毕业设计--全自动消防小车

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1、目录目录 绪论. 1 1 系统方案选择 2 1.1 任务要求. 2 1.1.1 设计任务 2 1.1.2 设计要求 2 1.2 总体设计方案 2 1.3 方案选择与分析 3 1.3.1 控制器分析与比较 3 1.3.2 电动车车体的选择 3 1.3.3 电机的选择与分析 4 1.3.4 电机驱动电路方案选择 . 4 1.3.5 轨迹探测模块设计与比较 4 1.3.6 火源检测设计与比较 . 5 1.3.7 电源模块 5 1.3.8 避障模块设计与分析 . 5 1.3.9 灭火模块 6 1.4 最终方案. 6 2 硬件实现及单元电路设计 6 2.1 STC89C52 单片机系统概述及其引脚功能介

2、绍 . 6 2.1.1 STC89C52 单片机系统概述 . 6 2.1.2 单片机引脚功能 . 7 2.2 光电对管电路的设计 . 9 2.3 火焰传感器及应用. 10 2.4 电机驱动电路的设计 . 11 2.5 灭火模块设计 13 2.6 避障功能的实现方法 . 13 3 软件系统设计 13 3.1 编译语言及编译环境 . 13 3.1.1 汇编语言的概述 13 3.1.2 C 语言概述 . 13 3.1.3 编译语言及编译环境综述 . 14 3.2 程序解析. 14 3.2.1 各函数功能 . 14 3.2.2 程序流程图 . 18 4 测试结果 . 19 结束语 . 20 致谢. 2

3、1 参考文献 22 附录 A：程序清单 23 1 绪论绪论 现在，随着科技的快速发展，国内外对小型智能系统的应用越来越广泛，种类也越来越 多。 本题目就是结合有关科研项目而确定的设计类课题， 所设计的智能寻迹灭火小车应能够 实现自动发现火源、自动寻迹、自动前进接近火源并完成灭火任务的功能。 根据题目的要求，智能寻迹灭火小车控制系统采用一片STC89C52单片机作为本控制系 统的主控芯片， 硬件包括以下几个模块： 驱动电机模块、 寻迹传感器模块、 单片机控制模块、 火源传感器模块、风扇模块、电源模块。本设计采用了STC89C52单片机为智能小车核心控 制部分，通过查询方式实现对小车的智能控制。小

4、车由主控制板、传感系统、风扇系统和车 身四部分组成。主控制系统由主控CPU电路、传感器接口电路、直流电机驱动电路等组成； 传感系统采用红外传感器检测黑白线，火源传感器检测火源；行进直流电机驱动采用PWM 调制技术，可灵活方便地对车速、行进方向进行控制。 本设计通过采用STC89C52单片机为控制核心，实现对小车的智能控制。该控制系统不 仅在智能小车中有很强的实用价值，在汽车应用、智能机器人等方面都有很强的实用价值， 尤其是在机器人研究方面具有很好的发展前景。 所以本设计与实际相联系， 具有重要的现实 意义。 2 1 系统方案选择系统方案选择 1.1 任务要求任务要求 1.1.1 设计任务设计任

5、务 设计制作一个智能灭火小车模型，能到指定区域进行抢险灭火工作。以蜡烛模拟火源， 随机分布在场地中，模拟灭火场地如图1-1所示。 图 1-1 模拟火场示意图 1.1.2 设计要求设计要求 (1)智能灭火小车手动启动后，自动寻找到火源的位置。 (2)智能灭火小车必须按照固定的路线行进（黑白线）。 (3)扑灭火源后自动检测周围环境是否还有其他火源。 (4)若有则继续灭火，若无则停止工作。 1.2 总体设计方案总体设计方案 总体方案为：整个电路分为驱动电机模块、寻迹传感器模块、避障模块、单片机控制模 块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块七个模块。 首先利用红外对路面信号进行探测， 利用火源传感器检

6、测火源信号， 两种信号经过处理 之后，送给单片机控制模块进行实时运算，输出相应的信号给驱动电机模块驱动电机转动， 从而控制整个小车的运动。系统方案框图如图1-2所示。 3 图 1-2 方案设计框图 1.3 方案选择与分析方案选择与分析 1.3.1 控制器分析与比较控制器分析与比较 方案一：采用凌阳公司的 16 位单片机，它是 16 位控制器，具有体积小、驱动能力高、 集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。处理速度高， 尤其适用于语音处理和识别等领域。 但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时， 由于其占用 的 CPU 资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。 方案二：采用 STC89C52 单片机作为主控制器。STC89C52 是一个低功耗，高性能的 51 内核的 CMOS 8 位单片机，片内含 8k 空间的可反复擦写 1000 次以上的 Flash 只读存储器， 具有 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32 个 IO 口，2 个 16 位可编程定时计数器。 且该系列的 51 单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单