論文-基于單片機(jī)STC89C52控制的智能小車

1、論文-基于單片機(jī)STC89C52控制的智能小車 教學(xué)單位 信息工程系學(xué)生學(xué)號(hào) 2061224236孝感學(xué)院新技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 題 目 基于單片機(jī)STC89C52控制的智能小車學(xué)生姓名 張 婷專業(yè)名稱 電子信息科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師 丁么明教師職稱 教 授2009年12月12日基于單片機(jī)STC89C52控制的智能小車摘要該畢業(yè)設(shè)計(jì)是采用無線遙控基于單片機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)的當(dāng)無線遙控器的某個(gè)按鍵按下時(shí)無線發(fā)射器將按鍵信號(hào)以編碼的形式在315MHz的頻率上發(fā)射出去無線接收器接收并放大發(fā)射信號(hào)同時(shí)解調(diào)出TTL電平信號(hào)送至單片機(jī)進(jìn)行處理單片機(jī)通過比較和識(shí)別接收來的無線遙控編碼便可執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能從而實(shí)

2、現(xiàn)智能小車的前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的基本功能和伴隨音樂演奏而閃爍的LED的開啟與關(guān)閉的功能此外我加入了溫度傳感器與時(shí)鐘芯片讓它們?cè)谝壕э@示器上顯示其室溫和時(shí)間并用按鈕進(jìn)行時(shí)間的調(diào)控由于無線遙控模塊是四路單向鎖存模塊只能單線實(shí)現(xiàn)四個(gè)功能所以發(fā)射模塊的控制按鍵不夠根據(jù)需要我僅僅用無線模塊控制小車的前進(jìn)和后退停止其它的采用按鍵調(diào)試用按鍵來實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)音樂時(shí)間調(diào)控等功能關(guān)鍵詞無線模塊液晶顯示模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊音樂智能小車The intelligent telecontrol minicab based on PIC STC89C52AbstractThis graduate design ad

3、opts wireless remote on the basis of one chip computer function to realize When one of the buttons of the wireless telecontroller is pressed the wireless transmitter transmits keypad singles at 315MHz in the way of encoding The wireless receiver receives and amplifies transmitting singles and demodu

4、lates TTL singles and sends the TTL singles into PIC for tackling The PIC conducts the corresponding telecontrol functions by comparing and recognizing the wireless telecontrol code which has been received so that it realizes the basic functions of the minicabs advancestepping backaccelerationdecele

5、ration and the function of the flickering LEDs turning on and off with the music BesidesI add the temperature sensor and clock chip additional to make them display room-temperature and time in the LCD and manipulate them with the buttons As a result of wireless remote Module is four ways of saving m

6、odule only realize four functions on single line So launch module of control button is not enough According to need I only use wireless module control advanceretreat and stop About button debug it use button come to realize the function of advanceretreatturn leftturn rightmusic and regulate of time

7、and so onKeywordWireless Module liquid crystal display microcomputer music intelligent vehicle目 錄引言11整體方案設(shè)計(jì)211整體方案設(shè)計(jì)的思路212整體方案的流程圖22遙控音樂小車系統(tǒng)概況321PT22622272無線遙控模塊原理322驅(qū)動(dòng)原理的簡(jiǎn)介523直流電機(jī)簡(jiǎn)介924顯示模塊的綜合概括1125音樂功放芯片LM386的簡(jiǎn)介163模塊方案比較與論證1831車體設(shè)計(jì)1832電機(jī)模塊的選擇1833電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇1834控制器模塊的選擇194系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2041顯示模塊的設(shè)計(jì)2042LED與MU

8、SIC的整合設(shè)計(jì)2143無線模塊的設(shè)計(jì)2344直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊245軟件的簡(jiǎn)單介紹2651Keil的簡(jiǎn)介2652protues的簡(jiǎn)介2653Protel的簡(jiǎn)介2754STC_ISP_V480的簡(jiǎn)介286后期展望30參考文獻(xiàn)31附錄一實(shí)物圖32附錄二總體仿真圖33附錄三總程序34謝 辭42引言隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步智能化和自動(dòng)化技術(shù)越來越普及也廣泛應(yīng)用于機(jī)器人玩具制造領(lǐng)域使智能機(jī)器人越來越多樣化智能機(jī)器人是一個(gè)多種高新技術(shù)的集成體它融合了機(jī)械電子傳感器計(jì)算機(jī)硬件軟件人工智能等許多學(xué)科的知識(shí)涉及到當(dāng)今許多前沿領(lǐng)域的技術(shù)而隨著社會(huì)的不斷發(fā)展智能設(shè)備的不斷出現(xiàn)無線遙控的運(yùn)用也越來越廣泛無線遙控器由于控制距

9、離遠(yuǎn)抗干擾性強(qiáng)已越來越多的出現(xiàn)在生活的各個(gè)方面本文使用了一款通用的無線遙控電路基于STC89C52作為控制核心采用專用編碼解碼電路由于其體積小功能強(qiáng)大因此可非常方便的移植到遙控機(jī)器人遙控小車上等并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制在早期遙控小車并不少見但大多產(chǎn)品制造簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的功能少往往只有一些簡(jiǎn)單的功能例如左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)前進(jìn)后退等大多采用紅外控制外加一些復(fù)雜的電路組合而成遙控小車的使用者針對(duì)的是小孩子但笨重的設(shè)備和昂貴的價(jià)格往往讓許多小孩的甜美夢(mèng)想落空在現(xiàn)在用單片機(jī)進(jìn)行無線遙控小車的方案利用較少的外設(shè)實(shí)現(xiàn)了基本的功能其較強(qiáng)的抗干擾性使得該遙控器具有很好的通用性其功能也日趨完善其中包括防撞防爆系統(tǒng)和基本的方向控制另外在行

