智能小车说明书

基于STC12C5A摘要：以STC12C5A60S2单片机为核心，由主控模块、传感器模块、电机驱动模块等构成，完毕路面信息检测、循迹，寻找火源，直流电机控制等功效。路面信息检测、循迹采用红外光电寻迹传感器判断接受地面反射光线的方式反馈，通过高低电平来进行路面检测、途径判断；寻找火源采用火焰传感器判断火源所在方位；电机直流驱动则用来确保核心词：智能小车、STC12C5A目录引言 2一．总体设计方案 31.1设计方案论证 31.2方案的总体设计框图 3二．硬件模块设计 32.1硬件模块构成 32.2中央解决器模块 32.3 传感器模块 4三．功效介绍 6四．软件设计 6五．参考文献 14引言只能作为当代社会的新产物是后来的发展方向。它能够按照预先设定的模块在一种特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便能够完毕预期所要达成的或更高的目的。本次设计一智能小车，小车能够沿着特定轨迹行驶并能精确寻找到火源，并实现灭火功效。在此过程中要通过单片机和多个传感器实现小车的迈进、后退、左转和右转等基本操作。通过这些基本功效再加上有关的传感器实现含有特定功效的智能小车。这里在轮式小车上加装碰撞、循迹、火焰传感器，在STC12C5A作品能够作为高级智能玩具，也能够作为大学生学习嵌入式控制的强有力的应用实例，该系统将会有更广阔的开发前景。一．总体设计方案1.1设计方案论证本次设计采用循迹传感器来实现按照特定的轨迹行驶的循迹功效；采用火焰传感器来实现寻找火源的功效；采用碰撞传感器来实现避免小车碰到障碍物时能即使的避免的功效；采用STC12C5A60S2单片机来控制小车的各项基本操作。1.2方案的总体设计框图舵机传感舵机传感器STC12C5A60S2单片机二．硬件模块设计2.1硬件模块构成本次创新设计所用到的硬件模块有：中央解决器模块、传感器模块、直流电机驱动模块、调试电路模块。2.2中央解决器模块本文采用的STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。传感器模块本次课程设计所用到的传感器有：碰撞传感器、寻迹传感器、火焰传感器。（1）碰撞传感器：工作原理：在没有碰撞时，传感器输出的是高电平，当触头发生碰撞时输出低电平。本次设计是将两个碰撞传感器平行斜置安装在小车车头两侧。在小车的行进过程中，左侧碰到障碍时，左侧的碰撞传感器输出低电平，单片机控制小车先后退再右转。同理，右侧碰到障碍时，右侧的碰撞传感器输出低电平，单片机控制小车先后退再左转。（2）寻迹传感器：工作原理:循迹传感器通过发射红外线射到路面并反射接受，运用红外线在黑线和白线对光的反射系数不同的特点白色反光线，黑色吸取光线，当检测到黑线时，检测电路向单片机发出一种高电平信号，当检测到白色时检测电路向单片机发出一种低电平信号。本次设计采用两个循迹传感器相距一定距离平行放置，进行黑带采集，若左边的循迹传感器检测到黑带信号，则左转一定角度，同理，若右边的循迹传感器检测到黑带信号，则右转一定角度，若两个传感器都没有检测到黑带信号，则小车向前直线行驶。（3）火焰传感器：工作原理：火焰的热辐射含有离散光谱的气体辐射和持续光谱的固体辐射。不同燃烧物的火焰辐射强度、波长分布有所差别，但总体来说，其对应火焰温度的1-2微米近红外波长域含有最大的辐射强度。火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器。火焰传感器运用对红外线特别敏感的特点，将火焰的亮度转化成高度变化的电平信号，输入到解决器中三．功效介绍本次创新设计重要实现的功效是：首先在预先设定的黑带轨迹上自动寻迹行驶然后再设立火源，使小车找到火源并灭火四．软件设计#include<stc.h>#include<string.h>#defineSTOP165535-1680; //1685为实例舵机的静止参数，基本静止即可#defineSTOP265535-1686;#defineLFORWARD65535-1680+400; #defineLBACKWARD65535-1686-400;#defineRFORWARD65535-1686+235; #defineRBACKWARD65535-1690-159; #defineLOW65535-0; //低电平时间20ms（思考：会不会有误差？误差体现在哪里？）sbitleft=P3^0; //电机2接P3.0口sbitright=P3^1; //电机1接P3.1口sbitl_touch=P0^1;sbitr_touch=P0^0;sbitxj_r=P0^2;sbitxj_l=P0^4;sbitred=P0^3;intflag=0;intflag1=0; inti,L,R;intseg1; //阶段一左轮高电平，右轮低电平时间1.686+-0.4intseg2; //阶段而左轮低电平，右轮高电平时间1.686+-0.4intseg3; //阶段三左轮、右轮都是低电平，时间20ms unsignedcharADCS_cnt=0x00;//ADC通道标志unsignedintdisbuf[3];voidinit(void); //初始化函数voidforward_run(int); //迈进函数voidbackward_run(int); //回转voidstop_run(int); //停止voidturnleft_run(int); //右转voidturnright_run(int); //左转voidrest(void); //休息函数，如果不加此函数，可能造成MCU停止而无对应/*************************************************//*主程序有两个功效：/*第一种是进行计时器0的初始化*********************//*第二个是在中断服务程序重新设立后启动计时器******/floatADC_L(){ floatADC_Result; P1ASF=0x40;//P1ASF=01000000P1^4口作为模拟A/D转换口 AUXR1=0x04;//ADRJ=1，高2位放在ADC_RES中，低8位放在ADC_RESL中,转换成果=1024*Vin/Vcc