单片机课程设计报告

2单片机课程设计报告智能机器小车设计说明书参赛队员： 周扬龚彦中2023年一月名目一、题目分析....................................................................................................................3二、硬件设计....................................................................................................................4三、掌握算法....................................................................................................................7四、程序流程..................................................................................................................8五、程序代码..................................................................................................................9六、掌握效果及结果分析..................................................................................................................13七、心得体会..................................................................................................................14一、题目分析任务涉及：机器人小车巡航〔跟踪条纹等〕；无条纹区动作：触觉〔利用胡须〕避障，走转90度，停2秒，直行约15厘米〔或引导检测到条纹〕，再停2秒；全程要设计信号灯指示工作状态。小车巡航〔跟踪条纹等〕着该路径无过失运动。路径中每个条纹带是由三条1/4英寸宽的聚乙烯绝缘带边对边并行放置在白1-1为大致的试验任务图。图1-1〔接收〕器，检测到车巡航。IR传感器在此应用用有着格外大的便利性，红外线〔IR〕接收/检测器有内过。红外检测器还有一个电子滤波器，它只允许大约38.5kHz的电信号通过。38,500阳光和室内光对IR的干预。太阳光是直流干预〔0Hz〕源，而室内光依靠于所在通带频率之外，它完全被IR探测器无视。无条纹区动作无条纹区动作可以拆解为几个分动作，触觉〔利用胡须〕避障，左转90度，停2秒，直行约15厘米〔或引导检测到条纹〕，再停2秒。首先是触觉避障，也就是在机器人小车上安装有“胡须”，当小车前行过程启动后退并左右转弯之类的掌握，实现避障功能。90度，即调用左转程序，调整延时时间已实现90度的掌握；接着就是停2秒，也就是调用延时函数，参数给2秒；然后是直行约15cm，即调用直行函数，具体行走离大约15cm；最终又是一段延时函数，使小车停2秒。设计信号灯指示工作状态件中了解机器目前的工作状态，这里我们使用信号指示灯来指示小车的工作状态。即使用左右两个LED来说明现阶段单片机依据检测得到的信号作出的规律推断IR〔即小车左边在黑线上即让左边的小灯亮，〕即让右边的小灯亮。这样便存在了4种状况，左边亮，右边亮，左右同时亮，左右同时灭，即指示小车右偏，小车左偏，小车在黑线上，小车在黑线外。格外大的用处，可以让开发者清楚得看出来规律上需要改进的地方。二、硬件设计硬件设计主要由IR放射器与接收器电路、触觉感应〔“胡须”〕电路、LED信号指示灯电路组成。IR放射器与接收器电路图2-1R放射接收管物理连接图4IR放射器与接收器在电路上是分立的，它们之间没有直接的电路连接关系，图2-1R放射接收管物理连接图410图2-2IR放射接收管电路图从图2-2我们可以清楚得看到电路的连接关系，IR放射管正极经470R电阻连接到VCC，负极接到9013三极管的c极，9013的三极管b级经470R电阻接到单片2号接GND，3号接IO口，左边的接收管接P1.2，右边接P3.5。IR放射管与VCC470R，需要我们依据硬件构造来做一些调整，阻值越大，IR放射接收管的可视范围就越小。为了调试的便利，我们最终选择使用可调电位器代替470R的定值电阻，通过调整电位器的阻值调整可视范围。触觉感应〔“胡须”〕电路〔GND〕是由于教学板外围的镀金孔都连接到GND。金属支架和螺丝钉供给电气连接给胡须。通过编程让单片机探测什么时候胡须被触动。图2-3“胡须”物理连接简图图2-4“胡须”电路图由图2-4220R电阻连接到单片机IO口上，左排针连接到P2.3，右排针连接到P1.4，并且排针口当胡须接触到排针时，IO口变为低电平。I/O引脚监视着10K〔GND〕，所以I/O管脚的电压是0V。依据IO口电平信号的变化单片机就能实2.3．LED信号指示灯电路由单片机掌握，电路图如图2-5所示。VCC1K P2.1左指示灯VCCVCC1KP1.7右指示灯图2-5LED信号指示灯电路2-5可以清楚地看到指示灯的正极经上拉接到VCC，51的IO缺省为高电平，只有当IO给低电寻常指示灯亮，IO给高电寻常指示灯灭。三、掌握算法法局部涉及不多。IR接收器接收到信号IRIRIR们让电机停顿转动。车右转；假设右边胡须触碰障碍，与右边相连的IO为低电平，小车左转。调试后小车系统行走过程平稳性明显提高。四、程序流程初始化初始化直行Y左胡须遇障直行NY右胡须遇障左转NIR放射与接收同时检测到信号P1.2==0且P3.5==0NY延时10ms同时检测到信号P1.2==0且P3.5==0Y停顿N左边检测到，右边没有P1.2==0且P3.5==1Y右转N右边检测到，左边没有P1.2==1且P3.5==0Y左转N同时检测不到信号P1.2==1且P3.5==1Y直行五、程序代码程序片段1：封装好的主程序与宏定义#include<AT89X52.h>#defineLeftIRP1_2//左边红外接收连接到P1_2#defineRightIRP3_5//右边红外接收连接到P3_5#defineLeftLaunchP1_3//左边红外放射连接到P1_3#defineRightLaunchP3_6//右边红外放射连接到P3_6#defineLED_LP2_1#defineLED_RP1_7voidmain(void){intirDetectLeft,irDetectRight;uart_Init;printf(“ProgramRunning!