51单片机控制智能小车解析

1、智能小车控制单片机项目报告班级：自动化21091姓名：邸维汉刘会丽石钱坤学号：102010330420101032152010103122目录1、 前言方案设计与论证1）控制器模块选取2）电机模块选取3）电机驱动器模块选取4）电源模块选取三、硬件设计1）主控系统2）电机模块3）电机驱动模块4）电源模块5）按键模块四、软件设计1）直行设计2）转弯设计3）调速设计五、调试中存在的问题六、参考文献一、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

2、提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。我们设计的智能电动小车该具有圆形运行、三角形运行、矩形运行和三者一起运行的功能。都是运行一循环自动停车。根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加了四个按键，实现对电动车的运行轨迹的启动，并将按键的状态传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种按键状态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STC89C52单片机。以STC89C52控制核心，利用按键的动作，控制电动小汽车的轨迹。实现四种运行轨迹。STC89C5

3、2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。二、方案设计与论证1）控制器模块选取我们采用STC公司的STC89S52单片机作为主控制器，STC公司的单片机内部资源比起ATME公司的单片机来要丰富的多，它在5V供电情况下，最多支持80M晶振、且内部有512B的RAM数据存储器、片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器、1K的EEPROM8个中断源、4个优先级、3个定时器、32个IO、片机自带看门狗、双数据指针等。但是不兼容Atmel。从方便使用的角度考虑，我们选择了此方案2）电机模块选取采用普通直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确

4、度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机价格经济。3）电机驱动器模块选取采用电机驱动芯片L298NoL298N为单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，可直接的对电机进行控制，无须隔离电路。通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照芯片手册，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作。4）电源模块选取在本系统中，需要用到白电源有单片机的5V,L298N芯片的电源5V和电机的电源7-15V

5、。所以需要对电源的提供必须正确和稳定可靠。用9V的锌电源给前、后轮电机供电，然后使用7805稳压管来把高电压稳成5V分别给单片机和电机驱动芯片供电。因此为了方便，这里我们采用12V电源给电机供电，再用7805转换成5V电源给单片机使用。三、硬件设计另外两个前后轮共用另外两个前后轮共用小车采用四轮驱动，一侧的前后两个车轮共用一个电机驱动,一个驱动，调节左右车轮转速从而达到控制转向的目的。按键模块电源模块二系统结构框图GNDPZHiiNVC|-GNDpi。PLIUxFMP01PI2P03PI3PWPhiPMPL5P05PL6P0i6P17P&7RXDP277XDP26175P25IntTP

6、24TOP23TlP22wP21RDPNORST铉XTALIXTAL2口2ALEDPSENM51PZIILNipOpFP2.7亚.加P2.4P2.7£P2.3P2.6_7LP2.2P2.56P2.IP2.45E»2.0P2.34E?19XL_P2.12蛰P20ALErsrs实物连接:3.2、 电机驱动模块L298N驱动直流电机，它靠两个引脚控制一个电机的运动。小车采用四轮驱动，小车两侧的电机短接起来各接到L298N的一个输出端。通过调制两边轮子的转速或正反转来达到控制小车转向的目的。芯片引脚和功能如图1,驱动电路如图2。ENA(B)IN1(IN3)IN2(IN4)电机运行情

7、况HHL正转HLH反转H同IN2(IN4)同IN2(IN4)快速停止LXX停止+5V+12V<Port><Fott2><P&rta><Porti>INIVSSIN2VSIN3IN4OUT!0UT2ENA0UT3EHE0UT4S3EHAGWDJSENBL29EH94_J_吼%下13148l乌DlD8=1EQS06仆将L298N的IN0、1、2、3,接到P1.0至UP1.3上，ENAENB接至UP3.2、P3.3。3.3、 电机模块电机模块采用4块电机同时驱动，这里将同一侧电机短接接到L298N的一个输出端。电源模块采用两片7805电压稳压5

8、V后给单片机系统和其他芯片供电供电，但缺点是压降过大,消耗的功率过大，发热量过大。3.4、 按键模块本系统添加4个按键，用来选择控制小车。并接于本系统添加4个按键，用来选择控制小车。并接于P2.0到P2.3口上。S1P2.0SW-PBS2P21一一.SW-PBS3P2.2.一SW-PBS4P23:SW-PBGND四、软件设计小车直行设计:若要求小车直走，这需要给4个电机正转命令。根据L298N芯片手册ENA(B)IN1(IN3)IN2(IN4)电机运行情况HHL正转HLH反转H同IN2(IN4)同IN2(IN4)快速停止LXX停止这里将P1=0xfa。4.1、 小车转弯设计：若要求小车转弯，需

9、要给一侧电机正转，一侧电机反转或者不旋转。这样将P1=0xf8或者P1=0xf9.4.2、 小车调速设计：若要求车调速，只需用PWMB控制L298N的ENA和ENB就可以对小车进行调速。这里我使用定时器T0的工作模式2自动重装。并赋初值TH0=0xf6;TL0=0xf6;产生高频脉冲。*UC语言源代码实现:#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoidtrigon(uint,uint,uint,uint,uint,uint);voidround(uint,uint);voidrectangle(

10、uint,uint,uint,uint,uint,uint,uint,uint);voiddelay(uintk);voidPWMA(ucharn);voidPWMB(ucharn);ucharkeys();sbitP3_2=P3A2;sbitP3_3=P3A3;voidmain()ucharkey;TMOD=0x12;EA=1;ET0=1;ET1=1;TH0=0xf6;TL0=0xf6;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;TR0=1;TR1=1;P2=0XFF;while(1)(jump=0;key=keys();/c稳定运行d转向e稳定运

11、行f转向g稳定运行h转向if(key=0xfe)/cdefghtrigon(30,5,30,10,30,16);if(key=0xfd)round(13,70);/c稳定运行d转向e稳定运行f转向g稳定运行h转向i稳定运行j转向if(key=0xfb)/cdefghijrectangle(30,4,30,4,30,4,30,16);if(key=0xf8)(trigon(30,5,30,10,30,16);jump=0;delay(1000);round(13,70);jump=0;delay(1000);rectangle(30,4,30,4,30,4,30,16);)voidtimer0(

12、)interrupt1(num0+;)voidtimer1()interrupt3(num1+;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;)voidtrigon(uintc,uintd,uinte,uintf,uintg,uinth)(uintaa,bb,cc,dd,ee;aa=c+d;bb=aa+e;cc=bb+f;dd=cc+g;ee=dd+h;delay(3000);num1=0;num0=0;while(!jump&&key!=0)if(num1<c&&num1>=1)/正转稳定运行(P1=0xf

13、a;PWMB(70);PWMA(70);)if(num1>c+1)&&num1<=aa)/转向(P1=0xf8;PWMB(50);PWMA(80);)if(num1>(aa+1)&&num1<=bb)/正转稳定(P1=0xfa;PWMB(70);PWMA(70);)if(num1>(bb+1)&&num1<=cc)/转向(P1=0xf8;PWMB(60);PWMA(65);)if(num1>(cc+1)&&num1<=dd)/正转稳定运行(P1=0xfa;PWMB(70);PWMA(70);转向if(num1>(dd+1)&&num1<=ee)(P1=0xf8;PWMB(65);PWMA(35);if(num1>ee)/停止(num1=0;num0=0;P1=0xf0;jump=1;P3_2=0;P3_3=0;key=0;voidPWMA(ucharn)(if(num0<n)P3_2