毕业大作业(机电综合实训)任务书.doc

中山职业技术学院毕 业 大 作 业 （综 合 实 训）课程名称: 机电专业毕业综合设计制作实训设计题目：基于单片机的智能循迹小车的设计与制作系部： 机 械 工 程 系 专业、班级： 2009机电一体化 班 姓名： 学 号： 指导教师： 姜无疾 李初春 实训时间： 2011.11.13-2011.12.31 目 录毕业综合设计制作实训任务书毕业综合设计制作实训指导书毕业综合设计制作实训工作记录表正文1引言第1章：循迹小车硬件构成设计1.1：电源模块设计1.2：检测模块设计1.3：驱动模块设计第2章：循迹小车软件设计2.1：Protues软件使用方法2.2：Keil C51软件使用方法 2.4：应用Protues及Keil C51进行硬件仿真及程序设计第3章：循迹小车的制作 3.1：STC_ISP软件下载程序 3.2：应用Protel99/ Protel2004制作电路板 3.3：电子元件及电路板焊接3.4：循迹小车的外壳模型制作第3章：循迹小车的组装调试第4章：总结参考文献：致谢：成绩评定：毕业综合设计制作实训任务书1、题 目：基于单片机的智能循迹小车的设计与制作 2、内容要求：（1）对国内循迹小车的研究现状进行调研，收集循迹小车设计与制作的参考文献；（2）设计循迹小车的硬件结构，包括电源模块设计、检测模块的设计及驱动模块的设计，绘制相应的硬件电路；（3）对循迹小车的软件进行设计，包括应用Protues软件进行硬件仿真，应用Keil C51软件进行程序编写及调试；（4）对循迹小车的零部件进行制作，包括程序的下载、电路板及电子元件的的焊接以及小车外壳的制造；（5）对循迹小车进行组装及调试；（6）编写实训正文，字数不少于8000字，并且符合学院关于毕业实训说明书格式要求。3、实施步骤：本毕业实训时间是从第12周至第18周，共7周，具体实施步骤是：（1）第1周下达任务书、查阅参考资料确定设计方案；（2）第2周进行硬件模块的设计及仿真；（3）第3周进行软件的编写及调试；（4）第4周至第5周进行实物制作；（5）第6周进行组装及调试；（6）第7周进行毕业综合实训的说明书撰写及答辩。4、实施地点：J301/J302/J205/S108/，具体在那间教室因情况而定。5、本毕业大作业（综合实训）任务书于 2011 年 11 月 13日发出，应于2011 年 12月31日完成，然后进行成绩评定。毕业综合设计制作实训指导书一、循迹小车控制方框图单片机电机循迹小车车体光电传感器车速和方向给定值r| 反馈值+偏差e控制器执行器被控对象图1循迹小车框架图二、小车各模块电路图及说明1电源部分：方案1： 采用6节1.5V干电池供电，电压达到9v，经7805稳压后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。但干电池电量有限，使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便，因此，我们放弃了这种方案。方案2：采用2节4.2V可充电式锂电池串联共8.6V给直流电机供电，经过7805的电压变换后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。但由于电压不太够，价格昂贵。方案3：采用:9V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。但蓄电池的体积过于庞大，使用极为不方便。方案4：直接采用9V直流电源，由稳压模块将220v交流电转换为9V直流电，再经7805稳压到5V供单片机，电机使用。但其不能用于远距离，且在运行中要注意电线的干扰。由于用于本次设计演示的标轨道不太大，在演示时我们可以人为控制电源线部分，所以我们建议用此方案，因为它最经济实惠。电路图如下：图2电源模块电路图2、电机驱动控制部分： 这部分采用专门的电机控制芯片L298，它可同时对两个电机进行驱动控制，电路简单，控制效果好，干扰小，因此我们建议方案，电路图如下：图3电机驱动控制部分电路图L298的具体参数如下：L298管脚排列如下：3传感器探测部分：方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。 但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。方案2：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工作不够稳定，且容易受外界光线的影响。 方案3：用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。 RPR220采用DIP4封装，其具有如下特点：塑料透镜可以提高灵敏度。 内置可见光过滤器能减小离散光的影响。 体积小，结构紧凑。电路原理图分别如4和图5所示： 图4 光电对管检测电路1图4所示电路中，R1起限流电阻的作用，当有光反射回来时，光电对管中的三极管导通，R2的上端变为高电平，此时VT1饱和导通，三极管集电极输出低电平。当没有光反射回来时，光电对管中的三极管不导通，VT1截至，其集电极输出高电平。VT1在该电路中起到滤波整形的作用。经试验和示波器验证，该电路工作性能一般，输出还有杂散干扰波的成分。如果输出加施密特触发器就可以实现良好的输出波形。但是这种电路用电量比较大，给此种传感器调理电路供电的电池压降较快。究其原因，是因为光敏三极管和三极管VT1导通时的导通电流较大。因此我们建议用比较器的方案。图5 光电对管检测电路2RPR220参数如下：三、总电路原理图图：图6循迹小车电路图（详见附页）四、元器件清单：元器件数量电机（带轮）2L2981LM3392RPR2204Max2321AT89S52（带底座）1104电容1010uf电容21k电阻52k电阻5510欧姆510K电阻55.1K电阻210K电位器2个开关5电路板133pf12晶振Led178051排阻1K1二极管414810八、程序流程图开始启动寻迹程序探 测 黑 线是否探测到黑线判断处理程序(switch)右轮探测到黑线左轮探测到黑线左右轮同时探测到黑线向 右 转向 左 转继续前进继 续 前 进是否结束九、成绩评定：学生毕业综合实训的总成绩由平时成绩、设计说明书及答辩三部分构成，具体如下：平时成绩20%设计说明书45%答辩35%合计出勤率学习态度方案计算图纸说明书自主陈述回答问题10%10%10%10%10%15%20%1