智能循光小車畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)智能循光小車設(shè)計(jì)教學(xué)單位：專業(yè)名稱：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)單位：完成時(shí)間：智能循光小車設(shè)計(jì)摘要本系統(tǒng)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)為主控芯片，該芯片常用于電機(jī)控制和強(qiáng)干擾場(chǎng)合。系統(tǒng)中采用五個(gè)光敏電阻模塊和一個(gè)光強(qiáng)傳感器 BH1750FVI 模塊作為信號(hào)檢測(cè)部分。光敏電阻模塊采用了 LM393 比較器芯片，通過(guò)電位器調(diào)節(jié)比較電壓進(jìn)而來(lái)控制光敏電阻的靈敏度。BH1750FVI 模塊是一種用于兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強(qiáng)度傳感器集成電路，利用它的高分辨率可以探測(cè) 0LX 到 65535LX 范圍的光強(qiáng)度變化。系統(tǒng)以小車的四個(gè)電機(jī)為執(zhí)行部分，電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用的是 L2

2、98N 芯片，該芯片可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)，本系統(tǒng)采用了兩個(gè) L298N 芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)四個(gè)直流電機(jī)。本系統(tǒng)通過(guò)傳感器來(lái)檢測(cè)光照強(qiáng)度，把光照信息反饋給主控芯片，進(jìn)而由主控芯片根據(jù)光的強(qiáng)弱和光源的方位來(lái)控制小車以最快的速度向光源走去。本小車通過(guò)一些改進(jìn)可以用于實(shí)際應(yīng)用中，如滅火機(jī)器人，搬運(yùn)機(jī)器人等。關(guān)鍵詞：智能小車；尋找光源；單片機(jī)；STC12C5A60S2；傳感器 Intelligent Light Seeking Car DesignAbstractThis system uses STC12C5A60S2 single-chip microcomputer as main control chi

3、p, the chip used in motor control and strong interference. Of five photo resistance module and a light intensity sensor BH1750FVI module as part signal detection. Photosensitive resistance module adopts the LM393 comparator chips, by comparing potentiometer to adjust voltage and then to control the

4、sensitivity of photosensitive resistance. BH1750FVI module is two line serial bus interface for a type of digital light intensity sensor IC, take advantage of its high resolution can detect 0 lx to 65535 lx range of light intensity changes. Four motors to perform part of the system to the car, motor

5、 driver is adopted L298N chip, the chip can drive two dc motors, this system adopts two four L298N chip to drive the dc motor. This system through the sensors to detect light intensity, the illumination information feedback to the main control chip, and then according to the strength of the light by

6、 the main control chip and the orientation of the light source to control the car with the fastest speed to the light source. This car through some improvements can be used in practical applications, such as fire-fighting robot, handling robot and so on. Keywords：The smart car；Light seeking；MCU；STC1

7、2C5A60S2；The sensor 目 錄摘要 .IABSTRACT.II1 緒論.11.1 智能小車的背景和意義.11.2 智能小車的作用和前景.12 總體方案設(shè)計(jì).22.1 循光小車的功能分析.22.2 主控部分的設(shè)計(jì).22.3 信號(hào)采集部分的設(shè)計(jì).22.4 執(zhí)行部分的設(shè)計(jì).32.5 整體設(shè)計(jì)框架.33 硬件的設(shè)計(jì).43.1 單片機(jī)控制單元.43.1.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介.43.1.2 電源系統(tǒng).53.1.3 諾基亞 5110 液晶.63.1.4 光敏電阻模塊.73.1.5 光強(qiáng)傳感器.83.1.6 單片機(jī)控制單元原理圖.93.2 直流電機(jī)控制單元.103.2.1 H 橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路.103

8、.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N .113.2.3 直流電機(jī)控制單元原理圖.124 軟件的設(shè)計(jì).134.1 整體程序分析.134.2 光強(qiáng)傳感器程序.134.3 PWM 電機(jī)調(diào)速程序 .165 系統(tǒng)調(diào)試.185.1 軟件調(diào)試.185.1.1 Altium Designer 軟件簡(jiǎn)介.185.1.2 Keil C51 軟件簡(jiǎn)介.185.1.3 軟件調(diào)試問(wèn)題及排除.185.2 硬件調(diào)試.195.2.1 系統(tǒng)實(shí)物圖.195.2.2 硬件調(diào)試問(wèn)題及排除.19總結(jié).20參考文獻(xiàn).21附錄 A 主控板原理圖.22附錄 B 主控板 PCB 圖.23附錄 C 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板原理圖.24附錄 D 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板 PC

9、B 圖 .25附錄 E 主控板實(shí)物正面圖 .26附錄 F 主控板實(shí)物反面圖.27附錄 G 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板實(shí)物正面圖.28附錄 H 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板實(shí)物反面圖.29附錄 I 系統(tǒng)整體實(shí)物圖 .30附錄 J 系統(tǒng)程序.31致謝.441 緒論1.1 智能小車的背景和意義在 20 世紀(jì) 50 年代初，美國(guó) Electronics 公司研發(fā)出世界上第一臺(tái)自動(dòng)引導(dǎo)車輛，也是世界上第一臺(tái)智能車輛，從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，這是一臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人。從 50 年代后期到60 年代前期，以美國(guó)為首，德國(guó)、英國(guó)和日本等國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)展了智能車輛的自動(dòng)駕駛和車輛導(dǎo)航技術(shù)的研究。直到今天，世界各國(guó)對(duì)智能車輛的研究表現(xiàn)出了空前的熱情，也為此投入

10、了大量的人力和物力，智能車輛也有了突破性的發(fā)展。我們?cè)谝恍┤珖?guó)性的電子設(shè)計(jì)大賽中經(jīng)常會(huì)看到智能小車的身影，也有一些專門(mén)為智能小車而舉辦的設(shè)計(jì)大賽，如：飛思卡爾智能車大賽等等。由此可見(jiàn)，智能車的發(fā)展一直受到各方面的關(guān)注和支持。智能小車也叫無(wú)人小車，它通過(guò)自帶的傳感器來(lái)感知周圍的環(huán)境，再由傳感器把信息反饋給主控芯片，然后通過(guò)主控芯片把反饋回來(lái)的信息進(jìn)行解讀和分析，進(jìn)而再完成相應(yīng)的動(dòng)作。智能小車能工作在一些環(huán)境比較惡劣的崗位上，能完成一些人類難以完成的工作，也可以工作在無(wú)人生產(chǎn)線上，提高人類的工作效率。智能小車的出現(xiàn)，是 20世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的重大成就。智能小車作為無(wú)人機(jī)器人的一種，它屬于人工智能的綜

