电动汽车实习任务书及报告机械制造汽车标准机械制造汽车技术.pdf

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1、 工业自动化学院 电动汽车实习报告（2016-2017 学年第二学期）实习题目：智能小车设计 姓名：黄珉博 学号：班级：14 级车辆工程 1 班 指导老师：宋长森 实习时间：2017 年 6 月 5 日2016 年 6 月 16 日 成绩：-1-电动汽车实习任务书 一、设计题目 智能小车设计 二、设计主要内容（1）广泛查找文献资料，认真研究，反复论证，精心设计技术方案。（2）严格遵守各项纪律，勤奋学习，认真思考，敢于挑战困难并勇于创新。（3）较为深入的掌握51单片机的体系结构、指令系统、编程方法，初步了解51单片机应用系统的软硬件开发方法及手段，较熟练地掌握51单片机几种重要的片内外设的基本原

2、理及编程方法，初步掌握51单片机外围电路的扩展方法。（4）在现有车模的基础上，以51单片机构成小车控制核心，同时加装声光电、红外线、超声波传感器、LED 显示等外围设备，实现对小车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至处理器进行处理，然后由处理器根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制；（5）设计的智能小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、前进、后退、准确定位停车。并有相应的声光电设备发出相关的提示或警示信息。（6）遥控方式可自选，系统通过遥控器可以控制小车的行驶方向、速度、起停等运行状态，要求要达到一定的控制精度、距离及范围,小车

3、行驶速度应达到3m/s以上。（7）分析结果，独立撰写设计总结报告陈述自己的观点，格式应严格遵守学校规范。内容尽量翔实，其中必须要有自己独立的见解和认识。三、原始资料 硬件资源：小车底盘、51 单片机系统板、PC机。设计指导资料：51 单片机系统板配套光盘 师宋长森实习时间年月日年月日成绩电动汽车实习任务书一设计题目智能小车设计二设计主要内容广泛查找文献资料认真研究反复论证精心设计技术方案严格遵守各项纪律勤奋学习认真思考敢于挑战困难并勇于创新较为深入的掌握重要的片内外设的基本原理及编程方法初步掌握单片机外围电路的扩展方法在现有车模的基础上以单片机构成小车控制核心同时加装声光电红外超声波传感器显示

4、等外围设备实现对小车的速度位置运行状况的实时测量并将测量数据时显示时间速度里程具有自动寻迹寻光避障功能可程控行驶速度前进后退准确定位停车并有相应的声光电设备发出相关的提示或警示信息遥控方式可自选系统通过遥控器可以控制小车的行驶方向速度起停等运行状态要求要达到一定 -2-四、要求的设计成果（1）在现有车模的基础上，以51单片机构成小车控制核心，同时加装声光电、红外线、超声波传感器、LED 显示等外围设备，实现对小车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至处理器进行处理，然后由处理器根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。（2）撰写说明书，要求简洁、通顺，格式规范，设计方案正确，实

5、现技术路线明确，论述内容完整、清楚、规范，数据、资料真实可靠，软件程序运行良好。（3）要求有完整的电路设计原理图及软件源代码。五、进程安排（1）第 1 天：任务布置及相关知识讲解（2）第 2-3 天：资料查阅与方案制定（3）第 4-8 天：硬件设计、程序编制与调试阶段（4）第 9 天：撰写设计报告（5）第 10 天：答辩与考核阶段 目录 第1章 设计任务 通过对智能小车的性能掌控，了解有关单片机及智能设计有关内容。1、学习了解智能小车有关结构设计以及相关性能。2、学习有关智能小车的相关电路图。3、编程实现智能小车的前进、后退、左转、右转、寻迹等功能。4、进行答辩、演示小车相关功能。5、完成相关

