51单片机智能小车.docx

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51单片机智能小车

51单片机智能小车

一、智能小车开发板介绍

智能小车好玩、有趣,很多单片机爱好者就是靠玩小车而走上了单片机开发的职业.关于智能小车,市场上有一些,经过对照,发现市场上的很多"智能小车"其实就是一个个"四肢发达,头脑简单"的白痴,一点点都不智能,之所以这样说,主要是基于以下两点：

一是很多小车太注重小车的机械结构,致使小车整体价格偏高；

二是没有提供源程序或提供的源程序很少,不能充分发挥小车的智能性.

顶顶电子设计的这款智能小车,机械和电机部分由广州某公司专门定做,采用二个驱动轮、二个从动轮<也可使用一个万向轮>,即简单,又灵活.电路部分由我们自己独立设计,并配备了丰富多彩的实用源程序,可让那些"智能小车"的粉丝们快快乐乐玩个够！

顶顶电子设计的这款简易智能小车,采用STC89C51/52单片机作为小车的检测和控制核心；采用光电开关、声控传感器、光敏传感器、温度传感器、红外接收器等来检测和感应各种外界情况,从而把反馈到的信号送单片机,使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶；智能小车既可以采用LED数码管来显示有关信息,也可以采用1602LCD实时显示小车行驶的距离.

机器小车主要由底盘<含2个带电机的驱动轮、2个从动轮,底板>、电路板和6节5号电池盒三部分组成,其正面和底面外形如图所示：

下图是51单片机智能小车的电路组成框图：

下图是智能小车中主要元件在小车中的位置实物图:

二、产品配置

智能小车产品配置如下：

1.小车底板1块、车轴插片4片

2.车轮4只

3.车轴2根,垫片2只,铜螺帽2只

4.带齿轮箱的电机与104电容各2只

5.智能小车开发板1块〔除DS18B20外,板上集成电路配备完整〕

6.避障光电传感器1只〔TCRT5000〕、循迹光电传感器2只〔RPR220〕、速度光电传感器1只〔RPR220〕

7.双向插头排线4根

8.串口线1根

9.红外遥控器1只

10.固定电路板与底板的长螺丝、橡皮垫圈各2只

11.6节5号电池盒<因电池属易燃易爆物品,故不配送,请自行购买>

12.丰富的源程序、电路原理图和操作使用手册

用户购买后,只需要再另外购502胶水〔1元左右〕、双面胶〔1元左右〕和6节5号电池〔采用普通的华太电池即可,6节约1.5元〕即可进行组装与实验了.

需要说明的是,小车的组装非常简单,有关详细的组装方法,我们将在智能小车操作使用手册上,采用图解的形式进行说明.

三、选配件

用户购买产品后,可进行小车的基本实验,如果用户想进行一些特殊的实验,需要购买以下产品,说明如下：

1.温度传感器DS18B20,价格6元.

：

配置DS18B20后,可进行温度显示的实验.

2.1602液晶显示器,价格16元.

配置1602液晶显示器后,可进行液晶显示方面的实验.

3.高性能光电开关E3F-DS10C4,价格16元.

配置E3F-DS10C4后,可大大提供小车避障和循迹的效果.

4.无线遥控套件,价格26元.

配置无线遥控套件后,可进行无线遥控小车实验.

5.ISD1700语音模块,价格66元.

配置ISD1700语音模块后,可使小车具有说话的功能.

以上为选配件,请用户根据情况进行选择.

四、实验说明

智能小车附带的程序十分丰富,全部采用C语言编写,非常方便使用和移植,主要程序如下：

实验1——电池电压检测程序

实现功能:

开机后,数码管上显示出电池电压的值,当电池电压低于7V时,蜂鸣器鸣叫,表示电池电压低,需要更换电池.下图是小车显示的电池电压情况〔显示的电压值为8.5V〕：

实验2——模拟PWM控制小车速度程序

实现功能:

用单片机的IO口模拟PWM信号,控制小车的转速,具体要求是：

开机后,小车按全速运转,当按下K1键时,小车运行的速度是全速的0.1,当按下K2键时,小车的转速是全速的0.5.

实验3——用定时中断控制小车速度程序

实现功能:

采用定时中断方法,控制小车的转速,具体要求是：

开机后,小车按全速的0.2运转.实验时,为了便于对照,读者可在源程序的基础上修改定时器0中断处理函数：

voidTimer0interrupt1      //定时器0中断处理函数入口{ TH0=0xfc;                        //定时1ms TL0=0x66;  EA=0;                            //关中断 tim=tim+1;                       //时间计数加1 if{EN1=0;EN2=0;}           else{EN1=1;EN2=1;} iftim=0; EA=1;                             //开中断}修改的方法是：

改变上述语句if{EN1=0;EN2=0;}中的tim的值,例如,将此改为if{EN1=0;EN2=0;},重新编译源程序,再下载到小车的单片机中,此时会发现小车的运转速度快了很多.

实验4——话筒控制小车起停程序

实现功能:

在智能小车上安装有话筒,要求采用声音可以控制小车的起停,具体要求是：

开机后,小车运转,LED1、LED2指示灯亮；当拍一下巴掌或敲击一下器物发出响亮的声音时,小车停转,LED1、LED2指示灯熄灭；再次拍一下,小车继续运转,LED1、LED2指示灯又点亮.

实验5——光控小车程序

实现功能:

在智能小车上安装有光敏电阻,能够感受到光线的变化情况,要求通过光敏电阻判断出白天和黑夜,当白天时〔光线正常时,小车前面的两个指示灯LED1、LED2不亮〕,当夜晚时〔光线暗时〕,小车前面的两个指示灯LED1、LED2点亮.