11、合體現(xiàn)。人工智能處于計(jì)算機(jī)技術(shù)的前沿，它的研究成果對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事和我們的日常生活都有著極大的影響。人們不斷發(fā)明機(jī)器來(lái)代替人類工作，這是科技發(fā)展的必定走勢(shì)，所以智能小車的出現(xiàn)和發(fā)展對(duì)我們有著重大的意義。1.2 智能小車的作用和前景在移動(dòng)機(jī)器人快速發(fā)展的今天，人類已經(jīng)進(jìn)入了文明的新階段。移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域。例如科學(xué)勘測(cè)、滅火、掃地、澆花、防盜巡查和搬運(yùn)貨物等等。隨著移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)水平的不斷提高，不僅大大提高了現(xiàn)今的勞動(dòng)效率，而且還減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。智能小車作為移動(dòng)機(jī)器人的一種，無(wú)論在日常看到的智能玩具中還是在各行各業(yè)中都有著一些實(shí)質(zhì)成果。機(jī)器人和人類的生產(chǎn)生

12、活已經(jīng)密不可分了，在無(wú)人生產(chǎn)線中，機(jī)器人給人類帶來(lái)了革命性的成果。智能小車是一個(gè)綜合性系統(tǒng)，它集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和自動(dòng)駕駛等功能于一體，它運(yùn)用了機(jī)械結(jié)構(gòu)、理論力學(xué)、模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)、傳感器、控制理論和控制算法等多門(mén)學(xué)科的知識(shí)，它涵蓋了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)、自動(dòng)控制原理和人工智能等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，它是典型的高新技術(shù)綜合體。智能小車的不斷發(fā)展也能使我們充分感受到智能化給我們帶來(lái)的方便和好處。在不久的將來(lái)，智能小車將作為移動(dòng)機(jī)器人的一種，出現(xiàn)在我們的身邊，甚至普及到每一個(gè)家庭。我們應(yīng)該重視智能小車的發(fā)展，使智能小車向更穩(wěn)定和更實(shí)用的方向發(fā)展。智能小車的前景是美好的，智能小車有著改

13、變?nèi)祟惿盍?xí)慣的強(qiáng)大力量。2 總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要包括主控部分、信號(hào)采集部分和執(zhí)行部分。首先通過(guò)信號(hào)采集部分對(duì)小車周圍的環(huán)境進(jìn)行感知，然后把得到的信息反饋給主控部分，最后由主控部分對(duì)信息進(jìn)行解讀和分析并根據(jù)信息的內(nèi)容對(duì)執(zhí)行部分進(jìn)行相應(yīng)的控制。2.1 循光小車的功能分析循光小車最基本的功能就是前進(jìn)、后退和左右拐彎，本小車主要根據(jù)四個(gè)電機(jī)的差速和轉(zhuǎn)向來(lái)控制它的行走方向。小車速度的快慢可以通過(guò)單片機(jī)模擬 PWM 來(lái)控制。在檢測(cè)不到小車周圍有光源存在時(shí)，小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)周圍的光照強(qiáng)度可以通過(guò)小車前面的光強(qiáng)傳感器檢測(cè)出來(lái)，然后在液晶上顯示出來(lái)。當(dāng)小車左側(cè)的光敏傳感器檢測(cè)到光源時(shí)，小車向左慢慢拐彎

14、。同理，當(dāng)小車右側(cè)的光敏傳感器檢測(cè)到光源時(shí)，小車向右慢慢拐彎。當(dāng)小車后面的光敏傳感器檢測(cè)到光源時(shí)，小車快速?gòu)挠疫呄蚝竺孓D(zhuǎn)彎。這樣的話小車就可以一直往光源走去，當(dāng)小車前面的光強(qiáng)傳感器檢測(cè)出來(lái)的光照強(qiáng)度大于1500LX 時(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)小車走到光源處時(shí)，即是當(dāng)小車找到光源時(shí)，小車停止?？偟膩?lái)說(shuō)就是當(dāng)小車發(fā)現(xiàn)周圍有光源時(shí)，小車立刻向光源走去，然后找到光源并且停在光源處。2.2 主控部分的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的主控部分采用了直插式的 STC12C5A60S2 單片機(jī)，之所以選擇這種單片機(jī)，是因?yàn)樗兄咚佟⒌凸暮统瑥?qiáng)抗干擾的性能。該種單片機(jī)常用于電機(jī)控制和強(qiáng)干擾場(chǎng)合。在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)外接 12M 的石英晶體振

15、蕩器，并且外接可按鍵復(fù)位的復(fù)位電路。該單片機(jī)在本系統(tǒng)中控制的外圍元器件包括：光敏電阻模塊、諾基亞 5110 液晶模塊、光強(qiáng)傳感器 BH1750FVI 模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng) L298N 模塊。主控部分就像人類的大腦一樣，使各個(gè)部分相互配合共同有序地完成本系統(tǒng)的功能。2.3 信號(hào)采集部分的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的信號(hào)采集部分主要采用了五個(gè)光敏電阻模塊和一個(gè)光強(qiáng)傳感器 BH1750FVI模塊。五個(gè)光敏電阻模塊平均分布在車子的左前方、右前方、后方、左邊和右邊，它們主要是用來(lái)感知光源相對(duì)小車來(lái)說(shuō)所在的位置。一個(gè)光強(qiáng)傳感器模塊主要分布在小車的正前方，它主要是用來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量光源的光照強(qiáng)度，進(jìn)而判斷小車和光源之間的距離是多少。這