6、实习日志以及实习报告。第 2章 总体方案设计 由于普通直流电机更易于购买，小车对于精度要求不是特别高，同时电路和控制相对简单，所以本设计采用直流电机作为驱动单元。总体方案的设计思路 方案一：使用继电器对电机进行开关控制和调制。但缺点很明显，继电器响应慢而且机械结构容易坏。方案二：使用三极管或达林顿管，结合单片机输出 PWM 信号实现调速的目的，此方案易于实施，但若控制电机转动方向较为困难。方案三：使用 PWM 控制芯片来实现对电机的控制。师宋长森实习时间年月日年月日成绩电动汽车实习任务书一设计题目智能小车设计二设计主要内容广泛查找文献资料认真研究反复论证精心设计技术方案严格遵守各项纪律勤奋学习

7、认真思考敢于挑战困难并勇于创新较为深入的掌握重要的片内外设的基本原理及编程方法初步掌握单片机外围电路的扩展方法在现有车模的基础上以单片机构成小车控制核心同时加装声光电红外超声波传感器显示等外围设备实现对小车的速度位置运行状况的实时测量并将测量数据时显示时间速度里程具有自动寻迹寻光避障功能可程控行驶速度前进后退准确定位停车并有相应的声光电设备发出相关的提示或警示信息遥控方式可自选系统通过遥控器可以控制小车的行驶方向速度起停等运行状态要求要达到一定 -3-总体方案设计 方案选择：采用方案三。该方案电路简单，性能稳定，可以轻松实现对电机方向的控制 控制器模块介绍 1、AT89C52 单片机 AT89

8、C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52为 8 位通用微处理器，采用工业标准的 C51 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主 IC 内部寄存器、数据 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，

9、会聚测试图控制，红外遥控信号 IR 的接收解码及与主板 CPU通信等。主要管脚有:XTAL1(19 脚)和 XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口，外接 12MHz 晶振。RST/Vpd(9 脚)为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和 VSS(20 脚)为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用 I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口(3239 脚)被定义为 N1 功能控制端口，分别与 N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为 IR 输入端，10 脚和 11 脚定义为 I2C 总线控制端口，分别连接 N1的 SDAS(18脚)和

10、 SCLS(19 脚)端口，12 脚、27 脚及 28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板 CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。在 AT89C52 片内存储器中，80H-FFH 共 128 个单元为特殊功能寄存器(SFR)，SFR 的地址空间映象，并非所有的地址都被定义，从 80H-FFH 共 128 个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。不应将数据写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是0。AT89C52除了有 AT8

11、9C51所有的定时/计数器 0 和定时/计数器 1 外，还增加了一个定时/计数器 2。定时/计数器 2 的控制和状态位位于 T2CON(参见表 3)T2MOD(参见表 4)，寄存器对(RCAP2H、RCAP2L)是定时器 2 在16 位捕获方式或 16 位自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器 师宋长森实习时间年月日年月日成绩电动汽车实习任务书一设计题目智能小车设计二设计主要内容广泛查找文献资料认真研究反复论证精心设计技术方案严格遵守各项纪律勤奋学习认真思考敢于挑战困难并勇于创新较为深入的掌握重要的片内外设的基本原理及编程方法初步掌握单片机外围电路的扩展方法在现有车模的基础上以单片机构成小车

12、控制核心同时加装声光电红外超声波传感器显示等外围设备实现对小车的速度位置运行状况的实时测量并将测量数据时显示时间速度里程具有自动寻迹寻光避障功能可程控行驶速度前进后退准确定位停车并有相应的声光电设备发出相关的提示或警示信息遥控方式可自选系统通过遥控器可以控制小车的行驶方向速度起停等运行状态要求要达到一定 -4-2、LCD1602 液晶模块 工业字符型液晶，能够同时显示 16x02 即 32 个字符。（16 列 2 行）为了表示的方便，后文皆以 1 表示高电平，0 表示低电平。1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个 5X7或者

13、 5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义 CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为 16X2,即可以显示两行，每行 16 个字符液晶模块（显示字符和数字）。1602 液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了 160 个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是 01000001B（41H），显示时模块把地址 41H中的