10、進(jìn)中可以盡享柔美的音樂看美麗的燈光隨音律而閃爍讓孩子玩得更開心此外電路的簡(jiǎn)化材料的減少使得價(jià)格也降低了不少真的是物美價(jià)廉可以為孩子的童年再添一些笑語1整體方案設(shè)計(jì)11整體方案設(shè)計(jì)的思路利用無線發(fā)射和無線接收模塊控制單片機(jī)讓單片機(jī)翻譯傳輸指令從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能具體的過程如下無線發(fā)射模塊發(fā)出指令無線接收模塊接收信號(hào)后傳遞給單片機(jī)A單片機(jī)A翻譯接收到信號(hào)后傳輸給驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)讓小車的前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)另外單片機(jī)A控制LCD顯示時(shí)間與溫度接收到開啟信號(hào)后時(shí)鐘芯片DS1302記錄的時(shí)間溫度傳感器DS18B20檢測(cè)的溫度其值都會(huì)顯示在LCD1602上本設(shè)計(jì)還采用了兩個(gè)單片機(jī)進(jìn)行串口通信單片機(jī)

11、B控制MUSIC與LED并由于串口通信受控于單片機(jī)A單片機(jī)A發(fā)出指令控制單片機(jī)B的音樂演奏和發(fā)光二極管的閃爍而發(fā)光二極管會(huì)隨著音律的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變換除了可以進(jìn)行無線遙控外還設(shè)置了若干個(gè)按鈕也可以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)控作用等級(jí)略低于無線遙控的按鈕12整體方案的流程圖基于單片機(jī)STC89C52整體設(shè)計(jì)的智能小車根據(jù)原來設(shè)計(jì)的思路上畫出了相對(duì)應(yīng)的流程路由于是整體結(jié)構(gòu)圖就只是畫出了大致的結(jié)構(gòu)流程而細(xì)節(jié)將在后面做出介紹圖1整體方案的流程圖2遙控音樂小車系統(tǒng)概況PT22622272無線遙控模塊原理PT22622272的簡(jiǎn)介PT22622272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路

12、PT22622272最多可有12位 A0-A11 三態(tài)地址端管腳 懸空接高電平接低電平 任意組合可提供531441地址碼PT2262最多可有6位 D0-D5 數(shù)據(jù)端管腳在通常使用中我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼這時(shí)編碼電路PT2262和解碼PT2272的第18腳為地址設(shè)定腳有三種狀態(tài)可供選擇懸空接電源正極接地三種狀態(tài)3的8次方為6561所以地址編碼不重復(fù)度為6561組只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同才能配對(duì)使用遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理出廠時(shí)遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端要全部懸空這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)用戶如果想改變地址

13、編碼只要將PT2262和PT2272的18腳設(shè)置相同即可例如將發(fā)射機(jī)的PT2262的第1腳接地第5腳接正電源其它引腳懸空那么接收機(jī)的PT2272只要也第1腳接地第5腳接正電源其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號(hào)同時(shí)VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)放大便可驅(qū)動(dòng)繼電器功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)操縱應(yīng)用范圍車輛防盜系統(tǒng)家庭防盜系統(tǒng)遙控玩具其他電器遙控等編碼電路 PT2262引腳圖及管腳說明 表21 管腳說明名稱管腳說 明A0-A111-810-13地址管腳用于進(jìn)行地址編碼可置為01f 懸空 D0-D57-810-

14、13數(shù)據(jù)輸入端有一個(gè)為1即有編碼發(fā)出內(nèi)部下拉Vcc18電源正端Vss9電源負(fù)端TE14編碼啟動(dòng)端用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射低電平有效OSC116振蕩電阻輸入端與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端Dout17編碼輸出端正常時(shí)為低電平圖2 編碼電路 PT2262引腳圖在具體的應(yīng)用中外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)阻值越大振蕩頻率越慢編碼的寬度越大發(fā)送一幀的時(shí)間越長(zhǎng)一般用226212M2272200K組合的少量產(chǎn)品用226247M2272820K解碼電路 PT2272引腳圖及管腳說明表22 管腳說明名稱管腳說 明A0-A111-810-13地址管腳用于進(jìn)行地址編碼可置為01f

15、 懸空 必須與2262一致否則解碼無效D0-D57-810-13地址或數(shù)據(jù)管腳當(dāng)作為數(shù)據(jù)管腳時(shí)只有在地址碼與2262一致數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平否則輸出為低電平鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc18電源正端Vss9電源負(fù)端DIN14數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端來自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端VT17解碼有效確認(rèn) 輸出端常低解碼有效變成高電平瞬態(tài)圖3 解碼電路 PT2272引腳圖PT2272解碼芯片有不同的后綴表示不同的功能有L4M4L6M6之分其中L表示鎖存輸出數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)直到下

16、次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變M表示非鎖存輸出數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng)可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時(shí)PT2272-M4 對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(shí) PT2272-M6 對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位圖4 PT2272-L4遙控應(yīng)用的簡(jiǎn)單電路目前運(yùn)用在小車上的模塊主要涉及到驅(qū)動(dòng)模塊音樂與LED綜合模塊顯示模塊電機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)原理的簡(jiǎn)介驅(qū)動(dòng)模塊的核心實(shí)際上是H橋驅(qū)動(dòng)電路組成的L298芯片H橋驅(qū)動(dòng)電路的內(nèi)部原理解析如下圖5中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路電路得名于H橋驅(qū)動(dòng)電路是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰4個(gè)三極管組成H的4