16、樣分配的話，就可以使各個(gè)傳感器相互配合，進(jìn)而使小車能夠全視角地去檢測(cè)光源的位置。兩種傳感器相互合作，就能準(zhǔn)確找到光源的位置和知道光源的強(qiáng)度，并且實(shí)時(shí)把光照強(qiáng)度在諾基亞 5110 液晶上顯示出來(lái)。信號(hào)采集部分就像人類的眼睛一樣，快速準(zhǔn)確地鎖定目標(biāo)。2.4 執(zhí)行部分的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的執(zhí)行部分采用了四個(gè) TT 馬達(dá)，它是帶有減速箱的直流減速電機(jī)，減速比為1:48。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用的是 15 腳直插式封裝的 L298N 芯片。通過(guò)單片機(jī)的控制線對(duì)該芯片的信號(hào)輸入端寫(xiě)入不同的信號(hào)，則該芯片的信號(hào)輸出端就會(huì)輸出放大后的相應(yīng)的信號(hào)給電機(jī)，進(jìn)而對(duì)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。一個(gè) L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，本系統(tǒng)采

17、用了兩個(gè) L298N 芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)四個(gè)直流電機(jī)。執(zhí)行部分就像人類的手和腳，它能快速地去執(zhí)行大腦分配給自己的工作。2.5 整體設(shè)計(jì)框架本系統(tǒng)通過(guò)兩種傳感器的相互配合來(lái)檢測(cè)出光源的強(qiáng)度和方位，把光照信息反饋給主控芯片，進(jìn)而由主控芯片 STC12C5A60S2 單片機(jī)根據(jù)光的強(qiáng)弱和光源所在的位置來(lái)給小車提供不同的控制信息，最后使小車以最快的速度向光源走去。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架如圖 2-1所示。圖 2-1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架圖3 硬件的設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)控制單元本單元主要由 STC12C5A60S2 單片機(jī)最小系統(tǒng)、諾基亞 5110 液晶、光敏電阻模塊和光照傳感器 BH1750FVI 模塊組成。單片機(jī)的最小系統(tǒng)由電源

18、電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和下載電路組成。3.1.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)使用的是 STC12C5A60S2 單片機(jī)，該單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的機(jī)器周期為 1T的單片機(jī)，是高速、低功耗和超強(qiáng)抗干擾的新一代 51 單片機(jī)，工作電壓為 3.3V-5.5V(5V單片機(jī))。指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的 51 單片機(jī)，但速度快 8 到 12 倍。內(nèi)部集成了專用復(fù)位電路和 2 路 PWM，還有 8 路高速 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換，該單片機(jī)性價(jià)比高，極具競(jìng)爭(zhēng)力，常用于電機(jī)控制和強(qiáng)干擾場(chǎng)合。STC12C5A60S2 單片機(jī)包括：一個(gè) 8 位的微型處理器；一個(gè) 1K 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；一個(gè) 64K 的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；四個(gè) 8

19、 位并行的 I/O 接口即 P0 到 P3，每個(gè)接口既可以輸入，也可以輸出；兩個(gè)定時(shí)器或記數(shù)器；兩路 PCA 模塊；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工的串行 I/O 口；也有片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體振蕩器和微調(diào)電容需要外接。各個(gè)單片機(jī)的組成部分可以通過(guò)它的內(nèi)部總線相連接。STC12C5A60S2 單片機(jī)的管腳圖如圖 3-1 所示。圖 3-1 STC12C5A60S2 管腳圖各引腳功能簡(jiǎn)單介紹如下：電源及晶振引腳VCC（第 40 腳）：+5V 電源引腳；GND（第 20 腳）：接地引腳；XTAL1（第 19 腳）：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入；XTAL2（第 18

20、腳）：來(lái)自反向振蕩器的輸出；控制引腳RST（第 9 腳）：復(fù)位輸入，當(dāng)單片機(jī)要進(jìn)行復(fù)位時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高平時(shí)間；ALE/PROG(第 30 腳)：地址鎖存使能輸出/編程脈沖輸入；PSEN（第 29 腳）：輸出訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)；EA/VPP（第 31 腳）：外部 ROM 允許訪問(wèn)/編程電源輸入；并行 I/O 口引腳并行 I/O 口共有 32 個(gè)，其中 P00-P07（第 39-32 腳）統(tǒng)稱為 P0 口；P10-P17（第1-8 腳）統(tǒng)稱為 P1 口；P20-P27（第 21-28 腳）統(tǒng)稱為 P2 口；P30-P37（第 10-17 腳）統(tǒng)稱為 P3 口；P0-

21、P3 口可以作為通用輸入/輸出（I/O）口使用。此外，P2 口可以作為地址總線的高8 位，P0 口可以作為地址總線的低 8 位，它們一起組成 16 位的地址總線。P0 口還可以作為 8 位的數(shù)據(jù)總線。P3 口可作為控制總線，它具有第二功能作用；P3 口的第二功能定義如表 3-1 所示。 表 3-1 P3 口第二功能定義表3.1.2 電源系統(tǒng)因?yàn)橄到y(tǒng)各個(gè)部分所需要的電壓不同，所以要對(duì)電壓進(jìn)行合理的分配。電源部分采用了兩個(gè)標(biāo)稱電壓為 3.7V 的 18650 可充電鋰電池。兩個(gè)電池并聯(lián)，一共 7.4V 作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)電壓。然后又通過(guò)穩(wěn)壓芯片 LM7805 把 7.4V 穩(wěn)壓到 5V 作為電

22、機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的工作電壓，也作為單片機(jī)的供電電壓。最后又通過(guò)穩(wěn)壓芯片 AMS1117-3.3 把 5V 穩(wěn)壓到3.3V 為諾基亞 5110 液晶供電。引腳第二功能定義P3.0RXD（串行通信數(shù)據(jù)接收端）P3.1TXD（串行通信數(shù)據(jù)發(fā)送端）P3.2INT0（外部中斷 0 請(qǐng)求端口，低電平有效）P3.3INT1（外部中斷 1 請(qǐng)求端口，低電平有效）P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 外部計(jì)數(shù)輸入端口）P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 外部計(jì)數(shù)輸入端口）P3.6WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端，低電平有效）P3.7RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效）LM7805 是三端穩(wěn)壓集成電路，它可以將

