智能声控循迹避障小车实训.docx

1、智能声控循迹避障小车实训实训报告智能小车组装与调试）学院系别： 专业班级 ： 设计学生： 指导老师： 设计时间 :1.1 项目概述本次实训是基于单片机( STC89C52R)C 智能小车的设计与开发，开发中涉及控制、程序设 计、模式识别、传感技术、电子、计算机、机械等。开发智能小车的学习与发展，对促进 学习综合运用所学的嵌入式知识以及电子技术的知识提高，具有良好的推动作用。智能小 车能实现自动引导功能和循迹避障功能。最终完成硬件电路设计与制作和控制软件的编写 以及调试。1.2 项目要求(1) 理解程序、硬件电路图，查阅相关资料；2)焊接电路板；3)软硬件调试；4)完成循迹，避障，遥控等功能。理

2、解并掌握单片机控制小车的循迹，遥控、避障的原理；了解电子路的布局、PCB板的设计； 掌握电路板焊接技术，如何用万用表线判断元器件的好坏； 掌握单片机C语言的编程及软硬件调试。1.4.1 框图设计基于STC89C52单片机智能小车系统设计由 STC89C52单片机、电机驱动、晶振电路、按键电路、数码管显示电路、红外感应电路几部分组成，系统框图如图 1-1 所示。图1-1基于STC89C52单片机智能小车系统框图1.4.2知识点该项目需要了解以下知识点。+5V电源原理及设计。单片机复位电路工作原理及设计。 单片机晶振电路工作原理及设计。 案件电路的设计。数码管的特性及应用。电路板焊接技术。STC8

3、9C52单片机引脚。单片机C语言程序设计 红外线感应原理。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)1.5硬件设计1.5.1总体设计智能小车采用前轮驱动， 前轮左右两边各用一个电机驱动， 调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万象轮起支撑的作用。循迹光电对管分别装在车体下的左右。 当车身下左边的传感器检测到黑线为主控芯片控制左轮电机停止，车向左修正，当车身下右边传感器检测到黑线时， 主控芯片控制右轮电机停止，车向右修正。如图 1-2所示图1-2智能小车循迹光电对管图避障的原理和循线一样， 在车身右边装一个光电对管， 当其检测到障碍物时， 主控芯片给出信号报警并控制

4、车子倒退 ，转向，从而避开障碍物。如图 1-3所示。1.5.2原件清单：基于单片机STC89C51元器件如表1-4所示。元件名称型号数量原件名称型号数量直流电机2个蜂鸣器1个单片机STC89C511个导线若干红外对管0只集成电路芯片若干晶振1L 0592MH31个电位器若干排针若干玩具小车1个电阻若干二极管若干表1-4 基于STC89C51智能小车原件清单1.5.3元器件介绍1)STC89C52单片机管脚图及功能如图1-5为STC89C51的引脚功能图，其各个引脚功能概述如下: VCC供电电压。GND接地P1 - O1Pi .2 .34El 二？ Pl _fiPl . 7IC 11 REST

5、9 &P5_O 1O_Fj 1.2F3.3XI19 oPl .0POOPl. 1PO.lPl .2PC -rPl .3PO.3Pl -4PO.-*Pl 5 2IOS IPO.5Pl.6 xnsoPO.6p 1 ? s c scE*v. IRESETF2.OR2. 1P3.OPM 21 T?3CDR2.3P3.2 TrTO P5.3P2.JF3.4 HOF2.6P3.5 T1P5.6 WRJ ROR2.7FA A FAX.E TXIPSEX30-=3C=P0 .Opcr.iPTT.?P2 0TTT. 1T.4 PT-?vcc图1-5 STC89C52引脚功能图P0 口： P0 口为一个8位漏级开

6、路双向I/O 口，每脚可吸收 8TTL门电流。当P1 口的管 脚第一次写1时，被定义为高阻输入。 P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为当 FIASH进行校验时，P0数据/地址的第八位。在 FIASH编程时，P0 口作为原码输入口， 输出原码，此时 P0外部必须被拉高。P1 口缓冲器能接收输出 4TTLP1 口被外部下拉为低电平时，P1 口作为第八位地址接P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向I/O 口，门电流。P1 口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH编程和校验时，收。P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的

7、8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入 时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口： P3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4个TTL门电流。 当P3 口写入“ 1”后

8、，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为 低电平，P3 口将输出电流（ILL ）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能（串行输入口）（串行输出口）（外部中断0）（外部中断1）P 3.0 RXDP 3.1 TXDP 3.2 /INT0P 3.3 /INT1P3.4 T0 （记时器0外部输入）P3.5 T1 （记时器1外部输入）P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST脚两个机器

