嵌入式系统基础课程设计报告

河南机电高等专科学校《嵌入式系统根底》课程设计报告设计题目：智能循迹小车系部：电子通信工程系专业：医电班级：091学生姓名：程瑞学号：090411114成绩：2023年06月《嵌入式系统根底》课程设计任务书1．时间：2023年06月14日~2023年06月25日2.课程设计单位：河南机电高等专科学校3.课程设计目的：掌握《嵌入式系统根底》课程根本概念、根本原理，具有一定的单片机设计能力，能够利用所学知识完成设计内容，提高实际动手能力。4.课程设计任务：①参考相关的的书籍、资料，根据设计要求完成原理图设计；②制作电路板并完成调试；③绘制软件流程图；④完成软件设计并完成调试；=5\*GB3⑤作好笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；=6\*GB3⑥联系自己所学知识，总结本次设计经验；=7\*GB3⑦认真完成课程设计报告。设计要求能够运用单片机对小车的控制实现自动循迹功能。《嵌入式系统根底》课程设计报告前言：汽车工业的迅速开展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。本设计题目是结合单片机而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够自动寻迹。根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的根底上，加装光电、红外线、实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。以80C51为控制核心，利用红外线检测道路上的黑白线，控制电动小汽车的自动寻迹，以及自动停车，80C51是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广阔使用者的好评。它是第三代单片机的代表。89C89C51单片机光敏对照管信号处理设计思路及原理框图光敏对照管信号处理稳压器稳压器晶振晶振L298电机驱动电路L298电机驱动电路电动机电动机本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。以80C51为控制核心，利用红外线检测道路上的黑白线，控制电动小汽车的自动寻迹，以及自动停车。采用的芯片功能介绍AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器〔FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory〕的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要性能参数：

与MCS-51兼容4K字节可编程FLASH存储器寿命1000写/擦循环数据保存时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定128×8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源11·可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路引脚说明VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1〞时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1〞时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能存放器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1〞后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流〔ILL〕这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD〔串行输入口〕P3.1TXD〔串行输出口〕P3.2/INT0〔外部中断0〕P3.3/INT1〔外部中断1〕P3.4T0〔记时器0外部输入〕P3.5T1〔记时器1外部输入〕P3.6/WR〔外部数据存储器写选通〕P3.7/RD〔外部数据存储器读选通〕P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，那么在此期间外部程序存储器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源〔VPP〕。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的上下电平要求的宽度。3.原理图光电管电机局部总的原理图PCB图二、软件设计设计思路采用红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体外表具有不同额反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫发射，发射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线那么红外光呗吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。程序流程图〔必须要有〕开始开始启动寻迹程序探测白线是否探测到白线判断处理程序(switch)右轮探测到白线左轮探测到白线左右轮同时探测到白线向右转向左转继续前进继续前进是否结束具体程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharsbitin1=P1^1;sbitin2=P1^2;sbitin3=P1^5;sbitin4=P1^6;sbitena=P1^0;sbitenb=P1^4;sbitfk1=P2^0;sbitfk2=P2^7;voiddelay(ucharx){uchary;for(;x>0;x--)for(;y>0;y--);}voidmain(){uchark;if(fk1==0&&fk2==0){ena=1;enb=1;in1=in3=1;in2=in4=0;}while(fk1==1&&fk2==1){if(k==0){in1=in2=0;delay(200);in3=1;in4=0;}if(k==1){in3=in4=0;delay(200);in1=1;in2=0;}}if(fk1==1&&fk2==0){in1=in2=0;delay(200);in3=1;in4=0;k=1;}if(fk1==0&&fk2==1){in3=in4=0;delay(200);in1=1;in2=0;k=0;}}心得体会:此次课程设计是做我们一直想做的只能小车，在这个制作的过程中我主要负责硬件局部，原理图，PCB图，电路板地制作，元器件的焊接。在电路图到PCB的制作过程中遇到了很多问题，开始原理图很多地方够画错了，在指导老师的指导下都做了改正，而且