础。本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心，80C51采用CHOMS工艺，功耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器

4、人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。22总体方案设计系统结构图如图2-1所示：图2-1系统结构图通过对设计题目的分析，分析小车要实现既定功能所需要的模块。首先考虑所用的电机型号，是用直流电机还是步进电机，由于直流电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便，故选择用直流电机。把小车直线行进时分成三种状态，当前面传感器检测到白线时，小车在跑道的正上方，这时控制两电机同速度全速运行。当检测到有一个传感器偏出白线时，小车处于微偏状态，这时将一个电机速度调慢，另一电机速度调快，

5、完成调整。当检测到有两个电机偏出时，小车处于较大的偏离状态，这时把一个电机的速度调至极低，另一电机全速运行，从而在较短时间内完成路线的调整。利用电机驱动模块L298驱动直流电机，使用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。把电平信号反馈给单片机，单片机MCS-51根据反馈的信号，通过所编写的程序，判断出小车行驶的状态，通过单片机的引脚输出相应的控制信号，控制直流电机的驱动芯片L298，这样才能调整直流电机的转速

6、，使其调整到最佳状态。23硬件设计3.1硬件各单元方案设计与选择从设计的要求看，系统的完成是分模块设计的，在进行方案比较论证时，也是对各个模块进行方案论证，本课题设计的系统有车体设计、控制器模块、电源模块、稳压模块、寻迹传感器模块、电机模块、电机驱动模块七部分，基于此，只对这七部分的方案选择进行说明。3.1.1车体设计方案1：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。但是一般来说，玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次，玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。而

7、且这种电动车一般都价格不菲。方案2：自己制作电动车。经过反复考虑论证，我们制定了左右两轮分别驱动，后万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体尾部装一个万向轮。在安装时要保证两个驱动电机同轴。当小车前进时，左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。综上考虑，我选择了方