\n“);Forward;while(1){if(P2_3state==0){left_avoid;}elseif(P1_4state==0){right_avoid;}IRLaunch(”R”);//右边放射irDetectRightRightIR;//右边接收IRLaunch(”L”);//左边放射irDetectLeft=LeftIR;//左边接收if((irDetectLeft==0)&&(irDetectRight==0)){delay_nms(10);if((irDetectLeft==0)&&(irDetectRight==0)){stop;LED_L=1;LED_R=1;}}elseif((irDetectLeft==0)){LED_L=1;LED_R=0;Right_Turn;}elseif((irDetectRight==0)){LED_L=0;LED_R=1;Left_Turn;}else{Forward;LED_L=0;LED_R=0;}}}程序片段2：子函数的封装intP1_4state(void){return(P1&0x10)?1:0;}intP2_3state(void){return(P2&0x08)?1:0;}voidIRLaunch(unsignedcharIR){intcounter;if(IR==”L”)for(counter=0;counter<38;counter++){LeftLaunch=1;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;LeftLaunch=0;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;}if(IR==”R”)for(counter=0;counter<38;counter++)//右边放射{RightLaunch=1;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;RightLaunch=0;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;_nop_;}}voidForward(void)//向前行走子程序{P1_1=1;delay_nus(1650);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1350);P1_0=0;delay_nms(20);}voidstop(void)//stop子程序{P1_1=1;delay_nus(1500);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1500);P1_0=0;delay_nms(20);}voidLeft_Turn(void)//左转子程序{P1_1=1;delay_nus(1550); // P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1350);P1_0=0;delay_nms(20);}voidRight_Turn(void)//右转子程序{P1_1=1;delay_nus(1650);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1450);P1_0=0;delay_nms(20);}voidBackward(void)//向后行走子程序{inti;for(i=1;i<=65;i++){P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);}}void left_avoid(void){inti;for(i=1;i<=26;i++){P1_1=1;delay_nus(1430);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1430);P1_0=0;delay_nms(20);}delay_nms(2023);for(i=1;i<=60;i++){P1_1=1;delay_nus(1540);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1458);P1_0=0;delay_nms(20);}delay_nms(2023);}voidright_avoid(void){inti;for(i=1;i<=35;i++){P1_1=1;delay_nus(1550);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1550);P1_0=0;delay_nms(20);}delay_nms(2023);for(i=1;i<=60;i++){P1_1=1;delay_nus(1540);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1458);P1_0=0;delay_nms(20);}delay_nms(2023);}六、掌握效果及结果分析16秒，包括其中暂停的2秒，运动速度与调整速度都能满足当时的设想。去调程序存在的一些规律错误。误。七心得体会这学期刚学完单片机，理论学问已经把握，要开头做实物了，有点兴奋。到底学芯片，不是为了考试，而是真真正正做实物，能做出东西来，才说明正真懂了单片机，正真知道它的I/O口，它的定时器，计数器，以及程序的编写。特别是将程序烧进去，正真的让机器动起来，还是很兴奋的，固然很直接的一个问题就是理论不等于实际，这也让我感觉，这次课程设计最重要的，是调试，怎用，需要自己真正的懂，理解，才能调试出比较好的效果。我们