单片机课程设计--智能小车—硬件设计

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1、 实 验 报 告 课程名称课程名称 单片机课程设计单片机课程设计 实验名称实验名称 智能小车智能小车硬件设计硬件设计 专专 业业 通信工程通信工程 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 20112011 年年 12 月月 12 日日 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 单片机课程设计 课 题 智能小车硬件设计 专业班级 学生姓名 学 号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2011 年 12 月 12 日 任务完成日期 2011 年 12 月 26 日 1 设计课题六：基于设计课题六：基于 51 单片机的智能小车设计单片机的智能小车设计 一、问题描述：一、问题描述： 小车模型采

2、用玩具小车， 电机采用步进电机， 以 51 单片机为核心的控制电路， 控制小车前进、后退、加速、减速。采用红外传感器检测电路，实现小车在行驶 中自动循迹的功能。 二、功能要求：二、功能要求： 1、基本部分： 小车能做前进、后退、加速、减速等简单运动。 2、发挥部分： 小车能在设计的线路上完成循迹功能。 三、主要器件准备：三、主要器件准备： 51 单片机最小系统板、电池、稳压电源模块、红外传感器、玩具小车、步进 电机、电机驱动模块 2 目录 一、课题的主要功能3 二、功能模块的划分及工作原理3 1、硬件模块总体设计3 2、电源模块4 3、单片机系统模块4 4、电机驱动模块5 5、循迹模块6 三、

3、智能小车的制作流程7 1、元件的准备7 2、制作原理图7 3、制作 PCB 图9 4、制作电路板10 5、组装11 6、接线14 四、硬件调试14 五、总结14 六、评分表16 3 一、课题的主要功能 本次课程设计要求结合51 单片机原理及应用课程所学内容，完成智能 小车的设计。通过智能小车的设计进一步掌握 51 单片机的原理及应用。通过软 件设计和硬件设计最终使小车实现基本部分和发挥部分的功能。 其中小车实现功 能的基本部分包括小车能做前进、后退、加速、减速等简单的运动。发挥部分包 括小车能在设计的线路上完成循迹功能。小车模型采用玩具小车，电机采用直流 电机。核心控制电路为 52 单片机，采

4、用模块化的设计方案，运用红外传感器检 测电路，实现小车在行驶中自动循迹的功能。 二、功能模块的划分及工作原理 1 1、硬件模块总体设计、硬件模块总体设计 电路分为电源模块、单片机系统模块，电机驱动模块，循迹模块。 智能小车设计的原理框图如下： 工作原理：利用循迹模块中的红外发射接收对管检测路面上的轨迹，将轨迹信息 发送给单片机系统模块； 单片机系统模块采用模糊推理求出转向的角度和行走速 度，对电机驱动模块发出相应的控制信号；电机驱动模块接到单片机系统的控制 信号后对电机进行驱动，最终完成智能小车在设计线路上的自动循迹。 电源模块 电机驱动模 块 单 片 机 系 统 模 块 循迹模块 电 机 输

5、 出 信 号 电压转换后供电 控 制 信 号 供 电 控制电压 4 2 2、电源模块、电源模块 本次设计中，单片机和直流电机要求的供电电压均为 5V。而由 6 个 1.2V 干 电池串联而组成的电源实际提供的电压为 7.2V，超过需求电压，所以通过电压 转换芯片将电压转换为 5V 的直流电压后再给单片机和电机供电，保证单片机和 电机工作在安全电压之内。 工作原理：由六节干电池串联组成电源，然后利用电压转换芯片 7805 进行电 压转换，取得安全稳定电压。 3 3、单片机系统模块、单片机系统模块 智能小车的核心控制电路为 ATMEL 公司生产的 AT89C52 单片机芯片。 本次设 计的单片机最

6、小系统电路包括：电源电路、时钟电路、复位电路、按键和插针电 路。其中各个部分的功能如下： 电源电路：通过电压转换芯片后为单片机和电机提供 5V 稳定电压。 时钟电路：由一个外接的 11.0592MHz 的石英晶振为单片机提供时钟信号。 复位电路：在电压达到高电平时给单片机芯片发送一个复位信号。 按键：各按键分别具有复位功能、前进后退控制功能、加速功能、减速功能、模 式转换功能。 插针：插针对外显示为单片机的接口。 工作原理： 单片机系统模块是小车的核心电路。其上有电源转换芯片 7805、 AT89C52 芯片、电源按键，复位按键，前进后退键、加速减速键、模式转换键等， 这些功能的实现是通过单片机编程实现。 循迹模块和电机驱动模快分别接到单片 机的 P1 口和 P2 口， 通过从循迹模块传