23、 8-12V 電壓轉(zhuǎn)變成 5V 電壓，芯片內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用時(shí)要安裝散熱器。它不僅可靠和方便，而且價(jià)格便宜。連接電路如圖 3-2 所示。圖 3-2 LM7805 穩(wěn)壓電路圖AMS1117-3.3 是一個(gè)正向低壓降穩(wěn)壓器，固定輸出 3.3V。輸入電壓的上限值是15V，但這類線性穩(wěn)壓器一般適用于輸入輸出電壓差不太大（3-5V）的場(chǎng)合。芯片內(nèi)部集成過(guò)熱保護(hù)和限流電路，是便攜式計(jì)算機(jī)的最佳選擇。連接電路如圖 3-3 所示。 圖 3-3 AMS1117-3.3 穩(wěn)壓電路圖3.1.3 諾基亞 5110 液晶諾基亞 5110 液晶是 84 乘以 48 的點(diǎn)陣液晶，可以顯示 15 個(gè)漢

24、字，也可以顯示 30 個(gè)字符，還可以顯示圖案。它采用串行接口與主處理器進(jìn)行通信，接口信號(hào)線的數(shù)量少，包括電源線在內(nèi)的信號(hào)線僅有 8 根。它支持多種串行通信協(xié)議，傳輸速率高達(dá) 4Mbps，可以全速寫(xiě)入顯示數(shù)據(jù)并且無(wú)需等待時(shí)間。液晶的驅(qū)動(dòng)器芯片已經(jīng)綁定到了液晶晶片上，所以模塊的體積很小。液晶的工作電壓為 3.3V，正常顯示時(shí)的工作電流為 200uA 以下，具有掉電模式。它速度快，是 LCD12864 的 20 倍，也是 LCD1602 的 40 倍，性價(jià)比高，適合電池供電的便攜式移動(dòng)設(shè)備。在電路設(shè)計(jì)方面把液晶的 5 根控制線直接與單片機(jī)的普通 I/O 口相連。背光線直接接 3.3V，即是使背光一直

25、處于開(kāi)啟狀態(tài)，電路設(shè)計(jì)如圖 3-4所示。圖 3-4 液晶的電路設(shè)計(jì)圖3.1.4 光敏電阻模塊光敏電阻模塊主要由 LM393 比較器、光敏電阻和可調(diào)電位器組成。LM393 是由兩個(gè)獨(dú)立的、高精度的電壓比較器組成的集成電路。LM393 的輸出為集電極開(kāi)路，主要是為了適應(yīng)不同電平的需要。我們可以將輸出上拉到不同的電平，例如 3.3V、5V 和 10V 等，以適應(yīng)后級(jí)電路的需要。按照電路結(jié)構(gòu)分析，在正常使用的情況下，輸出時(shí)必須接上拉電阻。電壓比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小，它用輸出高電平或低電平來(lái)表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系。當(dāng)“+”輸入端電壓高于“-”輸入端電壓時(shí)，電壓比較器輸出為高電平。當(dāng)“+”輸

26、入端電壓低于“-”輸入端電壓時(shí)，電壓比較器輸出為低電平。光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻器。它的電阻阻值隨著入射光的強(qiáng)弱而變化。主要原理是材料的電阻與該材料內(nèi)部電子受到的束縛力有關(guān)，束縛力越大，電子就越難自由運(yùn)動(dòng)，電阻就越大，反之則越小。當(dāng)電子吸收外來(lái)的一定能量的光子后，動(dòng)能增加，材料對(duì)電子的束縛力減弱，電阻減小。所以當(dāng)光照越強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值就越小。當(dāng)光照越弱時(shí)，光敏電阻的阻值就越大?？烧{(diào)電位器主要是用來(lái)調(diào)節(jié)自身電阻的大小，進(jìn)而來(lái)改變比較器基準(zhǔn)電壓的大小。根據(jù)比較器基準(zhǔn)電壓的不同，光敏電阻模塊的感光性也會(huì)不同。也就是說(shuō)可調(diào)電位器主要是用來(lái)改變光敏電阻模塊的感光性能。光敏電阻模塊

27、的電路設(shè)計(jì)如圖 3-5 所示。圖 3-5 光敏電阻模塊電路圖光敏電阻模塊的引腳包括電源引腳 VCC 和 GND，VCC 接 5V 電壓。還有模擬輸出引腳 A0 和數(shù)字輸出引腳 D0。模塊的原理是把可調(diào)電位器分壓所得到的電壓作為比較電壓，接到比較器的反向輸入端。把光敏電阻所分得的電壓接到比較器的正向輸入端。當(dāng)光敏電阻受到光的照射時(shí)，光敏電阻的阻值變小，所分得的電壓也變小。當(dāng)光敏電阻所分得的電壓小于比較器的比較電壓時(shí)，比較器輸出低電平。此時(shí)單片機(jī)就會(huì)在模塊的 D0引腳讀到低電平。也就是說(shuō)可調(diào)電位器決定了模塊對(duì)光的靈敏度，當(dāng)光源的亮度大于模塊的靈敏度時(shí)，模塊返回低電平給單片機(jī)。3.1.5 光強(qiáng)傳感器

28、 光強(qiáng)傳感器 BH1750FVI 模塊的引腳包括電源引腳 VCC 和 GND，VCC 接 3-5V 電壓。還有 IIC 總線的時(shí)鐘引腳 SCL、IIC 總線的數(shù)據(jù)引腳 SDA 和 IIC 總線的設(shè)備地址引腳ADD。模塊與單片機(jī)的連接方法如圖 3-6 所示。圖 3-6 BH1750FVI 模塊與單片機(jī)的連接圖在整個(gè)模塊中起主導(dǎo)作用的是 BH1750FVI 芯片。它是一種數(shù)字型光強(qiáng)度傳感器集成電路，用于兩線式串行總線接口。該芯片可以利用它的高分辨率測(cè)出 0-65535 勒克司的光強(qiáng)度變化。它有著和人類視覺(jué)靈敏度一般的光譜靈敏度特性。芯片支持 IIC 接口，直接輸出亮度所對(duì)應(yīng)的數(shù)字值。它的光源依賴性

