智能小车心得与体会.doc

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1、免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 1 页 共 20 页智能小车心得与体会智能小车心得与体会本学期电子设计制作与创新提高课程的学习任务，是让我们制作智能小车，过程非常有趣，在动手操作的同时又学习了模拟电子的相关知识，让我们的课程学习也非常方便。通过此次的设计制作，使我们更加认识到了动手能力和理论知识的重要性，而理论与实践的结合更是重中之重。当然，我们也深刻地认识到我们的不足，由于自身理论知识的欠缺和动手能力的不佳在工作中频频受阻，走了好多弯路，虽然在制作过程中不可避免地遇到很多问题，但是最后还是在老师以及同学的帮助下

2、圆满解决了这些问题，实现了整个系统设计与最后调试，相关指标达到预期的要求，很好地完成了本次设计任务。经过多次的修改和调试测量，本设计基本符合设计要求，由于受人为因素和软硬件的限制，系统难免不了带来一些误差，但通过调节和精确计算可以减小误差，并且在不断的摸索前进中我们学到了很多东西。特别是，在老师的帮助下，我们获得的不只是知识和成果，还有比之更重要的学习方法和解决问题的能力，这将是我们一生的财富，就像我们在老师的帮助下不断的寻找着打开各个知识宝库的金钥匙。通过这次创新设计，我了解并掌握了传感器的基本理论知识，免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系

3、，我们将及时更正删除。第 2 页 共 20 页更深入的掌握单片机的开发应用和编程控制。为以后从事单片机软硬件产品的设计开发、打下了良好的基础，树立独立从事产品研发的信心，并在这种能力上得到了比较充分的锻炼。且我深刻的认识到团队的协作真的很重要，周围人的帮助也很重要，而这两个方面，我都拥有了，很感谢，这几周大家一起的努力，老师追求的是结果，但我们追求的是过程。第二篇：智能小车设计 20212021 学年第二学期期末考试单片机原理及应用*实践考核项目设计说明书专业：学号：电子科学与技术 20210060156姓名：张一鸣2021 年 6 月 14 日考核项目及要求项目一：电机驱动模块的设计与制作1

4、.考核要点（1）掌握驱动电路的工作原理；（2）掌握电机驱动的制作方法；（3）掌握焊接技术；免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 3 页 共 20 页2.作品要求学生自行运用工具进行作品的设计制作，作品达到电路连接正确、布局合理、美观整洁。项目二：单片机最小系统板的设计制作1.考核要点（1）掌握单片机在实际操作中的基本知识；（2）实验板包括单片机最小系统、蓝牙遥控模块、温度检测模块、液晶模块、报警模块电路等的设计；（3）使用 proteus 仿真软件绘制实验板所包含的所有模块电路；（4）熟练使用 keil 编程软件编写各

5、模块电路的演示程序。2.作品要求学生自行运用工具进行作品的设计、仿真及演示，达到正确实现、布局合理、美观整洁。项目三：智能小车底盘设计1.考核要点（1）理解电机的工作原理；（2）了解部分机械机构的设计方法；（3）掌握智能小车的整体安装方法。2.作品要求学生独立设计安装，车身结构美观，布局合理，功能实现。目录1.功能说免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 4 页 共 20 页明.11-1.蓝牙无线遥控.11-2.实时温度显示.12.硬件设计.22-1.元器件选择.22-2.硬件设计原理说明.43.软件设计.53-1.程序

6、总体设计.53-2.程序详细设计.54.测试与总结.64-1驱动电路板测试.免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 5 页 共 20 页.64-2控制电路板测试.64-3最终整体效果.74-4总结.71.功能说明无线蓝牙遥控小车，可以在各领域中发挥独特的作用。本次设计是选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。控制系统为stm89c51 为主控芯片，采用 l298n 为电机驱动芯片、hc-06 蓝牙无线模块、1602 液晶显示模块、ds18b20 温度传感器、蜂鸣器等构成外围扩展电路。本次实验调试实现了小车的蓝牙无线遥控、

7、温度显示、危险报警、重力感应等功能。1-1.蓝牙无线遥控在手机上安装 zk-remote 软件，点击右上角搜索下车蓝牙并连接（初始连接密码为 1234），连接好之后可进行对小车操作，前进、后退、左转、右转和停止，还以进行重力遥控。如图 1-1.1 所示：图 1-1-1.1 手机软件界面1-2 实时温度显示小车控制电路板上设计了温度采集电路，采用 ds18b20 实时采集当前温度，并通过 1602 液晶显示模块显示，显示效果如图 1-2.1免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 6 页 共 20 页所示：图 1-2.116

