智能小車說明書

1、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響，通過上下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?；電機直流驅動那么用來保證小車以最快的速度行駛。關鍵詞：智能小車、STC12C5A60S2 單片機、紅外傳感器、循跡傳感器、碰撞傳感器、直流電機目錄引 言2一總體設計方案31.1 設計方案論證31.2 方案的總體設計框圖3二硬件模塊設計32.1 硬件模塊

2、組成32.2 中央處理器模塊32.3傳感器模塊4三功能介紹6四軟件設計6五參考文獻14引 言只能作為現(xiàn)代社會的新產物是以后的開展方向。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到達的或更高的目標。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、左轉和右轉等根本操作。通過這些根本功能再加上相關的傳感器實現(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程序的控制下，能完成自動循跡及在復

3、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1.1 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防止的功能；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根本操作。1.2 方案的總體設計框圖舵機傳感器STC12C5A60S2單片機二硬件模塊設計2.1 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、直流電機驅動模塊、調試電路模塊。2.2

4、 中央處理器模塊本文采用的STC12C5A60S2單片機是宏晶科技生產的單時鐘/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。內部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉換(250K/S),針對電機控制，強干擾場合。2.3 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?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

5、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，當小車距離障礙物到達所設定的范圍時，傳感器接收到反射回來的紅外線到達一定程度后，傳感器內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，到達繞開障礙物的目的。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，無需調整。如有特殊要求可定制開發(fā)。3

6、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?；鹧?zhèn)鞲衅骼脤t外線特別敏感的特點，將火焰的亮度轉化成高度變化的電平信號，輸入到處理器中。應用領域：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。三功能介紹本次創(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那么自行繞過并繼續(xù)沿黑線前進?；鹧鏌嵩磦鞲衅鲿?/p>

7、尋一定范圍內是否有火源，如果有那么在行至火源處停止并警報，然后繼續(xù)搜尋下一個火源，搜尋可探測范圍內是否有火源。四軟件設計 / #include "reg52.h"#include <string.h>#include "STC12C5A60S2.h"sbit TL=P32;/左傳感器sbit TR=P31;/右傳感器sbit red=P03;/紅外傳感器sbit fmq=P06;/蜂鳴器float Fire=0; /火焰電壓值sbit MR1=P37;/右輪sbit MR2=P36;sbit ML1=P35;/左輪sbit ML2=P34;b

8、it flag=0; void Delay_Ms(unsigned int ms)unsigned int i;while(ms-)for(i=0;i<125*10;i+) if(TL=1|TR=1)&&flag) return;void beep(void)unsigned char i;for(i=0;i<5;i+) fmq=0;Delay_Ms(200); fmq=1;Delay_Ms(200);void MRF() MR1=1; MR2=0;void MRB() MR1=0; MR2=1;void MRP() MR1=0; MR2=0;void MLF()M

9、L1=1;ML2=0;void MLB()ML1=0;ML2=1;void MLP()ML1=0;ML2=0; void Forward() /前MRF();MLF();void TurnLeft() /左MRP();MLF(); void Back() /退MRB();MLB(); void Stop() /停MRP();MLP();void TurnRight() /右MLP();MRF();void xunji(void) if(TL=0&&TR=0) /循跡MRF();MLF();if(TL=1&&TR=0)TurnLeft();if(TL=0&

10、&TR=1)TurnRight();/*AD模塊*/float ADC_L()float ADC_Result;P1ASF=0x40;/P1ASF=01000000 P16口作為模擬A/D轉換口AUXR1=0x04;/ADRJ=1，高2位放在ADC_RES中，低8位放在ADC_RESL中,轉換結果=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ADC_Result=(ADC_Result*50

11、0)/1024; /轉換為電壓ADC_CONTR=0x00;/關閉ADC以節(jié)約能量return ADC_Result;void avoid()Back();Delay_Ms(100);/倒退延時TurnLeft();Delay_Ms(400); /左轉延時Forward();Delay_Ms(400); /前進延時flag=1;TurnRight();Delay_Ms(400); /右轉延時Forward();Delay_Ms(400); /前進延時 ;過障礙TurnRight();Delay_Ms(350); /右轉延時flag=0;void main() float ADC_Val;/ S

12、P=0x70; P1M0|=0x40; P1M1|=0x40; Forward();while(1)ADC_Val= ADC_L();if(TL=1&&TR=1) /循跡 Forward();else if(TL=1&&TR=0)TurnLeft();else if(TL=0&&TR=1)TurnRight();else if(TL=0&&TR=0)Forward();/循跡if(ADC_Val<300)Stop(); beep();while(ADC_Val<300) ADC_Val= ADC_L(); if(red

13、=0) avoid(); 五參考文獻1. 李正軍。計算機控制系統(tǒng)。北京：機械工業(yè)出版社，2005 2. Ramon Pallas-Areny，John G. Webster美。傳感器和信號調節(jié)，第2版。張倫譯。北京：清華大學出版社，2003 3. 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 4. 羅亞非等。凌陽16位單片機應用根底。北京：北京航空航天大學出版社，2003 5. 童詩白，華成英。

14、模擬電子技術根底。北京：高等教育出版社，2003 6. 閻石。數(shù)字電子技術根底。北京：高等教育出版社，1983 7. 頂峰編。單片微型計算機原理與接口技術。北京：科學出版社， 2003 8.   創(chuàng)新設計小結： 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

15、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)了許多自己的缺乏之處，例如我們的理論知識不夠充足，一些根底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。這些缺乏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。能夠意識到自己的缺乏才能夠彌補這些缺乏之處，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

16、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，但是對絕大局部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過屢次的修改和調試測量，這次設計根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翻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根本理論知識，更深入的掌握單片機的開