17、條垂直腿而電機(jī)就是H中的橫杠注意圖5及隨后的兩個(gè)圖都只是示意圖而不是完整的電路圖其中三極管的驅(qū)動(dòng)電路沒有畫出來如圖所示H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過電機(jī)從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向圖5 H橋驅(qū)動(dòng)電路要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通例如如圖6所示當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)然后再經(jīng) Q4回到電源負(fù)極按圖中電流箭頭所示該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)電流將從左至右流過電機(jī)從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向 轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針方向圖6

18、H橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖7所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況電流將從右至左流過電機(jī)當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)電流將從右至左流過電機(jī)從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針方向圖7 H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使能控制和方向邏輯驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)保證H橋上兩個(gè)同側(cè)的三極管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通非常重要如果三極管Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通那么電流就會(huì)從正極穿過兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極此時(shí)電 路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值該電流僅受電源性能限制甚至燒壞三極管基于上述原因在實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路中通常 要用硬件電路方便地控制三極管的開關(guān)圖8 所示就是基于這種考慮的改進(jìn)電路它在基本H橋電路的基礎(chǔ)

19、上增加了4個(gè)與門和2個(gè)非門4個(gè)與門同一個(gè)使能導(dǎo)通信號(hào)相接這樣用這一個(gè)信號(hào)就能控制 整個(gè)電路的開關(guān)而2個(gè)非門通過提供一種方向輸人可以保證任何時(shí)候在H橋的同側(cè)腿上都只有一個(gè)三極管能導(dǎo)通與本節(jié)前面的示意圖一樣圖8所示也不是一個(gè)完整的電路圖特別是圖中與門和三極管直接連接是不能正常工作的 圖8 具有使能控制和方向邏輯的H橋電路采用以上方法電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就只需要用三個(gè)信號(hào)控制兩個(gè)方向信號(hào)和一個(gè)使能信號(hào)如果DIRL信號(hào)為0DIRR信號(hào)為1并且使能信號(hào)是1那么三 極管Q1和Q4導(dǎo)通電流從左至右流經(jīng)電機(jī)如圖416所示如果DIRL信號(hào)變?yōu)?而DIRR信號(hào)變?yōu)?那么Q2和Q3將導(dǎo)通電流則反向 流過電機(jī)圖9 使能信號(hào)與方

20、向信號(hào)的使用實(shí)際使用的時(shí)候用分立元件制作H橋是很麻煩的好在現(xiàn)在市面上有很多封裝好的H橋集成電路接上電源電機(jī)和控制信號(hào)就可以使用了在額定的電壓和電流內(nèi)使用非常方便可靠比如常用的L293DL298NTA7257PSN754410等恒壓恒流橋式2A驅(qū)動(dòng)芯片L298NL298是SGS公司的產(chǎn)品比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路可以方便的驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)輸出電壓最高可達(dá)50V可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓可以直接用單片機(jī)的IO口提供信號(hào)而且電路簡(jiǎn)單使用比較方便L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TT

21、L邏輯電平信號(hào)VSSVSS可接457 V電壓4腳VS接電源電壓VS電壓范圍VIH為2546 V輸出電流可達(dá)25A可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻形成電流傳感信號(hào)L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)OUT1OUT2和OUT3OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)571012腳接輸入控制電平控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)EnAEnB連接控制使能端控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)表1是L298N功能邏輯圖 In3In4的邏輯圖與表1相同由表1可知EnA為低電平時(shí)輸入電平對(duì)電機(jī)控制起作用當(dāng)EnA為高電平輸入電平為一高一低電機(jī)正或反轉(zhuǎn)同為低電平電機(jī)停止同為高電平電機(jī)剎停等圖10 單片機(jī)利

22、用L298控制電機(jī)的原理圖15腳是輸出電流反饋引腳其它與L298相同在通常使用中這兩個(gè)引腳也可以直接接地上圖是其與51單片機(jī)連接的電路圖直流電機(jī)簡(jiǎn)介直流電機(jī)的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱電機(jī)是使機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械直流電機(jī)把直流電能變?yōu)闄C(jī)械能作為機(jī)電執(zhí)行元部件直流電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)閉合的主磁路主磁通在主磁路中流動(dòng)同時(shí)與兩個(gè)電路交聯(lián)其中一個(gè)電路是用以產(chǎn)生磁通的稱為激磁電路另一個(gè)電路是用來傳遞功率的稱為功率回路或電驅(qū)回路現(xiàn)行的直流電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)電驅(qū)式也就是說激磁繞組及其所包圍的鐵芯組成的磁極為定子帶換向單元的電驅(qū)繞組和電驅(qū)鐵芯結(jié)合構(gòu)成直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子直流電機(jī)有以下4方面的優(yōu)點(diǎn)調(diào)速范圍廣且易于平滑調(diào)節(jié)過載啟動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)

23、矩大易于控制可靠性高調(diào)速時(shí)的能量損耗較小所以在調(diào)速要求高的場(chǎng)所如軋鋼機(jī)輪船推進(jìn)器電機(jī)電氣鐵道牽引高爐送料造紙紡織拖動(dòng)吊車挖掘機(jī)械卷揚(yáng)機(jī)拖動(dòng)等方面直流電機(jī)均得到廣泛的應(yīng)用直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)工作原理當(dāng)電刷AB接在電壓為U的直流電源上時(shí)若電刷A是正電位B是負(fù)電位在N極范圍內(nèi)的導(dǎo)體ab中的電流是從a流向b在S極范圍內(nèi)的導(dǎo)體cd中的電流是從c流向d載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力的作用因此ab與cd兩導(dǎo)體都受到電磁力的作用根據(jù)磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體中的電流方向利用電機(jī)左手定則判斷ab邊受力的方向是向左的而cd邊則是向右的由于磁場(chǎng)是均勻的導(dǎo)體中流過的又是相同的電流所以ab邊和cd邊所受電磁力的大小相等這樣