8、02 液晶显示12.硬件设计2-1 元器件选择（1）所用元件好stc89c52、l298n、l7805cv、hc-06 蓝牙模块、ds18b20、电阻、电容、电解电容、103、1602 液晶显示模块、蜂鸣器、7.2v 可充电电池、三极管、二极管、发光二极管、电机、11.0592mhz、自锁开关、电压显示器、排针、单片机底座（2）元件说明stc89c52：stc89c52 是 stc 公司生产的一种低功耗、高性能cmos8 位微控制器，具有 8k 系统可编程 flash 存储器、512 字节数据存储空间、内带 2k 字节 eeprom 存储空间、可直接使用串口下载、有两个中断 io 口、两个定时

9、器，、工作电压 5.5v3.3v（5v 单片机）、工作频率 040mhz。实物如图 2-1.1 所示，原理图如 2-1.2 所示：图 2-1.1 单片机实物图图 2-1.2 单片机原理图2l298n：l298n 实物图如图 2-1.3 所示，l298n 各引脚原理如图 2-1.4 所示：免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 7 页 共 20 页图 2-1.3l298n 实物图图 2-1.4l298n 引脚原理图（1）l298n 控制电机转动原理：l298 可驱动 2 个电机，outl、out2 和 out3、out4

10、之间分别接 2 个电动机。5、7、10、12 脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ena，enb 接控制使能端，控制电机的停转。（2）使用时应注意，由于电机在正常工作时对电源的干扰很大，只用一组电源时会影响单片机的正常工作。所以选用双电源供电。一组 5v 电源给单片机和控制电路供电，另外一组 5v、9v 电源给 l298n的+vss、+vs 供电。在控制部分和电机驱动部分之间用光耦隔开，以免影响控制部分电源的品质。（3）l298n 具有以下特点：1 接收标准 ttl 逻辑电平信号，可驱动 46v、2a 以下的电机。21 脚和 15 脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。电压转换芯片

11、 l7805cv：l7805cv 是输出电压为 4.75-5.25v，静态电流为 4.2-8ma 的正电压稳压器。l7805cv 实物和原理图如图 2-1.5 所示：3图 2-1.5l7805cv 原理图免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 8 页 共 20 页图 2-1.5l7805cv 实物图hc-06蓝牙从机模块hc-06 蓝牙从机模块是一款兼容 3.3v 和 5v 电压的低成本、低功耗模块，通过串口方式通信，工作电压 3.3v-5.5v，支持蓝牙 2.0协议，但不支持蓝牙 4.0 协议、支持 android 蓝

12、牙手机，不支持 ios系统蓝牙、波特率 4800-115200 其实物如图 2-1.6 所示：图 2-1.6hc-06 蓝牙模块实物图2-2 硬件设计原理说明2-2.1 电机驱动的设计原理4图 2-2.1l298n 电机驱动原理图2-2.2 单片机控制电路设计原理图 2-2.2 单片机控制原理图3.软件设计3-1 程序总体设计分析。程序开始，对各输入输出口进行初始化配置，让后进行对串口是否连接进行检测，如果未连接等待 30 秒，在进行检测直到检测到连接，进行串口接收数据的判断选择对相应的 io 口进行操作，控制电机驱动，实现小车的运动。而在大循环中始终检测温度并实时显示到 1602 上。53-

13、2 程序详细设计免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 9 页 共 20 页/*lcd1602 液 晶 显 示 函 数 部 分*/*写 指 令 子 函 数*/voidwritecomm（ucharcomm）delayms（1）;/*写 数 据 子 函 数*/voidwritedata（uchardat）rs=0;p2=comm;en=1;delayus;en=0;delayus;en=0;4.测试与总结4-1 驱动电路板测试测试结果：电路连接正常，电机正常转动 6rs=1;p2=dat;en=1;delayms（1）;4

14、-2 控制电路板测试测试结果。蜂鸣器正常，液晶正常显示温度，蓝牙正常工作，驱动正常输出信号。4-3 最终整体效果4-4 总结通过这次小车的设计与制作，我收获很多，深刻体会到理论与实践是有差别的。在实践中学到了很多以前没有学到的知识，这也考察我们的资料查找能力，会学习也是一种能力。比如，在使用了 hc-06芯片后，对串口通信方面了解比较深刻。当然小车还有不足之处，比如，车体比较大，模块性能有待提高，选用性能更强、更稳定的芯片等，功能比较少。当然没有任何事物都是完美无缺的，我相信只要我们不断去完善，做出的作品也将会更加出色。7免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作

