【毕业学位论文】（Word原稿）51单片机智能小车-机电一体化

51单片机智能小车 一、智能小车开发板介绍 智能小车好玩、有趣，很多单片机爱好者就是靠玩小车而走上了单片机开发的职业。关于智能小车，市场上有一些，经过对照，发现市场上的很多 “ 智能小车 ” 其实就是一个个 “ 四肢发达，头脑简单 ” 的白痴，一点点都不智能，之所以这样说，主要是基于以下两点： 一是很多小车太注重小车的机械结构，致使小车整体价格偏高； 二是没有提供源程序或提供的源程序很少，不能充分发挥小车的智能性。 顶顶电子设计的这款智能小车，机械和电机部分由广州某公司专门定做，采用二个驱动轮、二个从动轮 (也可使用一个 万向轮 )，即简单，又灵活。电路部分由我们自己独立设计，并配备了丰富多彩的实用源程序，可让那些 “ 智能小车 ” 的粉丝们快快乐乐玩个够！ 顶顶电子设计的这款简易智能小车，采用2 单片机作为小车的检测和控制核心；采用光电开关、声控传感器、光敏传感器、温度传感器、红外接收器等来检测和感应各种外界情况，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶；智能小车既可以采用 码管来显示有关信息，也可以采用1602时显示小车行驶的距离。 机器小车主要由底盘 (含 2 个带电机的驱动轮、 2 个从动轮，底板 )、电路板和 6 节 5 号电池盒三部分组成，其正面和底面外形如图所示： 下图是 51 单片机智能小车的电路组成框图： 下图是智能小车中主要元件在小车中的位置实物图 : 二、产品配置 智能小车产品配置如下： 块、车轴插片 4 片 只 根，垫片 2 只，铜螺帽 2 只 04 电容各 2 只 块（除 ，板上集成电路配备完整） 只（ 5000）、循迹光电传感器 2 只（ 速度光电传感器 1 只（ 根 根 只 皮垫圈各 2 只 号电池盒 (因电池属易燃易爆物品 ,故不配送 ,请自行购买 ) 路原理图和操作使用手册 用户购买后，只需要再另外购 502 胶水（ 1 元左右）、双面胶（ 1 元左右）和 6 节 5 号电池（采用普通的华太电池即可， 6 节约 ）即可进行组装与实验了。 需要说明的是 ,小车的组装非常简单 ,有关详细的组装方法，我们将在智能小车操作使用手册上，采用图解的形式进行说明。 三、选配件 用户购买产品后，可进行小车的基本实验，如果用户想进行一些特殊的实验，需要购买以下产品，说明如下： 格 6 元。 链接：，可进行温度显示的实验。 晶显示器，价格 16 元。 链接：，可进行液晶显示方面的实验。 3格 16 元。 链接：，可大大提供小车避障和循迹的效果。 格 26 元。 链接：，可进行无线遥控小车实验。 音模块，价格 66 元。 链接：，可使小车具有说话的功能。 以上为选配件，请用户根据情况进行选择。 四、实验说明 智能小车附带的程序十分丰富，全部采用 常方便使用和移植，主要程序如下： 实验 1 电池电压检测程序 实现功能 :开机后，数码管上显示出电池电压的值，当电池电压低于 7V 时，蜂鸣器鸣叫，表示电池电压低，需要更换电池。 下图是小车显示的电池电压情况（ 实验 2 模 拟 制小车速度程序 实现功能 :用单片机的 模拟 号，控制小车的转速，具体要求是：开机后，小车按全速运转，当按下 车运行的速度是全速的 按下车的转速是全速的 实验 3 用定时中断控制小车速度程序 实现功能 :采用定时中断方法，控制小车的转速，具体要求是：开机后，小车按全速的 转。 实验时 ,为了便于对照，读者可在源程序的基础上修改定时器 0 中断处理函数： /定时器 0 中断处理函数入口 /定时 1 ; /关中断 ; /时间计数加 1 if(0); ; if(100); ; /开中断 修改的方法是：改变上述语句if(0);中的 值，例如，将此改为 if(0);，重新编译源程序，再下载到小车的单片机中，此时会发现小车的运转速度快了很多。 实验 4 话筒控制小车起停程序 实现功能 :在智能小车上安装有话筒，要求采用声音可以控制小车的起停，具体要求是：开机后，小车运转， 示灯亮；当拍一下巴掌或敲击一下器物发出响亮的声音时，小车停转， 示灯熄灭；再次拍一下，小车继续运转， 示灯又点亮。 实验 5 光控小车程序 实现功能 :在智能小车上安装有光敏电阻，能够感受到光线的变化情况，要求通过光敏电阻判断出白天和黑夜，当白天时（光线正常时，小车前面的两个指示灯 亮），当夜晚时（光线暗时），小车前面的两个指示灯 亮。 