24、線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到磁極的中性面上時(shí)線圈中的電流等于零電磁力等于零但是由于慣性的作用線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)過半周之后雖然ab與cd的位置調(diào)換了ab邊轉(zhuǎn)到S極范圍內(nèi)cd邊轉(zhuǎn)到N極范圍內(nèi)但是由于換向片和電刷的作用轉(zhuǎn)到N極下的cd邊中電流方向也變了是從d流向c在s極下的ab邊中的電流則是從b流向a因此電磁力的方向仍然不變線圈仍然受力按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)可見分別處在NS極范圍內(nèi)的導(dǎo)體中電流方向總是不變的因此線圈兩個(gè)邊的受力方向也不變這樣線圈就可以按照受力方向不停地旋轉(zhuǎn)通過齒輪或皮帶等機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)便可以帶動(dòng)其他機(jī)械工作從以上分析可以看到要使線圈按照一定的方向旋轉(zhuǎn)關(guān)鍵問題是當(dāng)導(dǎo)體從一個(gè)

25、磁極范圍轉(zhuǎn)到另一個(gè)異性磁極范圍時(shí)也就是導(dǎo)體經(jīng)過中性面后導(dǎo)體中電流的方向也要同時(shí)改變換向器和電刷就是完成這一任務(wù)的裝置在直流電機(jī)中換向器和電刷把輸入的直流電變?yōu)榫€圈中的交流電可見換向器和電刷是直流電機(jī)中不可缺少的關(guān)鍵部件當(dāng)然在實(shí)際的直流電機(jī)中不只有一個(gè)線圈而是有許多線圈牢固地嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯槽中當(dāng)導(dǎo)體中通過電流在磁場(chǎng)中因受力而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)這就是直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的參數(shù)轉(zhuǎn)矩-電機(jī)得以旋轉(zhuǎn)的力矩單位為m或Nm轉(zhuǎn)矩系數(shù)-電機(jī)所產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的比例系數(shù)一般表示每安培電驅(qū)電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小摩擦轉(zhuǎn)矩-電刷軸承換向單元等因摩擦而引起的轉(zhuǎn)矩?fù)p失啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩-電機(jī)啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)速-電機(jī)旋轉(zhuǎn)的

26、速度工程單位為rmin即轉(zhuǎn)每分在國際單位制中為rads即弧度每秒電樞電阻-電樞內(nèi)部的電阻在有刷電機(jī)里一般包括電刷與換向器之間的接觸電阻由于電阻中流過電流時(shí)會(huì)發(fā)熱因此總希望電樞電阻盡量小電樞電感-因?yàn)殡姌欣@組由金屬線圈構(gòu)成必然存在電感從改善電機(jī)運(yùn)行性能的角度來說電樞電感越小越好電氣時(shí)間常數(shù)-電樞電流從零開始達(dá)到穩(wěn)定值的632時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間測(cè)定電氣時(shí)間常數(shù)時(shí)電機(jī)應(yīng)處于堵轉(zhuǎn)的狀態(tài)并施加階躍性質(zhì)的驅(qū)動(dòng)電壓工程上常常利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J電樞電阻Ra電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ke和轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt求出機(jī)械時(shí)間常數(shù)1-1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量-具有質(zhì)量的物體維持其固有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種性質(zhì)反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)-電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)電樞繞組內(nèi)部切割磁力

27、線所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)速的比例系數(shù)也稱發(fā)電系數(shù)或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)功率密度-電機(jī)每單位質(zhì)量所能獲得的輸出功率值功率密度越大電機(jī)的有效材料的利用率就越高轉(zhuǎn)子-rotor定子-stator電樞-armature勵(lì)磁-excitation顯示模塊的綜合概括顯示模塊包括LCD1602溫度傳感器DS18B20時(shí)鐘芯片DS1302三個(gè)部分組成LCD1602的簡(jiǎn)介1602B可以顯示2行16個(gè)字符有8位數(shù)據(jù)總線D0-D7和RSRWEN三個(gè)控制端口工作電壓為5V并且?guī)в凶址麑?duì)比度調(diào)節(jié)和背光該模塊也可以只用D4-D7作為四位數(shù)據(jù)分兩次傳送這樣的話可以節(jié)省MCU的IO口資源1602B引腳說明表23 LCD液晶顯示器各

28、引腳功能及結(jié)構(gòu)編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)口3VL對(duì)比度調(diào)節(jié)11D4雙向數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)口5RW讀寫選擇13D6雙向數(shù)據(jù)口6E模塊使能端14D7雙向數(shù)據(jù)口7D0雙向數(shù)據(jù)口15BLK背光源地8D1雙向數(shù)據(jù)口16BLA背光源正極注意事項(xiàng)從該模塊的正面看引腳排列從右向左為15腳16腳然后才是114腳 線路板上已經(jīng)標(biāo)明 VDD電源正極4555V通常使用5V電壓VLLCD對(duì)比度調(diào)節(jié)端電壓調(diào)節(jié)范圍為05V接電源的正極時(shí)對(duì)比度最弱接地電源時(shí)對(duì)比度最高但對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生鬼影因此通常使用一個(gè)10K的電位器來調(diào)整對(duì)比度或者