15、者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 10 页 共 20 页8第三篇：智能小车设计新型便携式井下巡迹探测小车作者：黄浩彭江摘要80c51 单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。这里介绍的是如何使用 8051 系列单片机来实现武汉理工大学科技文化节的设计，该设计是以煤井气体探测而确定的设计类课题。该设计采用 80c51 单片机为控制核心，利用红外传感器检测路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析

16、。采用的技术主要包括：（1）通过控制主芯片来控制各模块功能的实现（2）红外传感技术（巡迹模块、测速模块、路程检测模块等）（3）气体检测技术（4）新型显示芯片的采用目录第一章前言.1第二章方案设计与论免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 11 页 共 20 页证.6一系统基本方案.6 二各模块方案的选择和论证.6 三各模块的最终方案-11 四系统原理图-12 第三章系统的硬、软件设计与实现.-13 一寻迹模块-14 二金属探测模块-15 三障碍物检测-17 四光源检测-18 五电机驱动-18 六动态显示-19 七甲烷气体

17、检测-20 八系统主程序流程图-20 第四章测试数据、测 试 结 果 分 析 及 结 论.21 参 考 文献.-.23第一章前言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的。本题目是结合社会实际情况而确定的设计类课题。设计的智能电动小车能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能、金属检测功能、准确定位停车和检测有害气体。免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正

18、删除。第 12 页 共 20 页根据要求，确定如下方案。在现有的小车模型的基础上，加装光电、红外线、红外传感器、金属探测器及甲烷气体检测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量和甲烷气体检测。并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。本设计采用 stc 系列中的 80c51 和80c52 单片机。以其为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹，金属检测和寻光功能。

19、80c51 是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。它是第三代单片机的代表。第三代单片机包括了 intel 公司发展 mcs-51 系的新一代产品，如 8c15280c51fa/fb80c51ga/gb8c4518c452，还包括了philipssiemensadmfujutsuokiharria-metraatmel 等公司以 80c51 为核心推出的大量各具特色免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 13 页 共 20 页与 80c51 兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口

20、电路扩展，以实现 microcomputer 完善的控制功能为己任，将一些外部接口功能单元如 a/dpwmpca（可编程计数器阵）wdt（监视定时器）高速 i/o 口计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中，在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线，为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。philips 公司还为这一代单片机 80c51 系 8c592 单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线-can（controllerareanetworkbus）.新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展与配置打下了良好的基础。本设计就采用了比较先进的 80c51 为控

21、制核心，80c51 采用choms 工艺，功耗很低。该设计具有际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，意义很强。免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 14 页 共 20 页第二章2.1 系统基本方案方案论证与设计2.2 各模块方案的选择和论证2.2.1 控制器模块作用。各传感器信号的接收和辨认，控制小车的电机动作、显示车速、运行时间以及小车停车时发出的声光信号等。方案 1。采用 fpga 或 cp

22、ld 作为系统的控制器。优点。可以实现复杂逻辑功能，规模大，速度快，密度高，体积小，稳定性高，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点。成本高，引脚多，pcb 布线复杂。方案 2。采用 cpu（51mcu）方案。优点。算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，技术成熟，体积小，成本低，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点。速度相对较低。本设计拟采用此方案。方案 3。采用嵌入式处理器（arm）方案。优点。运算功能强大，速度较快，编程灵活，自由度大，外围器件少，成本适中，容易实现仿真、调试和功能扩展。缺点。pcb 设计及焊接技术要求高。本设计可采也用此方案，取决于对相关技术的熟悉程度。免责声明：图文来源于网

23、络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 15 页 共 20 页2.2.2 金属探测模块作用。跑道中金属块的探测。金属探测原理。采用电涡流式传感器，利用电涡流对 l、q、z的影响探测金属。测量电路。q 值测量电路，z 测量电路，l 测量电路本设计选择电感测量电路。2.2.3 障碍物探测模块作用：判断前进方向是否有障碍物，并确定小车与障碍物的距离。方案 1：激光测距技术优点。方向性强、亮度高、单色性好、传输速度快、抗干扰性强、测量精度高，反映速度快等。缺点。小车与障碍物的距离短最大不超过 2m，而激光以光速传播导致检测技术上的困难。方案 2：超声

24、波测距技术优点。方向性较强、传输速度 v=345m/s，在 s2m 时，t11.6ms，远大于 mcu 的机器周期，便于逻辑判断。因此采用方案 2。其原理框图如下。2.2.4 行程测量模块作用：测量小车从启动到任意时刻所走的路程。测量原理：s=nc（s 为行程，c 为车轮周长，n 为圈数）n 可以用透射式或反射式光电传感器获得计数脉冲。2.2.5 路面轨迹探测模块免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 16 页 共 20 页作用。实现小车跟踪黑色轨道行使。方案 1：采用热探测器优点：电路简单。缺点：易受外界干扰。方案 2