29、弱，并且受紅外線的影響很小。對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大的因素是光入口的大小。芯片有除光噪音功能，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的測(cè)量。其內(nèi)部框圖如圖 3-7 所示。圖 3-7 BH1750FVI 芯片內(nèi)部框圖框圖描述如下： PD：為接近人類肉眼反應(yīng)的光敏二極管。 AMP：為集成運(yùn)算放大器，主要功能是將 PD 電流轉(zhuǎn)換為 PD 電壓。 ADC：為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，主要是為了把 PD 電壓轉(zhuǎn)換為 16 位的數(shù)字信息。 Logic+IIC Interface：為邏輯運(yùn)算器和 IIC 界面部分，它的主要功能是完成光強(qiáng)度計(jì)算，同時(shí)它也是 IIC 總線接口。OSC：為內(nèi)部振蕩器，該時(shí)鐘為內(nèi)部邏輯時(shí)鐘，它的時(shí)鐘頻率典型值是 320kHz。

30、BH1750FVI 集成電路的原理是：當(dāng)光敏二極管受到光的照射時(shí)，把光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流，再由集成運(yùn)算放大器將電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器把電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，再通過(guò)邏輯運(yùn)算器完成光強(qiáng)度的計(jì)算，最后通過(guò) IIC 總線把運(yùn)算出來(lái)的光強(qiáng)度信息送給單片機(jī)。光強(qiáng)傳感器采集回來(lái)的信息存儲(chǔ)在單片機(jī)的數(shù)據(jù)寄存器中，每連續(xù)的兩個(gè)字節(jié)信息合并成一個(gè)以 2 進(jìn)制形式存在的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，將其化為 10 進(jìn)制則是 0-65535的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，其單位為勒克司，即是 1 流明的光通量均勻照在 1 平方米表面上所產(chǎn)生的照度。3.1.6 單片機(jī)控制單元原理圖本系統(tǒng)的單片機(jī)控制單元整體原理圖如圖 3-8 所示。圖 3-8 單

31、片機(jī)控制單元原理圖3.2 直流電機(jī)控制單元本單元的主要部件為 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298N 是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器。它是內(nèi)部含有兩個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器。一個(gè) L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)。3.2.1 H 橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路H 橋是一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路，也叫全橋。因?yàn)橥庑蜗?H 所以被稱作 H 橋。基本電路如圖 3-9 所示。圖 3-9 H 橋基本電路圖從電路中可以看出當(dāng)三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通時(shí)，電流從 Q1 流過(guò)電機(jī)再流到 Q4，此時(shí)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。同理當(dāng)三極管 Q3 和 Q2 導(dǎo)通時(shí)，電流從 Q3 流過(guò)電機(jī)再流到 Q2，此時(shí)電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

32、這樣就可以通過(guò)控制三極管的導(dǎo)通狀態(tài)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。但是這樣的話我們必須要同時(shí)導(dǎo)通對(duì)角線上的兩個(gè)三極管，同時(shí)也要防止同一邊的兩個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通。所以要對(duì)電路進(jìn)行改良，改良后的電路如圖 3-10 所示。圖 3-10 H 橋改良后電路圖電路中的 ENABLE 為使能端，置 1。當(dāng)信號(hào)端 DIR-L 為 0 而 DIR-R 為 1 時(shí)，通過(guò)非門(mén)和與門(mén)對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的變換后，三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通同時(shí) Q2 和 Q3 不導(dǎo)通，此時(shí)電流的流向?yàn)?Q1電機(jī)Q4，電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)信號(hào)端 DIR-L 為 1 而 DIR-R 為 0 時(shí)，三極管 Q3 和 Q2 導(dǎo)通同時(shí) Q1 和 Q4 不導(dǎo)通，電流的流

33、向?yàn)?Q3電機(jī)Q2，電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的話就可以保證對(duì)角線上的兩個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通，又可以防止同一邊的兩個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通。3.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298NL298N 是 ST 公司生產(chǎn)的一種 15 腳封裝的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片的工作電壓高，最高工作電壓可以達(dá)到 46V。它的輸出電流也大，持續(xù)工作電流為 2A，瞬間的峰值電流可以達(dá)到 3A，其額定功率為 25W。該芯片是內(nèi)部含有兩個(gè) H 橋的全橋式驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)L298N 可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)或一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或一臺(tái)四相步進(jìn)電機(jī)。它具有兩個(gè)使能控制端，并且采用標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平信號(hào)來(lái)控制。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3-11 所示。圖 3-11 L298N

34、 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖在本系統(tǒng)中，電路的 OUT1 和 OUT2 接電機(jī) 1 兩端，OUT3 和 OUT4 接電機(jī) 2 兩端；Vs 接 7.4V；Vss、EnA 和 EnB 接 5V；SENSEA 和 SENSEB 接 GND；In1、In2、In3 和In4 直接與單片機(jī)的 I/O 口相連。該芯片的控制方式和電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如表 3-2 所示。表 3-2 L298N 芯片的控制方式表 由上表可知，單片機(jī)通過(guò) I/O 口對(duì)芯片的信號(hào)輸入端寫(xiě)入不同的高或低電平組合，就可以對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)向進(jìn)行相應(yīng)的控制。如果想要對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行控制的話，單片機(jī)可以模擬 PWM，通過(guò)改變 L298N 芯片輸入端信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。

35、3.2.3 直流電機(jī)控制單元原理圖本系統(tǒng)的直流電機(jī)控制單元整體原理圖如圖 3-12 所示。圖 3-12 直流電機(jī)控制單元原理圖IN1/IN3IN2/IN4電機(jī) 1/電機(jī) 2 狀態(tài)00制動(dòng)01正轉(zhuǎn)10反轉(zhuǎn)11制動(dòng)4 軟件的設(shè)計(jì)4.1 整體程序分析本系統(tǒng)程序主要包括定時(shí)器中斷程序、諾基亞 5110 液晶驅(qū)動(dòng)程序、模擬 IIC 總線程序、模擬 PWM 程序、光強(qiáng)傳感器程序、光敏電阻的光源定位程序和小車的運(yùn)動(dòng)程序。整體程序框圖如圖 4-1 所示。 圖 4-1 整體程序框圖4.2 光強(qiáng)傳感器程序 光強(qiáng)傳感器主要是通過(guò) IIC 總線和單片機(jī)進(jìn)行通信。IIC 總線是 PHILIPS 公司推出的一種新型總線標(biāo)