29、直接串接一個(gè)電阻到地RSMCU寫入數(shù)據(jù)或者指令選擇端MCU要寫入指令時(shí)使RS為低電平MCU要寫入數(shù)據(jù)時(shí)使RS為高電平RW讀寫控制端RW為高電平時(shí)讀取數(shù)據(jù)RW為低電平時(shí)寫入數(shù)據(jù)ELCD模塊使能信號(hào)控制端寫數(shù)據(jù)時(shí)需要下降沿觸發(fā)模塊D0D78位數(shù)據(jù)總線三態(tài)雙向如果MCU的IO口資源緊張的話該模塊也可以只使用4位數(shù)據(jù)線D4D7接口傳送數(shù)據(jù)本充電器就是采用4位數(shù)據(jù)傳送方式BLALED背光正極需要背光時(shí)BLA串接一個(gè)限流電阻接VDDBLK接地實(shí)測(cè)該模塊的背光電流為50mA左右BLKLED背光地端溫度傳感器DS18B20的簡(jiǎn)介Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持 一線總線

30、接口的溫度傳感器在其內(nèi)部使用了在板ON-BOARD專利技術(shù)全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)DS18B20具有微型化低功耗高性能抗干擾能力強(qiáng)可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)測(cè)溫分辨率較高為912位精度為05DS18B20可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)因此特別適合與單片機(jī)配合使用直接讀取溫度數(shù)據(jù)目前DS18B20數(shù)字溫度傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于恒溫室糧庫計(jì)算機(jī)機(jī)房溫度監(jiān)控及其他各種溫度測(cè)控系統(tǒng)中DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成64位光刻ROM溫度傳感器非易失性的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL和配置寄存器圖11 DS18B20的外部結(jié)構(gòu)圖DS18B20的引腳介紹 1 DQ為數(shù)字信號(hào)輸入輸出端 2 GN

31、D為電源地 3 VDD為外接供電電源輸入端在寄生電源接線方式時(shí)接地 DS18B20的主要特性1適應(yīng)電壓范圍更寬電壓范圍3055V在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電2測(cè)溫范圍55125在-1085時(shí)精度為053可編程的分辨率為912位可在至多在750ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換成為12位的數(shù)字測(cè)溫可分辨率為00625 4獨(dú)特的單線接口方式DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊5DS18B20支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功能多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的單線結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫?cái)?shù)字溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)的連接電路非常簡(jiǎn)單引腳GND接地引腳3 VCC 接電源5V引腳

32、2DQ接單片機(jī)輸入輸出一個(gè)端口電源5V和信號(hào)線DQ間接有一個(gè)47K上拉電阻圖12 單片機(jī)與溫度傳感器DS18B20的連接電路圖時(shí)鐘芯片DS1302的簡(jiǎn)介DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能低功耗帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路它可以對(duì)年月日周日時(shí)分秒進(jìn)行計(jì)時(shí)具有閏年補(bǔ)償功能工作電壓為25V55V采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品與DS1202兼容但增加了主電源后背電源和雙電源引腳同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力圖13為DS1302

33、的引腳排列其中Vcc2為后備電源Vcc1為主電源在主電源關(guān)閉的情況下也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電當(dāng)Vcc1大于Vcc202V時(shí)Vcc1給DS1302供電當(dāng)Vcc1小于Vcc2時(shí)DS1302由Vcc2供電X1和X2是振蕩源外接32768kHz晶振RST是復(fù)位片選線通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送RST輸入有兩種功能首先RST接通控制邏輯允許地址命令序列送入移位寄存器其次RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段當(dāng)RST為高電平時(shí)所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作如果在傳送過程中RST置為低電平則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送IO引腳變

34、為高阻態(tài)上電運(yùn)行時(shí)在Vcc25V之前RST必須保持低電平只有在SCLK為低電平時(shí)才能將RST置為高電平 IO為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 雙向 DS1302的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13所示表24 DS1302管腳功能表引腳號(hào)引腳名稱功 能1Vcc2后備電源23X1X2振蕩源外接32768Hz晶振4GND地線5TST復(fù)位片選線6IO串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 雙向 7SCLK串行數(shù)據(jù)輸入端8Voc1主電源引腳號(hào)引腳名稱功 能圖13 DS1302管腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS1302是與單片機(jī)連接圖14 DS1302與單片機(jī)連接圖音樂功放芯片LM386的簡(jiǎn)介音樂的播放控制LED的閃爍當(dāng)單片機(jī)B接收到單片機(jī)A的指令后音樂開始演

35、奏LED閃爍音樂主要是由LM386控制的其分析如下LM386是一種音頻集成功放具有自身功耗低電壓增益可調(diào)整電源電壓范圍大外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大 器主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品為使外圍元件最少電壓增益內(nèi)置為20但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容便可將電壓增益調(diào)為任意值直至 200輸入端以地位參考同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半在6V電源電壓下它的靜態(tài)功耗僅僅為24mW使得LM386特別適用于電池供電的場(chǎng)合LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式圖15 LM386的引腳圖二典型應(yīng)用電路圖16 LM

36、386應(yīng)用電路圖LM386是低電壓音頻放大器將VIN接P10部分連接電路圖如圖17所示圖17 LM386的音頻放大電路在音樂的播放過程中不光使用了揚(yáng)聲器還使用了蜂鳴器不同的是揚(yáng)聲器主要用于播放音樂而蜂鳴器主要用于提醒操作者按鍵已使用當(dāng)按鍵按下時(shí)蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音提醒操作著功能已實(shí)施根據(jù)揚(yáng)聲器的聲音還可以檢測(cè)單片機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常蜂鳴器與單片機(jī)的連接圖如下圖18 揚(yáng)聲器與單片機(jī)的連接圖模塊方案比較與論證車體設(shè)計(jì)方案1自己制作電動(dòng)車一般的說來自己制作的車體比較粗糙平衡感不好車身重量以及車體比例都要有精確的測(cè)量而且也要控制好小車行駛的輪胎與齒輪的力矩及角度的結(jié)合這些都比較難實(shí)現(xiàn)方案2購買玩具電動(dòng)車購買的玩

