51单片机控制智能小车(3)

1、51单片机控制智能小车(毕业论文) 目 录前言方案设计与论证控制器模块选取电机模块选取电机驱动器模块选取电源模块选取硬件设计主控系统电机模块电机驱动模块电源模块按键模块软件设计直行设计转弯设计调试中存在的问题参考文献一、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

2、。 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为控制核心,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。STC89C52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

3、片机内部资源比起ATMEL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EEPROM、8个中断源、4个优先级、3个定时器、32个IO口、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

4、。电机驱动器模块选取 采用电机驱动芯片L298N。L298N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。电源模块选取 在本系统中,需要用到的电源有单片机的5V,L298N芯片的电源5V和电机的电源7-15V。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

5、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 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,另外两个前后轮共用一个驱动,调节左右车轮转速从而达到控制转向的目的。 系统结构框图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。 EN A(B)IN1(IN3)IN2(IN4)电机运行情况 HHL正转 H L H 反转 H 同IN2(IN4) 同IN2(IN4) 快速

6、停止 L X X 停止 四个按键接到P1.0P1.3.3.3、电机模块电机模块采用2块电机同时驱动,分别接到L298N的两个输出端。3.4、电源模块采用一片HT7550电压稳压5V后给单片机系统和其他芯片供电。该电源模块的功能是把6伏锌锰干电池通过HT7550转换为5伏电压,向单片机、逻辑芯片供电。考虑到如果用电池组同时向电机和芯片供电时,由于驱动电机所需电流较大,容易影响对芯片的供电,因此我们决定电池组单独对驱动电机供电,四节1.5V的南孚电池对其供电。按键模块 四、软件设计4.1、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EN A(B)IN1(IN3)I

7、N2(IN4)电机运行情况 HHL正转 H L H 反转 H 同IN2(IN4) 同IN2(IN4) 快速停止 L X X 停止4.2、小车转弯设计:若要求小车转弯,需要给一侧电机正转,一侧电机反转或者不旋转。4.3、小车调速设计:若要求车调速,只需用PWM来控制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TH00xf6;TL00xf6;产生高频脉冲。C语言源代码实现:#include sbit IN1P25; sbit IN2P24; sbit IN3P23; sbit IN4P22; sbit ENAP21; sbit ENBP20;

8、sbit key1P10;sbit key2P11;sbit key3P12;sbit key4P13;void delayunsigned int z; void delay_usunsigned int aa;void delay2svoid/误差 0usunsigned char a,b,c,n; forc167;c0;c-forb39;b0;b- fora152;a0;a-; forn1;n0;n-;void yuanwhile1unsigned int i;IN11;IN20;IN31;IN40;fori0;i400;i+delay3;ENAENA;void juxingwhile1

9、unsigned int i;IN11;IN20;IN31;IN40;fori0;i200;i+delay1; ENAENA;ENBENB;delay2s;IN11;IN20;IN30;IN40;fori0;i40;i+delay10;ENAENA;IN11;IN20;IN31;IN40;fori0;i200;i+delay1; ENAENA;ENBENB;delay2s;IN11;IN20;IN30;IN40;fori0;i40;i+delay10;ENAENA;IN11;IN20;IN31;IN40; fori0;i200;i+delay1; ENAENA;ENBENB;delay2s;I

10、N11;IN20;IN30;IN40;fori0;i40;i+delay10;ENAENA;IN11;IN20;IN31;IN40;fori0;i200;i+delay1; ENAENA;ENBENB;delay2s;IN11;IN20;IN30;IN40;fori0;i40;i+delay10;ENAENA;IN10;IN20;IN30;IN40; void sanjiaowhile1unsigned int i;IN11;IN20;IN31;IN40;fori0;i200;i+delay1; ENAENA;ENBENB;delay2s;IN11;IN20;IN30;IN40;fori0;i

11、70;i+delay10;ENAENA;IN11;IN20;IN31;IN40;fori0;i200;i+delay1; ENAENA;ENBENB;delay2s;IN11;IN20;IN30;IN40;fori0;i70;i+delay10;ENAENA;IN11;IN20;IN31;IN40;fori0;i200;i+delay1; ENAENA;ENBENB;delay2s;IN11;IN20;IN30;IN40;fori0;i70;i+delay10;ENAENA;IN10;IN20;IN30;IN40; void delayunsigned int z unsigned int x

12、,y; forxz;x0;x-fory110;y0;y-; void delay_usunsigned int aa whileaa-; void main while1 ifkey10delay10;ifkey10yuan;while!key1;ifkey20delay10;ifkey20juxing;while!key2;ifkey30delay10;ifkey30sanjiao;while!key3;ifkey40delay10;ifkey40while1IN11;IN20;IN30;IN40;调试中出现的问题转向时间需要慢慢调,时间长,旋转弧度大;时间短,旋转弧度小。直行时,由于每个电机的性能不一样,导致两侧占空比一样时,小车会存在转弯,这样需要微调占空比。出现单片机供电不足的现象,需要增加电量。六.所需元件元器件清单名称数量底盘主板亚格力底板1PCB板1车轮2绿色紧锁座1减速电机2STC89C