25、：采用红外光电探测器优点。抗干扰能力较强。缺点。结构较复杂，需 23 对传感器。传感器小车状态脱离导引线正常行驶轻微偏左严重偏左轻微偏右严重偏右300001120210101001100二状极态管 a 二极管 b 二极管 c光源与车之间的位置非常远在车的右方小车动作10002021右转（大）30104011510061107111在车的正前方在车的右方在车的左方在车的左方非常近直线行驶右转（小）左转（大）左转（小）减速直线行驶免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 17 页 共 20 页2.2.6 电机驱动模块作用：控制

26、电机正转、反转和停止控制。方案 1：继电器法优点：电路简单可靠缺点：不容易实现精细控制方案 2：晶体管组成的pwm 法优点：电路较复杂缺点：容易实现精细控制 2.2.7 显示模块作用：显示时间和路程。方案 1：使用 lcd 显示屏优点：功耗小，显示形式多样缺点：编程难度较高，亮度较低方案 2：使用 led数码管优点：编程难度低缺点：功耗较大，电路连接相对较复杂 2.2.98 计时模块作用：计算小车从启动到停止的过程进行计时。方案 1：直接利用 mcu 的定时器实现精度为 0.1s 的计时。2.2.10 状态标志模块作用。产生声光信号。方案。用 led 产生光信号，用蜂鸣器产生声信号。2.3 各

27、模块的最终方案（1）控制模块：at89c51 和 at89c2021 或 pic 系列 mcu；（2）金属探测模块：采用电涡流式传感器；（3）障碍物探测模块：采用红外传感器；（4）行程检测模块：采用光电传感器（透射式）；（5）光源探测模块：采用光敏二极管；（6）路面检测模块：采用光电传感器（反射式）；（7）电机驱动模块：采用 pwm 技术控制电机转速；（8）显示模块：采用 led 数码免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 18 页 共 20 页管；（9）计时模块：采用 at89c51 内部定时器/计数器；（10）状态标

28、志模块：采用蜂鸣器和发光二极管。2.4 系统原理图第三章本题是一个光、机、电一体的综合设计，在设计中运用了检测技术、自动控制技术和电子技术，系统可分为传感器检测部分和智能控制部分。传感器检测部分。系统利用光电、电涡流、红外等传感器完成对路面、障碍物、路程、光源、金属物和甲烷的探测或检测。智能控制电路部分。根据传感器变换输出的电信号进行逻辑判断，控制小车的电机、显示数码管、蜂鸣器以及发光二极管，完成小车的自动寻迹、探测金属、逃避障碍物、寻找光源、显示路程等各项任务。控制部分包括 mcu 电路、电机驱动电路和数码管动态驱动电路。系统的硬、软件设计与实现检测部分的单元电路设计 3.1 寻迹模块电路设

29、计3.2 金属探测电路的设计金属探测流程图金属块检测流程图3.3 障碍物检测电路设计绕障碍物程序流程图免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 19 页 共 20 页3.4 光源检测电路设计3.5 电机驱动电路设计3.6 动态显示电路3.7 甲烷气体检测电路设计3.8 系统主程序流程图第四章测试数据、测试结果分析及结论测试方法与仪器：1、测试仪器测试仪器包括秒表、数字万用表、信号发生器、示波器、51 单片机开发板、直流稳压电源等。2、测试方法数字万用表主要用来测试分立元件的电阻、压降、漏电流、截止/导通状态等参数；信号发生

30、器与示波器用于测试各光电传感器信号的接收与传输；51 单片机开发板用于测试软件；直流稳压电源在测试期间为各待测系统供电；秒表用于产品测试，按照任务书的基本要求对制成的电动车进行产品测试。测试数据及测试结果分析：计时精度分析计时系统采用了新型显示芯片。理论上的误差不到 5 秒/年。免责声明：图文来源于网络搜集，版权归原作者所以若侵犯了您的合法权益，请作者与本上传人联系，我们将及时更正删除。第 20 页 共 20 页测距精度分析测速系统采用了电机轴光电码盘检测技术。电机轴与车轮轴之间采用了齿轮箱二级减速，变比 1/16。车轮周长 200mm，光电码盘与电机轴安装在一起，电机轴每一转产生 2 个脉冲，车轮每转产生 32 个脉冲，理论测量精度可达200mm/32=6.25mm定位精度分析本设计采用实际测量与软件补偿技术，理论上可使定位精度提高到误差