37、具電動(dòng)車具有組裝完整的車架車輪玩具電動(dòng)車具有如下優(yōu)點(diǎn)首先這種玩具電動(dòng)車由于裝配緊湊使得各種所需電路的安裝十分方便看起來也比較美觀其次玩具電動(dòng)車是依靠電機(jī)與相關(guān)齒輪一起驅(qū)動(dòng)能適應(yīng)題目中小車準(zhǔn)確前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的要求但是這種電動(dòng)車一般都價(jià)格較貴基于以上分析我們綜合了方案一和方案二還是選擇了方案一因?yàn)橘徺I現(xiàn)成的小車價(jià)格較昂貴我實(shí)在沒有那么多的錢而且它的功能固定于是我并購買了四個(gè)車輪和兩個(gè)直流電機(jī)再自己組裝完成了智能小車的車底電機(jī)模塊的選擇方案1采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位可以實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)路程和位置的精確定位雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低隨轉(zhuǎn)速的升高而下

38、降且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降其轉(zhuǎn)速較低不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)經(jīng)綜合比較考慮我們放棄了此方案方案 2直流電機(jī)直流電機(jī)的控制方法比較簡(jiǎn)單只需給電機(jī)的兩根控制線加上適當(dāng)?shù)碾妷杭纯墒闺姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來電壓越高則電機(jī)轉(zhuǎn)速越高對(duì)于直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)可以采用改變電壓的方法也可采用PWM調(diào)速方法PWM調(diào)速就是使加在直流電機(jī)兩端的電壓為方波形式通過改變方波的占空比實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)基于以上分析我們選擇了方案二使用直流電機(jī)作為電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇方案 1采用SM6135W電機(jī)遙控驅(qū)動(dòng)模塊SM6135W是專為遙控車設(shè)計(jì)的大規(guī)模集成電路能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退向右向左加速五個(gè)功能但是其采用的是編碼輸入控制而

39、不是電平控制這樣在程序中實(shí)現(xiàn)比較麻煩而且該電機(jī)模塊價(jià)格比較高方案 2采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298NL298N為單塊集成電路高電壓高電流四通道驅(qū)動(dòng)可直接的對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制無須隔離電路通過單片機(jī)的IO輸入改變芯片控制端的電平即可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)停止的操作非常方便亦能滿足直流減速電機(jī)的大電流要求調(diào)試時(shí)在依照上表用程序輸入對(duì)應(yīng)的碼值能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作表1是其使能輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系表31 L298N的引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系EN ABIN1IN3IN2IN4電機(jī)運(yùn)行情況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2IN4同IN2IN4快速停止LXX停止基于以上分析我們選擇了方案二用L298N來作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片控

40、制器模塊的選擇方案1采用凌陽的SPCE061A小板作為主控制芯片而且可以采用凌陽的小車模組可以很快的完成其基本功能當(dāng)是用該小板存在一定的局限性較難擴(kuò)張功能而且各個(gè)模塊的拼湊沒有比集成在一塊板的穩(wěn)定性高方案2采用STC89C52作為主控制芯片該芯片有足夠的存儲(chǔ)空間可以方便的在線ISP下載程序能夠滿足該系統(tǒng)軟件的需要該芯片提供了兩個(gè)計(jì)數(shù)器中斷對(duì)于本作品系統(tǒng)已經(jīng)足夠采用該芯片可以比較靈活的選擇各個(gè)模塊控制芯片能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出時(shí)間有很好的實(shí)時(shí)性基于以上分析我們選擇了方案二用STC89C52作為電機(jī)的主控制芯片系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用存儲(chǔ)空間較大的STC89C52作為主控制芯片電動(dòng)車電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片采用L2

41、98N并利用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車能較有效的控制其在特定位置轉(zhuǎn)彎及行駛出錯(cuò)處理該系統(tǒng)無論在結(jié)構(gòu)和技術(shù)上都具有較好的科學(xué)性顯示模塊的設(shè)計(jì)顯示模塊的仿真圖顯示模塊中主要考慮的是顯示什么綜合考慮后我想到的首先是時(shí)間的顯示于是我采用時(shí)鐘芯片DS1302來實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示單純的顯示時(shí)間似乎很無趣于是我加入了溫度的顯示溫度傳感器DS18B20結(jié)構(gòu)完善連接簡(jiǎn)單功能齊全易于控制合并以上的思路我確定出了顯示的模塊具體的仿真圖如下圖19 顯示模塊的電路原理圖顯示模塊的流程圖顯示模塊是智能小車額外增加的功能但它仍然是重要的組成部分顯示模塊是如何工作的呢其實(shí)先是由按鍵控制時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行時(shí)間的調(diào)節(jié)在調(diào)節(jié)的過程中信號(hào)傳

42、遞給STC89C52單片機(jī)將其翻譯后發(fā)送信號(hào)給時(shí)鐘芯片DS1302時(shí)鐘芯片DS1302會(huì)將時(shí)間的改變顯示在LCD1602上同樣的道理溫度傳感器DS18B20也是先將檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給單片機(jī)單片機(jī)再傳遞給LCD1602具體的流程圖如下圖20 顯示模塊的流程圖LED與MUSIC的整合設(shè)計(jì)421LED與MUSIC的整合設(shè)計(jì)的仿真圖音樂的播放控制LED的閃爍當(dāng)單片機(jī)B接收到單片機(jī)A的指令后音樂開始演奏LED閃爍為了展現(xiàn)LED的魅力我將LED混合串聯(lián)在音律的起伏變化中產(chǎn)生不同顏色的光芒產(chǎn)生光色聲為一體的美妙感覺其仿真圖如下圖21 LED與MUSIC的整合模塊的電路原理圖422LED與MUSIC的整合設(shè)計(jì)