实验6——红外遥控数码管显示程序

实现功能:

在智能小车上安装有红外遥控接收头,能够接收遥控器发出的信号,要求按下遥控器的01H键时,小车前进〔前方的两个指示灯熄灭〕；按下遥控器上的05H键时,小车停止〔前方的两个指示灯熄灭〕；按下遥控器上的04H键时,小车左转〔左前方的指示灯点亮〕；按下遥控器上的06H键时,小车右转〔右前方的指示灯点亮〕；按下遥控器上的09H键时,小车后退〔前方的两个指示灯点亮〕.遥控器上的键值能同时在LED数码管上显示出来.以下是按下遥控器上的05H时,小车显示的情况：

 实验7——红外遥控LCD显示程序

实现功能:

在智能小车上安装有红外遥控接收头,能够接收遥控器发出的信号,开机时,LCD显示如下画面：

要求按下遥控器的01H键时,小车前进〔前方的两个指示灯熄灭〕；按下遥控器上的05H键时,小车停止〔前方的两个指示灯熄灭〕；按下遥控器上的04H键时,小车左转〔左前方的指示灯点亮〕；按下遥控器上的06H键时,小车右转〔右前方的指示灯点亮〕；按下遥控器上的09H键时,小车后退〔前方的两个指示灯点亮〕.遥控器上的键值和状态能同时在LCD上显示出来〔前时时显示FRONT,后退时显示BACK,左转时显示LEFT,右转时显示RIGHT,停止时显示STOP〕.以下是按下遥控器上的05H时,小车显示的情况：

实验8——数码管温度显示程序

实现功能:

在智能小车上设有温度传感器DS18B20的安装位置,DS18B20安装好后,能够感知外界的温度,要求外界温度能通过LED数码管显示出来.以下是显示的温度情况：

实验9——LCD温度显示程序

实现功能:

在智能小车上设有温度传感器DS18B20的安装位置,DS18B20安装好后,能够感知外界的温度,要求外界温度能通过LCD显示出来.以下是显示的温度情况：

实验10——避障小车程序

实现功能:

在智能小车的头部,设有避障光电开关安装位置,如果装上此光电开关后,就能够感受到前方障碍物的,当检测到有障碍物时,可控制小车后退并转向,从而避开障碍物,达到避障的目的.特别说明：

本实例采用的是普通的光电开关〔TCRT5000〕进行避障,由于该开关检测距离较短〔一般只有1cm左右〕,因此,避障效果不是很好,只有当小车离障碍物较近时,才能检测到障碍物的存在,容易发生车头触碰障碍物的情况；要真正达到比较好的效果,需要采用性能较好的光电开关,如E3F-DS10C4等,其检测距离达10cm以上,既使小车速度较快,一般也不会发生撞车的现象.另外,如果想全方位进行避障,还需要在小车的前面多装几个光电开关,对不同方位的障碍物进行检测,用户可根据情况自行设计和安装.

实验11——小车循迹程序

实现功能:

在智能小车的头部,设有两个循迹光电开关安装位置,如果装上这个光电开关后,就能够感受到地面铺设的道路情况,从而控制小车按事先制作的黑色道路行进.

以下是小车循迹实验效果图:

特别说明：

本实例采用的是普通的光电开关〔RPR220〕进行循迹,由于该开关检测距离较短,因此,循迹效果不是很好,另外,还需要根据铺设的道路情况对源程序中的延时程序进行调整〔当转向大时,将延时常数调小一些,当转向小时,将延时常数调大一些〕,以便使小车偏离道路时,能够与时转到正常的轨道上来.为了能够达到比较好的循迹效果,建议采用性能较好的光电开关,如两只E3F-DS10C4等,其检测灵敏度较高,检测距离较远,当然,既使采用性能较好的光电开关,也需要根据实际的道路情况,对源程序中的延时时间进行调整.这个源程序实验时有一定难度,用户一定要铺设好道路,对源程序进行简单的修改,并保持一定的耐心,否则,不易成功！

实验12——小车里程计算程序

实现功能:

当小车运行时,在数码管上可以显示出小车转动的圈数,并且每转一圈,指示灯LED3会闪烁一次,当按下K1键时,小车停止,同时,在数码管上显示出小车运行的距离.

以下显示的是小车转动的圈数:

特别说明：

本实例采用的是普通的光电开关〔RPR220〕进行检测,由于该开关检测距离较短〔一般只有1cm左右〕,因此,安装速度光电开关时,应尽量靠近车轮的内侧,如果小车转动时,指示灯LED3不闪烁,说明光电开关安装位置不正确,需要反复进行调整,直至正常为止.

实验13——无线控制小车程序

实现功能:

将无线遥控接收模块的+5V、GND、10〔D0〕、11〔D1〕、12〔D2〕、13〔D3〕、VT脚用杜邦线分别接智能小车开发板的VCC、GND、P00~P04脚,如下图所示：

连接好后,可实现以下功能：

按无线发射器的A键小车前进〔再按按压则停止〕,按B键小车后退〔再按按压则停止〕,按C键小车左转〔再按按压则停止〕,按D键小车右转〔再按按压则停止>.

实验14——具有语音功能的小车程序

实现功能:

将ISD1700语音模块J1中的VCC、GND插针用杜邦线分别接智能小车开发板的VCC、GND脚,将ISD1700语音模块J4中的PLAY、FWD插针用杜邦线分别接智能小车开发板的P00~P01脚,如下图所示：

连接好后,可实现以下功能：

打开电源开关,按下K1键后,小车开始前进,当遇到障碍特时,小车发出"太危险了",然后后退并转向,进行避障.

特别说明：

本实验是在实验10的基础上改编的,在进行本实验之前,请先进行实验10.