36、準(zhǔn)，它接口線少、控制簡(jiǎn)單和通信速率高，是同步通信的一種特殊形式。IIC 總線由時(shí)鐘線 SCL 和數(shù)據(jù)線 SDA 組成，既可以接收數(shù)據(jù)，也可以發(fā)送數(shù)據(jù)，最高傳送速率為 400kbps。雖然各個(gè)器件都并聯(lián)在 IIC 總線上，但是它們都有唯一的地址，并且彼此獨(dú)立。IIC 總線支持多主和主從兩種工作方式，本系統(tǒng)用的是主從工作方式，主器件（單片機(jī)）主要是發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和發(fā)出停止信號(hào)。在本系統(tǒng)中是通過(guò)軟件來(lái)模擬 IIC 總線的工作時(shí)序。單片機(jī)在模擬 IIC 總線時(shí)，需要包括如下關(guān)鍵程序：總線初始化、啟動(dòng)信號(hào)、應(yīng)答信號(hào)、停止信號(hào)、寫(xiě)一個(gè)字節(jié)和讀一個(gè)字節(jié)?？偩€初始化void init() SCL

37、= 1; DELAY(); SDA = 1; DELAY();主要是將數(shù)據(jù)總線和時(shí)鐘總線都拉高以釋放總線。啟動(dòng)信號(hào)void start() SCL = 1; DELAY(); SDA = 1; DELAY(); SDA = 0; DELAY();在 SCL 為高電平期間，SDA 出現(xiàn)下降沿則為啟動(dòng)信號(hào)。此信號(hào)由主機(jī)發(fā)出，具有IIC 總線接口的從器件會(huì)檢測(cè)到該信號(hào)。發(fā)送完啟動(dòng)信號(hào)后，主機(jī)會(huì)發(fā)出尋址信號(hào)并在得到從機(jī)的應(yīng)答后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)答信號(hào)void respons() unsigned char i = 0; SCL = 1; DELAY(); while(SDA = 1) &

38、(i 255) i+; SCL = 0; DELAY(); 在 SCL 為高電平時(shí)，SDA 被從設(shè)備拉為低電平表示應(yīng)答，即數(shù)據(jù)傳輸正確。如果在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到從器件的應(yīng)答則默認(rèn)從器件已經(jīng)收到數(shù)據(jù)，同時(shí)也不再等待應(yīng)答信號(hào)。IIC 總線協(xié)議規(guī)定，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后都要有一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，用來(lái)確定傳送的數(shù)據(jù)是否被對(duì)方接收到，此信號(hào)由接收設(shè)備產(chǎn)生。每次在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，都要在得到應(yīng)答信號(hào)后才可以進(jìn)行下一個(gè)字節(jié)的傳送。當(dāng)主機(jī)作為接收設(shè)備時(shí)，主機(jī)對(duì)最后一個(gè)字節(jié)不應(yīng)答，以向發(fā)送設(shè)備表示數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。停止信號(hào)void stop() SCL = 1; DELAY(); SDA = 0; DELAY(); SDA =

39、 1; DELAY(); 在 SCL 為高電平期間，SDA 上產(chǎn)生一個(gè)上升沿信號(hào)，此信號(hào)是在全部數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后由主機(jī)發(fā)送。寫(xiě)一個(gè)字節(jié)void write_byte(uchar dat) unsigned char i,tem; tem = dat; for(i = 0;i8;i+) tem = tem 1; SCL = 0; DELAY(); SDA = CY; DELAY(); SCL = 1; DELAY(); SCL = 0; DELAY(); SDA = 1; DELAY();串行發(fā)送一個(gè)字節(jié)時(shí)，要把一個(gè)字節(jié)中的 8 位數(shù)據(jù)一位一位地發(fā)出去，把字節(jié)左移一位，最高位移動(dòng)到 PSW 寄存器

40、的 CY 位中，再把 CY 賦給 SDA 進(jìn)而在 SCL 的控制下將其發(fā)送出去。讀一個(gè)字節(jié)unsigned char read_byte() unsigned i, k; SCL = 0; DELAY(); SDA = 1; for(i = 0;i 8;i+) SCL = 1; DELAY(); k = (k = 100)count = 0; 由程序可得 PWM 脈沖的周期為 1MS，其占空比可以由下列函數(shù)求得：void Wheel_g(uchar speed)if(count = speed) go;/通電else stop;/斷電其中通過(guò)改變參數(shù) speed 就可以改變脈沖的占空比，其范圍

41、是 0-100。本系統(tǒng)中四個(gè)電機(jī)的 speed 參數(shù)都為 50，即是四個(gè)電機(jī)的占空比都為 50%。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出的方波在串口示波器 VisualScope 中的顯示如圖 4-3 所示。圖 4-3 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出的方波圖5 系統(tǒng)調(diào)試5.1 軟件調(diào)試5.1.1 Altium Designer 軟件簡(jiǎn)介Altium Designer 是位于澳大利亞的 Altium 公司（其前身為 Protel 公司）推出的一體化電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，主要運(yùn)行在 Windows 操作系統(tǒng)上。軟件把原理圖設(shè)計(jì)、PCB 繪制和電路仿真等技術(shù)完美融合，為設(shè)計(jì)者提供了完善的設(shè)計(jì)解決方案，使設(shè)計(jì)者可以輕松地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 Altium

42、 Designer 的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：強(qiáng)大的編輯功能、強(qiáng)大的元件及元件庫(kù)的組織功能、分層次組織的設(shè)計(jì)環(huán)境、方便易用的連線工具和準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。其PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：豐富的設(shè)計(jì)法則、易用的編輯環(huán)境、輕松的交互性手動(dòng)布線、簡(jiǎn)便的封裝形式的編輯及組織、高智能的基于形狀的自動(dòng)布線和萬(wàn)無(wú)一失的設(shè)計(jì)校驗(yàn)。原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)和 PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng)緊密相連，共同完成電路板的設(shè)計(jì)。5.1.2 Keil C51 軟件簡(jiǎn)介Keil C51 是位于美國(guó)德克薩斯州的 Keil Software 公司（ARM 公司之一）推出的單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)軟件，它是目前最受歡迎的 51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件。Keil 主要運(yùn)行在 Wi