43、的流程圖LED是MUSIC的附屬品但它從整體上增加了小車的美觀性在這個(gè)控制過程中最的特色是單片機(jī)A與單片機(jī)B 的串口通信音樂響起時(shí)LED會(huì)隨之閃爍音樂的控制主要是由按鍵控制的但在無線遙控的過程里也能控制音樂圖22 LED與MUSIC的整合模塊的流程圖無線模塊的設(shè)計(jì)431無線模塊的仿真圖圖23 無線模塊的仿真圖432無線模塊的流程圖無線模塊可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制但有效距離不能超過十米不然效果很差由于買的是鎖存的四線路只能單程的實(shí)現(xiàn)四種狀態(tài)的控制根據(jù)需要已經(jīng)分為以下的四種模式其中的D模式是按下開關(guān)時(shí)就可以對(duì)小車車體上的按鍵進(jìn)行調(diào)控圖24 無線模塊的流程圖直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的仿真圖圖25

44、 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的仿真圖442直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的流程圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的核心是電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片及電機(jī)電機(jī)選擇了直流電機(jī)這樣可以方便控制而電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片L298可以同時(shí)控制兩個(gè)直流電機(jī)其中芯片中連接單片機(jī)的5引腳和7引腳用于控制直流電機(jī)1而芯片中的10引腳和12引腳用于控制直流電機(jī)2電機(jī)1接的是小車的左輪電機(jī)2接的是小車的右輪當(dāng)兩個(gè)電機(jī)一起正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小車前進(jìn)當(dāng)兩個(gè)電機(jī)一起反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小車后退當(dāng)電機(jī)1正轉(zhuǎn)電機(jī)2反轉(zhuǎn)時(shí)小車右轉(zhuǎn)當(dāng)電機(jī)1反轉(zhuǎn)電機(jī)2正轉(zhuǎn)時(shí)小車左轉(zhuǎn)由于無線模塊只能控制鎖存的4條線路不能將功能都進(jìn)行有效控制只能控制前進(jìn)和后退所以額外采用按鍵來控制左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)圖26 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的流程圖軟件的簡(jiǎn)單

45、介紹在這次研究中主要用到了keilprotuesproter和STC_ISP_V480等軟件Keil的簡(jiǎn)介單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外同樣離不開軟件我們寫的C語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法一種是手工匯編另一種是機(jī)器匯編目前已極少使用手工匯編的方法了機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出Keil提供了包括C編譯器宏匯編連接器庫管理

46、和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境uVision將這些部份組合在一起運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU16MB或更多RAM20M以上空閑的硬盤空間WIN98NTWIN2000WINXP等操作系統(tǒng)掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的如果你使用C語言編程那么Keil幾乎就是你的不二之選目前在國內(nèi)你只能買到該軟件而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件即使不使用C語言而僅用匯編語言編程其方便易用的集成環(huán)境強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍protues的簡(jiǎn)介Protues軟件是英國Lab center electronics公司

47、出版的EDA工具軟件它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能還能仿真單片機(jī)及外圍器件它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具Protues軟件具有其它EDA工具軟件例multisim的功能這些功能是1原理布圖2PCB自動(dòng)或人工布線3SPICE電路仿真支持當(dāng)前的主流單片機(jī)如51系列AVR系列PIC12系列PIC16系列PIC18系列Z80系列HC11系列68000系列等軟件仿真功能如下1提供軟件調(diào)試功能 2提供豐富的外圍接口器件及其仿真RAMROM鍵盤馬達(dá)LEDLCDADDA部分SPI器件部分IIC器件這樣很接近實(shí)際在訓(xùn)練學(xué)生時(shí)可以選擇不同的方案這樣更利于培養(yǎng)學(xué)生3提供豐富的虛擬儀器利用虛擬儀器在

48、仿真過程中可以測(cè)量外圍電路的特性培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際硬件的調(diào)試能力4具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能電路功能仿真特點(diǎn)如下在PROTUES繪制好原理圖后調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件HEX可以在PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程PROTUES 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手PROTUES不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果它的元器件連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能例元器件選擇電路連接電路檢測(cè)電路修改軟件調(diào)試運(yùn)行結(jié)果等課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就

49、業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)由于PROTUES提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器儀表因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神創(chuàng)造精神的平臺(tái)隨著科技的發(fā)展計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段它具有設(shè)計(jì)靈活結(jié)果過程的統(tǒng)一的特點(diǎn)可使設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短耗資大為減少也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)相信在單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中PROTUES也能獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用軟件缺點(diǎn)器件庫潰乏庫中缺少很多重要芯片嚴(yán)重影響電路仿真軟件出錯(cuò)或亂碼此時(shí)仿真效果不及硬件仿真Protel的簡(jiǎn)介PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件在電子行業(yè)的CAD軟件中它當(dāng)之無愧地