实验 6 红外遥控数码管显示程序 实现功能 :在智能小车上安装有红外遥控接收头，能够接收遥控器发出的信号，要求按下遥控器的 01H 键时，小车前进（前方的两个指示灯熄灭）；按下遥控器上的 05车停止（前方的两个指示灯熄灭） ；按下遥控器上的 04H 键时，小车左转（左前方的指示灯点亮）；按下遥控器上的 06H 键时，小车右转（右前方的指示灯点亮）；按下遥控器上的 09H 键时，小车后退（前方的两个指示灯点亮）。遥控器上的键值能同时在 码管上显示出来。 以下是按下遥控器上的 05H 时，小车显示的情况： 实验 7 红外遥控 示程序 实现功能 :在智能小车上安装有红外遥控接收头，能够接收遥控器发出的信号，开机时， 示如下画面： 要求按下遥控器的 01H 键时，小车前进（前方的两个指示灯熄灭）；按下遥控器上的 05H 键时，小车停止（前方 的两个指示灯熄灭）；按下遥控器上的 04H 键时，小车左转（左前方的指示灯点亮）；按下遥控器上的 06H 键时，小车右转（右前方的指示灯点亮）；按下遥控器上的 09H 键时，小车后退（前方的两个指示灯点亮）。遥控器上的键值和状态能同时在 显示出来（前时时显示 退时显示 转时显示 转时显示 止时显示 以下是按下遥控器上的 05H 时，小车显示的情况： 实验 8 数码管温度显示程序 实现功能 :在智能小车上设有温度传感器 安装位置， 装好后，能够感知外界的温度，要求外界温度能通过 码管显示出来。 以下是显示的温度情况： 实验 9 度显示程序 实现功能 :在智能小车上设有温度传感器 安装位置， 装好后，能够感知外界的温度，要求外界温度能通过 示出来。 以下是显示的温度情况： 实验 10 避障小车程序 实现功能 :在智能小车的头部，设有避障光电开关安装位置，如果装上此光电开关后，就能够感受到前方障碍物的，当检测到有障碍物时，可控制小车后退并转向，从而避开障碍物，达到避障的目的。 特别说明：本实例采用的是普通的光电开关（ 5000）进行避障，由于该开关检测距离较短（一般只有 1右），因此，避障效果不是很好，只有当小车离障碍物较近时，才能检测到障碍物的存在，容易发生车头触碰障碍物的情况；要真正达到比较好的效果，需要采用性能较好的光电开关，如 检测距离达 10上，既使小车速度较快，一般也不会发生撞车的现象。另外，如果想全方位进行避障，还需要在小车的前面多装几个光电开关，对不同方位的障碍物进行检测，用户可根据情况自行设计和安装。 实验 11 小车循迹程序 实现功能 :在智能小车的头部，设有两个循迹光电开关安装位置，如果装上这个光电开关后，就能够感受到地面铺设的道路情况，从而控制小车按事先制作的黑色道路行进。 以下是小车循迹实验效果图 : 特别说明：本实例采用的是普通的光电开关（ 行循迹，由于该开关检测距离较短，因此，循迹效果不是很好，另外，还需要根据铺设的道路情况对源程序中的延时程序进行调整（当转向大时，将延时常数调小一些，当转向小时，将延时常数调大一些），以便使小车偏离道路时，能够及时转到正常的轨道上来。 为了能够达到比较好的循迹效果，建议采用性能较好的光电开 关，如两只 ，其检测灵敏度较高，检测距离较远，当然，既使采用性能较好的光电开关，也需要根据实际的道路情况，对源程序中的延时时间进行调整。 这个源程序实验时有一定难度，用户一定要铺设好道路，对源程序进行简单的修改，并保持一定的耐心，否则，不易成功！ 实验 12 小车里程计算程序 实现功能 :当小车运行时，在数码管上可以显示出小车转动的圈数，并且每转一圈，指示灯 闪烁一次，当按下 时，小车停止，同时，在数码管上显示出小车运行的距离。 以下显示的是小车转动的圈数 : 特别说明：本实例采用的是普通的光电开关（ 行检测，由于该开关检测距离较短（一般只有 1因此，安装速度光电开关时，应尽量靠近车轮的内侧，如果小车转动时，指示灯 闪烁，说明光电开关安装位置不正确，需要反复进行调整，直至正常为止。 实验 13 无线控 制小车程序 实现功能 :将无线遥控接收模块的 +5V、 10（ 11（ 12（ 13（ 用杜邦线分别接智能小车开发板的 04 脚，如下图所示： 连接好后，可实现以下功能：按无线发射器的 A 键小车前进（再按 按压则停止），按 B 键小车后退（再按按压则停止），按 C 键小车左转（再按按压则停止），按 D 键小车右转（再按按压则停止 )。 实验