1、 1 电气电气工程学院工程学院 单片机原理及应用课程设计 专专 业业： 自动化 设计题目设计题目： 寻迹小车设计 班级班级： 0941 学生姓名学生姓名： 董玉凯 学号学号： 14 指导教师指导教师： 分院分院院长院长： 教研室主任教研室主任： 目录 2 目录目录 第一章 课程设计内容与要求分析 . 3 1.1 课程设计内容 . 3 1.2 课程设计要求分析 3 1.2.1 系统单元电路组成 3 1.2.2 寻迹小车原理 . 4 1.2.3 电源管理 4 1.2.4 电机驱动管理 . 4 第二章 C 语言编程 . 5 第三章 软件系统的实现 . 9 3.1 主程序设计 9 3.2 程序思路.
2、9 第四章 结论及感想 .10 附录11 参考文献.17 第二章 C 语言编程 3 第一章第一章 课程设计内容与要求分析课程设计内容与要求分析 1.11.1 课程设计内容课程设计内容 本题目以STC10F04XE.h单片机为核心器件。小车完成的主要功能就是能够 自主识别赛道上的黑线并根据黑线的位置与距离来实现相应的变速与变向操作。 1.21.2 课程设计要求分析课程设计要求分析 电动车能够自动寻迹，按设定好的轨迹从区域 1 进至区域 3，并在黑线末端 停车，小车前进的路线图如 1-1 所示。在区域 1 和区域 3 内，小车缓缓前进，在 区域 2 内小车全速前进。当小车未进入任何区域时，小车上的
3、数码显示管显示为 0000，当小车第一次碰见赛道上的黑线时，小车上的显示管显示为 0001；当小 车碰到区域 1 与区域2 的交界， 也就是碰见黑线时， 小车上的显示管显示为 0002； 小车行驶到区域 2 与区域 3 的交界处碰上黑线时，小车上的显示管显示为 0003； 小车行驶到区域 3 的末端时，碰上黑线时，小车显示管显示为 0004 并停止。小 车前段的两个灯全部亮的时候，小车前进；全部灭的时候，小车停止；左侧的灯 亮的时候，向左拐；右侧的灯亮时，向右拐。寻迹用的小车前端左右两个光电开 关完成，通过调整 RW2 和 RW4 可以改变光电开关的灵敏度。 图 1-1 寻迹小车路线 1.2.
4、11.2.1 系统单元电路组成系统单元电路组成 STC10F04XE 采用宏晶最新第六代加密技术，超强抗干扰，超强抗静电，整机可轻松经 过 2 万伏静电测试。速度快，1 个时钟/机器周期，可用低频晶振，大幅降低 EMI。输入/输 出口多，最多有 40 个 I/O,复位脚如当 I/O 口使用，可省去外部复位电路。超低功耗。在系 统可编程，无需编程器，无需仿真器，可远程升级。内部集成高可靠复位电路，复位脚设置 为 I/O 口使用时，复位脚可悬空。 寻迹检测原理如图 1-2 所示，由光电开关和比较器组成，漫反射式光电开关能反应反射 光的强弱，用比较器进行分辨，从而实现寻迹。 电机控制用 L293D
5、实现，L293D 是电机控制专用芯片，接口简单如图 1-3 所示。用 P0.0-P0.5 进行控制。P0.0-EN3 P0.1-IN1 P0.2-IN2 P0.3-IN4 P0.4-IN3 P0.5-EN4 传感器信号输入分别为 P0.6-S1 P0.7-S2 第二章 C 语言编程 4 图 1-2 寻迹检测电路原理图 图 1-3 电机驱动原理图 1.2.21.2.2 寻迹小车原理寻迹小车原理 由于赛道存在黑线， 落在黑色区域内的光电开关与比较器收到反射的光线与白色的赛道 而不同，进而在管两端产生了不同的电压值，由此来判断路线的走向，并将当前的采集到的 一组电压值传递给单片机， 进而通过单片机的
6、输出指令来得到相应的控制指令， 使小车自动 寻迹行走。 1.2.31.2.3 电源管理电源管理 系统电源采用 220V 交流电源，对单片机，电动机，比较器等供电。 1.2.41.2.4 电机驱动管理电机驱动管理 电机的电源由上可知，由 220V 电源直接供给，输入的信号为 PWM 波，通过输出的 PWM 的波的占空比可以达到控制电机转速的效果。 第二章 C 语言编程 5 第二章第二章 C 语言编程语言编程 在编写程序之前，先安装数据线驱动和 stc-isp-v4.79-setup 软件。以下的 C 语言程序分 别是电机测速程序和 PWM 调速程序 电机测速程序： #include“STC10F04XE.h“ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit IN1=P01; sbit IN2=P02; sbit IN3=P04; sbit IN4=P03; sbit en1=P00; s