9、周期的高电平时间。ALE/PROG当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时， ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时， 将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行 MOVX MOV（指令是 ALE才起作用。另外，该 引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效。/PSEN外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周

10、期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN信号出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000H-FFFFH，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1时，/EA将内部锁定为RESET当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V编程电源（VPP 。XTAL1 :反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。2）L293D驱动引脚原理图图1-6为L293D采用16引脚DIP封装，其内部集成了双极型 H-桥电路，所有的开量都做成n型。这种双极型脉冲调宽方式

11、具有很多优点，如电流连续； 电机可四角限运行； 电机停止时有微振电流，起到“动力润滑”作用，消除正反向时的静摩擦死区：低速平稳性好等。 L293D通过内部逻辑生成使能信号。 H-桥电路的输入量可以用来设置马达转动方向，使能信号可以用于脉宽调整 （PW）另外，L293D将2个H-桥电路集成到1片芯片上，这就意味着 用1片芯片可以同时控制 2个电机。每1个电机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2，其中 EN12是使能信号，IN1、IN2为电机转动方向控制信号，IN1、IN2分别为1，0时，电机正 转，反之，电机反转。选用一路 PWM连接EN12引脚，通过调整 PWM勺占空比可以调整电机的转速。

12、选择一路I/O 口，经反向器74HC14分别接IN1和IN2引脚，控制电机的正反转。 L293D驱动器管脚赋值表表1-7为L293D驱动器小车电机转动的管脚图赋值表：表1-7 L293D驱动管脚赋值表引脚 停止左转右转前进后退原路返回Out1 (P2.0 )001100 1Out2（ P2.1）0000110Out3（ P2.2）0101010Out4（ P2.3）0000101电机驱动一般采用 H桥式驱动电路，L293N内部集成了 H桥式驱动电路，从而可以采用L293N电路来驱动电机。通过单片机给予 L293N电路PWMt号来控制小车的速度，起停。驱动原理图如图1-8所示。1.6程序下载调试

13、图1-10程序下载软件界面（1）首先像2-5连接串口，安装硬件驱动。右击“我的电脑”，点击“属性”，选择“硬 件/设备管理器”单击“端口”查看串口是否被连接。连接成功则显示 com端口号。（2）首先点击STC-ISP.exe快捷方式进入图2-4界面。点击“ Open File ”按钮选择要 下载的程序确定，在选择下载点串口 COM下一步点击“ Download/下载”，按“ Download/下载”之前小车处于断电状态，按下瞬间必须给小车供电。1.7智能小车图1.8总结经过这一周的实训让我有如下几点的感想和收获， 首先让我们将所学的专业知识运用到实践中，从而解决实际中的问题。首先在组装小车前应

14、该进行硬件电路的焊接。对 元器件的检测以防止安装错误造成的短路或者烧毁元器件。 其次是从小车的组装到电路板的焊接让我懂得了，做一件事一定要胆大心细。比如说焊接电路板的时候要懂得先焊 接矮的在焊接高的，在焊接时一定要注意不要虚焊，以免导致断路现象、在焊接时不要 开风扇、不要将器件的正负极接反了，这些都是焊接过程中应注意的问题。最后在调试 的时候应注意所接的电原要保持在 5V左右，以免烧坏单片机。我觉得这次智能小车的设计我们充分的发挥了我们的动手能力， 经过自己的努力我们能初步的完成小车的组装和简单的调试，在老师的知道下我们懂得了小车控制的原 理，从而懂得怎么去发挥自己的想象，让小车按自己的想法运

15、动。这次让我懂得团队的 力量是巨大的，每个人的思想都不相同我们要充分的将每个好的想法集中起来就会有不 同的效果。这次智能小车设计会使我终身受益， 我感受到做这次智能小车是真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程， 没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。希望这次的实训能让我在以后学习中激励我继续进 步。通过这次基于单片机 STC89C51的智能小车的开发与调试，让我初步了解了进行单 片机项目开发的整体设计过程。不仅硬件电路要焊接无误，最后在调试的过程中，让小车的功能都能实现出来。、白丄谢本项目是在两位老师的悉心指导下完成的在这里我向老师师致以最真诚的谢意。本次基于STC89C51RC单片机的智能小车的调试与开发试验是我对开发一个项目的整体设计有了初步 的认识， 能独立进行单片机外围模块的软件编程， 对自己的能力了很大的提高。 通过这次实 验设计，极大地锻炼了我的思考和分析及解决问题的能力，对单片机开发有了更深的认识。 在实验过程中，我们团队合作，无论是学习方法还是理论知识，有了新的认识，受益匪浅， 在以后专业学习中， 不断完善自己的知识面， 提高动手能力。 再次感谢老师在这次智能小车 调试与开发实训中对我们团队的指导。