43、ndows 操作系統(tǒng)上，提供了包括 C 編譯器，宏匯編在內(nèi)的豐富庫(kù)函數(shù)，也有一個(gè)功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)仿真調(diào)試器。5.1.3 軟件調(diào)試問(wèn)題及排除本系統(tǒng)的程序采用了分模塊編寫(xiě)，主要包括諾基亞 5110 液晶模塊、傳感器檢測(cè)模塊和電機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊。在 Keil C51 環(huán)境中把各個(gè)模塊完美融合，先用 Keil 檢查是否有語(yǔ)句錯(cuò)誤，然后把程序下載到單片機(jī)中，觀察實(shí)物的現(xiàn)象是否達(dá)到預(yù)期要求。在本次程序編寫(xiě)中遇到的問(wèn)題如下：小車總是在光源前面左右快速擺動(dòng)，不能穩(wěn)定地停在光源處。通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象我判斷是因?yàn)閭鞲衅鞯姆磻?yīng)太慢而小車的速度太快，它們不能互相融合。經(jīng)過(guò)調(diào)試摸索，我決定用定時(shí)器模擬 PWM 來(lái)控制電機(jī)進(jìn)而來(lái)降

44、低小車的速度，最后解決了這個(gè)問(wèn)題。諾基亞 5110 液晶一直亮著但不能顯示文字和字符，剛開(kāi)始我以為是硬件問(wèn)題，但是經(jīng)過(guò)不斷地調(diào)試摸索和參考此液晶的數(shù)據(jù)手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)是程序中設(shè)定的偏置電壓太低，經(jīng)過(guò)不斷地修改最后解決了這個(gè)問(wèn)題。光敏電阻模塊返回來(lái)的數(shù)據(jù)和預(yù)期的不一致，經(jīng)過(guò)調(diào)試摸索和查閱此模塊的數(shù)據(jù)手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)我是用單片機(jī)在模塊的模擬輸出端讀取數(shù)據(jù)，然而正確的做法是從模塊的數(shù)據(jù)輸出端讀取數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)調(diào)整最后解決了這個(gè)問(wèn)題。5.2 硬件調(diào)試5.2.1 系統(tǒng)實(shí)物圖系統(tǒng)整體實(shí)物圖如圖 5-1 所示。圖 5-1 系統(tǒng)實(shí)物圖5.2.2 硬件調(diào)試問(wèn)題及排除有一個(gè)電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是因?yàn)榇穗姍C(jī)的一個(gè)引腳虛焊了，經(jīng)

45、過(guò)重新焊接得以解決問(wèn)題。下載程序時(shí)發(fā)現(xiàn)一直下載不了，經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)兩根串口線短路了，經(jīng)過(guò)焊接處理后解決了這個(gè)問(wèn)題?？偨Y(jié)本設(shè)計(jì)是基于 STC12C5A60S2 單片機(jī)的智能循光小車設(shè)計(jì)，通過(guò)單片機(jī)控制傳感器、液晶和電機(jī)，充分發(fā)揮了單片機(jī)在測(cè)控領(lǐng)域中的作用。本小車就是一個(gè)小型的移動(dòng)機(jī)器人，傳感器是它的眼睛，單片機(jī)是它的大腦，電機(jī)是它的手和腳，從感知周圍環(huán)境到做出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)都能獨(dú)立完成，實(shí)現(xiàn)了真正的全自動(dòng)控制。本系統(tǒng)的特點(diǎn)有：本系統(tǒng)硬件方面采用了 STC12C5A60S2 單片機(jī)作為主控芯片，采用了直流減速電機(jī)、光敏電阻模塊、諾基亞 5110 液晶、BH1750FVI 模塊和 L298N 芯片等，這些

46、元件性價(jià)比高，性能穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本系統(tǒng)軟件方面運(yùn)用到單片機(jī)模擬 IIC 總線來(lái)控制 BH1750FVI 模塊，也用單片機(jī)定時(shí)器模擬 PWM 來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。只要按下小車的電源按鈕，小車就會(huì)全自動(dòng)地尋找光源，并且實(shí)時(shí)把周圍的光照強(qiáng)度在液晶上顯示出來(lái)。當(dāng)小車找到光源時(shí)，會(huì)自動(dòng)停在光源處，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)過(guò)程的全自動(dòng)化。本設(shè)計(jì)雖然制作簡(jiǎn)單，但是經(jīng)過(guò)一些改進(jìn)也可以應(yīng)用在實(shí)際生活中，如滅火機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人和防盜巡查機(jī)器人等等。由于成本限制和個(gè)人能力不足，不能做出一個(gè)可以直接運(yùn)用到實(shí)際生活中的智能小車是本設(shè)計(jì)的遺憾之處。參考文獻(xiàn)1黨智乾. 基于單片機(jī)的智能尋光避障小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2

47、015,01:26-29+39.2解永勃,宋自若,樊躍龍. 一做就成靈便的尋光小車J. 電子世界,2009,12:43.3何曄. 基于 AT89S52 單片機(jī)自動(dòng)避障自動(dòng)追光小車新設(shè)計(jì)J. 科技致富向?qū)?2011,09:130-131.4施蕓. 基于 PCF8591t 的智能小車追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2011,04:148-150.5王洋. 基于單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)J. 網(wǎng)友世界,2014,12:36.6張偉娟,王菊,李昆. 基于單片機(jī)的智能環(huán)保小車設(shè)計(jì)J. 電子質(zhì)量,2014,05:28-30.7陳懂. 智能小車運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)D.東南大學(xué),2005.8王晶. 智能小車

48、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究D.武漢理工大學(xué),2009.9王松,李永超,鄭建飛. 基于 AT89S52 單片機(jī)的智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作J. 硅谷,2010,18:51-52.10孫學(xué)智. 基于 STC12C5A60S2 智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 電子世界,2013,22:127-128.11孫緒才. L298N 在直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用J. 濰坊學(xué)院學(xué)報(bào),2009,04:19-21.12張?zhí)禊i,徐磊. L298N 控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)J. 工業(yè)設(shè)計(jì),2011,03:98-99.13郭天祥. 新概念 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言教程M. 北京:電子工業(yè)出版社,2009.14林立,張俊亮. 單片機(jī)原理及應(yīng)