50、排在眾多EDA軟件的前面是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件它較早就在國內(nèi)開始使用在國內(nèi)的普及率也最高有些高校的電子專業(yè)還專門開設(shè)了課程來學(xué)習(xí)它幾乎所有的電子公司都要用到它許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用PROTEL早期的PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用運(yùn)行在DOS環(huán)境對(duì)硬件的要求很低在無硬盤286機(jī)的1M內(nèi)存下就能運(yùn)行但它的功能也較少只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能其印制板自動(dòng)布線的布通率也低而現(xiàn)今的PROTEL已發(fā)展到PROTEL99網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板是個(gè)龐大的EDA軟件完全安裝有200多M它工作在WINDOWS95環(huán)境下是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)它包含

51、了電原理圖繪制模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真多層印制電路板設(shè)計(jì)包含印制電路板自動(dòng)布線可編程邏輯器件設(shè)計(jì)圖表生成電子表格生成支持宏操作等功能并具有ClientServer客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式如ORCADPSPICEEXCEL等其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100布通率STC_ISP_V480的簡(jiǎn)介在運(yùn)行STC_ISP_V480下載軟件之前應(yīng)該先給出ISP的C程序源代碼ISPC要注意的是此程序是在Keil-C中要建立工程文件包含IAPC函數(shù)并且在IAPC和ISPC中都要保留STC的定義傳入用戶代碼時(shí)需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信一般采用RS232串行通信數(shù)據(jù)

52、協(xié)議采用簡(jiǎn)單協(xié)議具體的使用方法一先把學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)板和計(jì)算機(jī)連接好接好串口線和電源二打開STC-ISP v480在MCU Type欄目下選中單片機(jī)如STC89C52RC根據(jù)您的9針的數(shù)據(jù)線連接情況選中COM端口最好把波特率適當(dāng)下調(diào)一些按圖示選中各項(xiàng)圖27 STC-ISP v480的界面圖三先確認(rèn)硬件連接正確按下圖點(diǎn)擊打開文件并在對(duì)話框內(nèi)找到您要下載的HEX文件四選中兩個(gè)條件項(xiàng)這樣可以使您在每次編譯KEIL時(shí)HEX代碼能自動(dòng)加載到STC-ISP點(diǎn)擊Download下載五手動(dòng)按下電源開關(guān)便即可把可執(zhí)行文件HEX寫入到單片機(jī)內(nèi)下圖是正在寫入程序截圖圖28 單片機(jī)程序下載截圖后期展望在設(shè)計(jì)的作品中有幾個(gè)問題

53、需要改良一小車的驅(qū)動(dòng)力不夠不能在地上自由的行走這個(gè)問題主要是由于直流電機(jī)的內(nèi)驅(qū)力不夠還有就是車輪和轉(zhuǎn)軸的結(jié)合不夠不能有效地帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)而且車輪的選擇也有誤智能小車對(duì)地的抓力很重要需要的是坦克式的帶齒輪的輪胎我采用的是光滑的輪子這樣增大了車輪和地面的摩擦力從而也阻礙了小車的行進(jìn)解決的方法是重新購買內(nèi)驅(qū)力強(qiáng)的電機(jī)購買摩擦力較小的小車輪買合適的轉(zhuǎn)軸和齒輪當(dāng)然有個(gè)更簡(jiǎn)單的方法是直接買一個(gè)現(xiàn)成的車體在網(wǎng)上尋找車體和車體零件時(shí)我發(fā)現(xiàn)相關(guān)的材料很難買而且價(jià)格都很高二小車的整體重量需要進(jìn)一步減輕減輕小車的重量并不是僅僅減少材料還應(yīng)該擇優(yōu)選擇好而簡(jiǎn)的技術(shù)例如小車由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊需要獨(dú)立的電源單片機(jī)和顯示模塊等也

54、需要電源而且兩者無法合并兩個(gè)電源就增加了重量曾想過用太陽能發(fā)電但因?yàn)樽约旱募夹g(shù)能力不夠不能采用這樣就使得重量無法減輕了希望以后可以解決吧三購買的材料有很多都沒有用到而浪費(fèi)了該買的卻因?yàn)榉N種原因沒有買到材料基本上都是淘寶網(wǎng)上買的因?yàn)樾枰谧稣撐呐c實(shí)物之前購買所以就將自己能想到的都買了但在做實(shí)物的過程中才發(fā)現(xiàn)缺乏很多真正需要的只能不斷地重新購買日積月累就剩余許多不用的元器件而許多想要的因?yàn)闀r(shí)間和金錢的原因而無法購買這也造成了設(shè)計(jì)的不完美當(dāng)然什么都是在嘗試中獲取成功的所以以后一定要多詢問他人仔細(xì)的確定清單避免時(shí)間和金錢的浪費(fèi)參考文獻(xiàn)1康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分M第四版北京高等教育出版社19992康華

55、光電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分M第四版北京高等教育出版社20003陳大欽電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)M第二版北京高等教育出版社20004謝自美電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試M第三版武漢華中科技大學(xué)出版社20065胡乾斌 李光斌 李玲等單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用M第二版武漢華中科技大學(xué)出版社20066郭天祥新概念51單片機(jī)C語言教程M電子工業(yè)出版社20097譚浩強(qiáng)C語言設(shè)計(jì)M第三版清華大學(xué)出版社20058崔炳哲電子控制入門M北京科學(xué)出版社20039樊昌信 曹麗娜通信原理M第六版北京國防工業(yè)出版社200910全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì)編全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽M北京理工大學(xué)出版社199911郭強(qiáng)液晶顯示應(yīng)用技術(shù)M北京電子工業(yè)出版社200312郁有文 常健 程繼紅傳感器原理及工程應(yīng)用M 第二版 武漢西安電子科技大學(xué)出版社200613許紀(jì)倩機(jī)械工人速成識(shí)圖M 第二版 北京機(jī)械工業(yè)出版社200914高軍電動(dòng)智能小車Dhttpsf