ADC_CONTR=0x8E;//ADC_CONTR=10001000,即ADC_Power=1,ADC_STart=1; DelayMs(10); ADC_Result=ADC_RESL+ADC_RES*256;//取值 ADC_Result=(ADC_Result*500)/1024;//转换为电压 returnADC_Result; ADC_CONTR=0x00;//关闭ADC以节省能量}floatADC_R(){ floatADC_Result; P1ASF=0x20;//P1ASF=00010000P1^5口作为模拟A/D转换口 AUXR1=0x04;//ADRJ=1，高2位放在ADC_RES中，低8位放在ADC_RESL中,转换成果=1024*Vin/Vcc ADC_CONTR=0x8D;//ADC_CONTR=10001000,即ADC_Power=1,ADC_STart=1; DelayMs(10); ADC_Result=ADC_RESL+ADC_RES*256;//取值 ADC_Result=(ADC_Result*500)/1024;//转换为电压 returnADC_Result; ADC_CONTR=0x00;//关闭ADC以节省能量}voidrest(void){ TR0=0; DelayMs(20);}voidforward_run(intn){ seg1=LFORWARD; seg2=RBACKWARD; seg3=LOW; TR0=1; DelayMs(n*10);}voidbackward_run(intn){ seg1=LBACKWARD; seg2=RFORWARD; seg3=LOW; TR0=1; DelayMs(n*100);}voidturnleft_run(intn){ seg1=LBACKWARD; seg2=RBACKWARD; seg3=LOW; TR0=1; Delay01Ms(n*10);}voidturnright_run(intn){ seg1=LFORWARD; seg2=RFORWARD; seg3=LOW; TR0=1; Delay01Ms(n*10);}voidstop_run(intn){ seg1=STOP1; seg2=STOP2; seg3=LOW; TR0=1; DelayMs(n*1000);}/************初始化定时器0***********************/voidinit(void){ TMOD=0x01; TH0=0xB1; TL0=0xDF;//这里能够是随机值，目的是产生计时器0中断后，进入服务子程序 TR0=1; EA=1; ET0=1; }/************计数器0的服务程序*****************//*分成三个计数阶段****************************/voidtimer0_servo()interrupt1{ if(flag==0) { TH0=(seg1)/256; TL0=(seg1)%256; left=1; right=0; flag++; } elseif(flag==1) { TH0=(seg2)/256; TL0=(seg2)%256; left=0; right=1; flag++; } elseif(flag==2) { TH0=(seg3)/256; TL0=(seg3)%256; left=0; right=0; flag=0; }}主程序voidmain(){ floatADC_Res_L,ADC_Res_R,LEN=450,HIG=1450; floatADC_L(); floatADC_R(); SP=0x70; init(); while(1) { i=1;while(i<300) { i++; if(l_touch==0&&r_touch==1) //碰撞 { backward_run(2); rest(); turnright_run(21); rest(); continue; } elseif(l_touch==1&&r_touch==0) { backward_run(2); rest(); turnleft_run(21); rest(); continue; } elseif(l_touch==0&&r_touch==1) { backward_run(2); rest(); turnleft_run(84); rest(); continue; } else { if(red==0) //红外 { backward_run(2); rest(); turnleft_run(210); rest(); continue; } else { if(xj_l==0&&xj_r==0) //循迹 { forward_run(1); rest(); } elseif(xj_l==1&&xj_r==0) { turnleft_run(5); rest(); } elseif(xj_l==0&&xj_r==1) { turnright_run(5); rest(); } else { turnleft_run(20); rest(); } } }} flag1=0; i=0;while(flag1<=1) { i++; L=xj_l; R=xj_r; turnleft_run(10); rest(); if(L!=xj_l||R!=xj_r) flag1++; ADC_Res_L=ADC_L(); ADC_Res_R=ADC_R(); if(ADC_Res_L>LEN||ADC_Res_R>LEN)//发现火源 { i=1; while(i) { ADC_Res_L=ADC_L(); ADC_Res_R=ADC_R(); if(ADC_Res_L>(ADC_Res_R+20))//左边>右边 { turnleft_run(5); forward_run(1); rest(); } elseif(ADC_Res_R>(ADC_Res_L+20))//右边>左边 { turnright_run(5); forward_run(1); rest(); } elseif(ADC_Res_L>HIG||ADC