49、用M. 北京:電子工業(yè)出版社,2013.15陳飛鵬. 基于 STC89C52 單片機(jī)智能小車設(shè)計(jì)J. 硅谷,2012,11:43-44.16Intel. Microcontroller HandbookM. Intel Corporation,1988.附錄 A 主控板原理圖附錄 B 主控板 PCB 圖附錄 C 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板原理圖 附錄 D 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板 PCB 圖附錄 E 主控板實(shí)物正面圖附錄 F 主控板實(shí)物反面圖附錄 G 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板實(shí)物正面圖附錄 H 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板實(shí)物反面圖附錄 I 系統(tǒng)整體實(shí)物圖附錄 J 系統(tǒng)程序/*- 諾基亞 5110 液晶驅(qū)動(dòng)函數(shù)-*/#ifndef _5110_H#def

50、ine _5110_H#include bh1750.hsbit RST_5110=P34;/RSTsbit CE_5110=P35;/CEsbit DC_5110=P36;/Date-1 Control-0sbit DIN_5110=P37;/DINsbit CLK_5110=P20;/CLK#define SET_RESET(RST_5110=1)/置 1#define CLR_RESET(RST_5110=0)/置零#define SET_CE(CE_5110=1)#define CLR_CE(CE_5110=0)#define SET_DC(DC_5110=1)#define CLR_

51、DC(DC_5110=0)#define SET_SDIN(DIN_5110=1)#define CLR_SDIN(DIN_5110=0)#define SET_SCLK(CLK_5110=1)#define CLR_SCLK(CLK_5110=0) void delay(unsigned int nCount);void LCD_write_byte(unsigned char dat,unsigned char command);void LCD_set_XY(unsigned char X, unsigned char Y);void LCD_clear(void);void LCD_i

52、nit(void);void LCD_dispaly_char(unsigned char c);void Dispaly_char(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char c);void LCD_display_String(unsigned char X,unsigned char Y, char *s);void LCD_write_chinese_string1(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char ch_with,unsigned char num,unsigned char

53、 line,unsigned char row);void LCD_write_chinese_string2(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char ch_with,unsigned char num,unsigned char line,unsigned char row);void LCD_write_chinese_string3(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char ch_with,unsigned char num,unsigned char line,unsigned

54、 char row);void display_init();#endif#include 5110.h#include ascall.h#include chinese.h/* * brief 延時(shí)函數(shù) * param 無(wú) * retval nCount */void delay(uint nCount) for( ; nCount != 0; nCount-);/* * brief LCD_write_byte * param dat: 寫(xiě)入的數(shù)據(jù);command: 寫(xiě)數(shù)據(jù)、命令選擇; * retval 無(wú) */void LCD_write_byte(uchar dat,uchar com

55、mand)uchar i;CLR_CE;/5110 片選有效，允許輸入數(shù)據(jù)if(command=0)CLR_DC;/寫(xiě)命令else SET_DC; /些數(shù)據(jù)for(i=0;i8;i+) /傳送 8bit 數(shù)據(jù)if(dat&0X80) SET_SDIN;elseCLR_SDIN;CLR_SCLK;dat=dat1;SET_SCLK;SET_CE;/取消使能 5110/* * brief 設(shè)置 LCD 坐標(biāo)函數(shù) * param x : 0-83 Y ： 0-5 * retval 無(wú) */void LCD_set_XY(uchar X, uchar Y)LCD_write_byte(0 x4

56、0 | Y, 0); / 寫(xiě)列坐標(biāo)LCD_write_byte(0 x80 | X, 0); / 寫(xiě)行坐標(biāo)/* * brief 清屏函數(shù) * param 無(wú) * retval 無(wú) */void LCD_clear()uchar k,t;LCD_set_XY(0,0);for(t=0;t6;t+)for(k=0;k84;k+) LCD_write_byte(0 x00,1);/* * brief 5110 初始化 * param 無(wú) * retval 無(wú) */void LCD_init(void)/DDRA |= RESET | DC | SCLK | SDIN | CE; /這是 AVR 的

57、GPIO 配置，要注釋掉delay(1000); /上電等待CLR_RESET; /拉低復(fù)位 delay(100);SET_RESET; /拉高停止復(fù)位 CLR_CE; / 使能片選信號(hào)delay(100);SET_CE; / 關(guān)閉屏幕delay(100);LCD_write_byte(0 x21, 0); /使用擴(kuò)展命令LCD_write_byte(0 xc8, 0); /設(shè)定偏置電壓為 3.3V0 xB7LCD_write_byte(0 x07, 0); /溫度校正LCD_write_byte(0 x13, 0); /1:48LCD_write_byte(0 x20, 0); /使用基本命

58、令集LCD_clear(); /清屏LCD_write_byte(0 x0c, 0); /設(shè)定顯示模式，正常顯示void Dispaly_char(uchar X,uchar Y,uchar c)uchar line;LCD_set_XY(X, Y);c -= 32; /數(shù)組的行號(hào)for (line=0; line6; line+)LCD_write_byte(font6x8cline, 1);/* * brief 在 LCD 上顯示漢字 * param X、Y :顯示漢字的起始 X、Y 坐標(biāo)* ch_with :漢字點(diǎn)陣寬度* num :顯示漢字的個(gè)數(shù) * line :漢字點(diǎn)陣數(shù)組中的起始行

59、數(shù)(從哪一個(gè)字開(kāi)始,一行一個(gè)字)* row :漢字顯示的行間距 * retval 無(wú) */ void LCD_write_chinese_string1(uchar X, uchar Y, uchar ch_with,uchar num,uchar line,uchar row) uchar i,n; LCD_set_XY(X,Y); /起始位置 for (i=0;inum;) for (n=0; nch_with*2; n+) /寫(xiě)一個(gè)漢字 if (n=ch_with) /寫(xiě)漢字的下部分 if (i=0) LCD_set_XY(X,Y+1); else LCD_set_XY(X+(ch_wi

60、th+row)*i),Y+1); LCD_write_byte(write_chinese1line+in,1); i+; LCD_set_XY(X+(ch_with+row)*i),Y); void LCD_write_chinese_string2(uchar X, uchar Y, uchar ch_with,uchar num,uchar line,uchar row) uchar i,n; LCD_set_XY(X,Y); /起始位置 for (i=0;inum;) for (n=0; nch_with*2; n+) /寫(xiě)一個(gè)漢字 if (n=ch_with) /寫(xiě)漢字的下部分 if (i=0) L