14、点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。因为 1602 识别的是 ASCII 码，试验可以用 ASCII 码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如A。以下是 1602 的 16 进制 ASCII 码表地址：读的时候，先读左边那列，再读上面那行。3、6 位共阴数码管模块 共阴极数码管是一类数字形式的显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。共阴极数码管是把所有 led 的阴极连接到共同接点 com，而每个 led 的阳极分别为 a、b、c、d、e、f、g 及 dp(小数点)，如下图所示。图中的

15、8 个 led 分别与上面那个图中的 adp各段相对应，通过控制各个 led 的亮灭来显示数字。共阴极数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角;焊接温度:260 度;焊接时间:5S 表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。4、D S1302时钟模块 DS1302的引脚排列,其中 Vcc1 为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由 Vcc1或 Vcc2两者中的较大者供电。当 Vcc2 大于 Vcc1+时，Vcc2给 DS1302供电。当 Vcc2小于 Vcc1 时，DS1302由 Vcc1供电。X1和 X2是振荡源，外接晶振。RST是复位/片选线

16、，通过把 RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能:首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器;其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当 RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对 DS1302进行操作。如果在传送过程中 RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。上电运行时，在 Vcc之前，RST必须保持低电平。只有在 SCLK为低电平时，才能将 RST置为高电平。I/O 为串行数据输入输出端(双向)，SCLK为时钟输入端。5、I IC 内存模块 6、内存模块(Memory Module)是指一个印刷电路板表面上有

17、镶嵌数个记忆体芯片 chips，而这内存芯片通常是 DRAM 芯片。7、U SB通信模块 电机驱动工作原理 寻迹模块 工作原理 遥控模块 工作原理 师宋长森实习时间年月日年月日成绩电动汽车实习任务书一设计题目智能小车设计二设计主要内容广泛查找文献资料认真研究反复论证精心设计技术方案严格遵守各项纪律勤奋学习认真思考敢于挑战困难并勇于创新较为深入的掌握重要的片内外设的基本原理及编程方法初步掌握单片机外围电路的扩展方法在现有车模的基础上以单片机构成小车控制核心同时加装声光电红外超声波传感器显示等外围设备实现对小车的速度位置运行状况的实时测量并将测量数据时显示时间速度里程具有自动寻迹寻光避障功能可程控

18、行驶速度前进后退准确定位停车并有相应的声光电设备发出相关的提示或警示信息遥控方式可自选系统通过遥控器可以控制小车的行驶方向速度起停等运行状态要求要达到一定 -5-第 3章 系统硬件设计 系统的硬件组成 STC89C52 单片机介绍 电机驱动模块电路设计 报警模块电路设计 循迹模块电路设计 遥控模块电路设计 供电电路设计 第 4章 系统软件设计 主程序设计 循迹程序设计 遥控程序设计 第 5章 调试结果及分析 第 6章 总结心得 参考文献 附录 附录 1：硬件图 附录 2：源程序 正文格式要求：目录：写出目录，标明页码。正文：重新起页，一级标题为小三宋体加粗，二级及以下标题为四号宋体加粗。正文格

19、式采用小四，宋体，单倍行距。文中的图、表、公式一律采用阿拉伯数字分章编号。如图，表，式。图名置于图之下，表名置于表之上，图表号与图表名之间空一格。公式的编号用圆括号括起写在右边行末，其间不加虚线。参考文献为单独页，内容部分五号宋体 师宋长森实习时间年月日年月日成绩电动汽车实习任务书一设计题目智能小车设计二设计主要内容广泛查找文献资料认真研究反复论证精心设计技术方案严格遵守各项纪律勤奋学习认真思考敢于挑战困难并勇于创新较为深入的掌握重要的片内外设的基本原理及编程方法初步掌握单片机外围电路的扩展方法在现有车模的基础上以单片机构成小车控制核心同时加装声光电红外超声波传感器显示等外围设备实现对小车的速度位置运行状况的实时测量并将测量数据时显示时间速度里程具有自动寻迹寻光避障功能可程控行驶速度前进后退准确定位停车并有相应的声光电设备发出相关的提示或警示信息遥控方式可自选系统通过遥控器可以控制小车的行驶方向速度起停等运行状态要求要达到一定