51单片机控制智能小车.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.87M 资料格式：doc 举报版权申诉

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单片机项目实验报告工程设计报告单片机控制智能小车班级：07104 班，07103 班姓名：张云磊杜奇茸薛艺张亚珍学号：07104071 07104023 07103021 07104113 第 1 页共 18 页

单片机项目实验报告目录一、前言二、方案设计与论证 1) 控制器模块选取 2) 电机模块选取 3) 电机驱动器模块选取 4) 电源模块选取三、硬件设计 1) 主控系统 2) 电机模块 3) 电机驱动模块 4) 电源模块 5) 按键模块四、软件设计 1) 直行设计 2) 转弯设计五、调试中存在的问题六、参考文献第 2 页共 18 页

单片机项目实验报告一、前言：随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。我们设计的智能电动小车该具有圆形运行、三角形运行、矩形运行和三者一起运行的功能。都是运行一循环自动停车。根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加了四个按键，实现对电动车的运行轨迹的启动，并将按键的状态传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种按键状态实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。本设计采用 STC89C52 单片机。以 STC89C52 为控制核心，利用按键的动作，控制电动小汽车的轨迹。实现四种运行轨迹。STC89C52 是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。二、方案设计与论证 1) 控制器模块选取我们采用 STC 公司的 STC89S52 单片机作为主控制器，STC 公司的单片机内部资源比起 ATMEL 公司的单片机来要丰富的多，它在 5V 供电情况下，最多支持 80M 晶振、且内部有 512B 的 RAM 数据存储器、片内含 8k 空间的可反复擦些 1000 次的 Flash 只读存储器、1K 的 EEPROM、8 个中断源、4 个优先级、3 个定时器、32 个 IO 口、片机自带看门狗、双数据指针等。但是不兼容 Atmel。从方便使用的角度考虑，我们选择了此方案 2) 电机模块选取采用普通直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的 PWM 输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机价格经济。 3) 电机驱动器模块选取第 3 页共 18 页

单片机项目实验报告采用电机驱动芯片 L298N。L298N 为单块集成电路，高电压，高电流，四通道驱动，可直接的对电机进行控制，无须隔离电路。通过单片机的 I/O 输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。调试时在依照芯片手册，用程序输入对应的码值，能够实现对应的动作。 4) 电源模块选取在本系统中，需要用到的电源有单片机的 5V，L298N 芯片的电源 5V 和电机的电源 7-15V。所以需要对电源的提供必须正确和稳定可靠。用 9V 的锌电源给前、后轮电机供电，然后使用 7805 稳压管来把高电压稳成 5V 分别给单片机和电机驱动芯片供电。因此为了方便，这里我们采用 12V 电源给电机供电，再用 7805 转换成 5V 电源给单片机使用。三、硬件设计小车采用四轮驱动，一侧的前后两个车轮共用一个电机驱动，另外两个前后轮共用一个驱动，调节左右车轮转速从而达到控制转向的目的。按键模块电源模块单片机最小系统 L298N 电机模块系统结构框图第 4 页共 18 页

单片机项目实验报告 3.2、电机驱动模块 L298N 驱动直流电机，它靠两个引脚控制一个电机的运动。小车采用四轮驱动，小车两侧的电机短接起来各接到 L298N 的一个输出端。通过调制两边轮子的转速或正反转来达到控制小车转向的目的。芯片引脚和功能如图 1，驱动电路如图 2。 EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4）电机运行情况 H H H L H L L H 正转反转同 IN2（IN4）同 IN2（IN4）快速停止 X X 停止第 5 页共 18 页

单片机项目实验报告将 L298N 的 IN0、1、2、3，接到 P2.5 到 P2.2 上，ENA、ENB 接到 P2.1、P2.0. 四个按键接到 P1.0~P1.3. 3.3、电机模块电机模块采用 2 块电机同时驱动，分别接到 L298N 的两个输出端。第 6 页共 18 页

单片机项目实验报告 3.4、电源模块采用一片 HT7550 电压稳压 5V 后给单片机系统和其他芯片供电。该电源模块的功能是把 6 伏锌锰干电池通过 HT7550 转换为 5 伏电压，向单片机、逻辑芯片供电。考虑到如果用电池组同时向电机和芯片供电时，由于驱动电机所需电流较大，容易影响对芯片的供电，因此我们决定电池组单独对驱动电机供电 ,四节 1.5V 的南孚电池对其供电。 3.5、按键模块本系统添加 4 个按键，用来选择控制小车。并接于 P2.0 到 P2.3 口上。第 7 页共 18 页

四、软件设计单片机项目实验报告开始是否有键按下？ Y 检测按下哪个键？ N S1 按下 S2 按下 S3 按下 S4 按下运行圆形运行矩形运行三角打转形总体流程图 4.1、小车直行设计：若要求小车直走，这需要给 4 个电机正转命令。根据 L298N 芯片手册 EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4）电机运行情况 H H H L H L L H 正转反转同 IN2（IN4）同 IN2（IN4）快速停止 X X 停止 4.2、小车转弯设计：若要求小车转弯，需要给一侧电机正转，一侧电机反转或者不旋转。第 8 页共 18 页

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