單片機(jī)控制尋跡小車設(shè)計(jì)課設(shè)及論文

吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 1 電氣電氣工程學(xué)院工程學(xué)院 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 專專業(yè)業(yè)：電氣工程及自動化 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：尋跡小車設(shè)計(jì) 班級班級：電自 1043學(xué)生姓名學(xué)生姓名： 郭子銘 學(xué)號學(xué)號： 26 號 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師： 王彬 分院分院院長院長：許建平 教研室主任教研室主任：高純斌 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 2 一、一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目 尋跡小車設(shè)計(jì) 2.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 1)設(shè)計(jì)題目總體設(shè)計(jì)方案 2)硬件電路設(shè)計(jì) 3)C語言程序編制與調(diào)試 4)電路系統(tǒng)的綜合調(diào)試 5)撰寫課程設(shè)計(jì)論文 6)完成課程設(shè)計(jì)論文答辯 3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求要求 1)設(shè)計(jì)一臺自動尋電動小車。 2)電動車能自動尋跡，按設(shè)定好的軌跡前進(jìn)。 3)尋跡由小車前端左右兩個光電開關(guān)完成， 通過調(diào)整RW2和RW4可以改變光電 開關(guān)的靈敏度。 4)設(shè)計(jì)結(jié)束學(xué)生應(yīng)撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告一份，完成課程設(shè)計(jì)答辯； 5)課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括：課程設(shè)計(jì)題目；設(shè)計(jì)計(jì)劃與方案論證；設(shè)計(jì)方案實(shí) 現(xiàn)（含程序） ；課程設(shè)計(jì)心得。 6）課程設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫格式應(yīng)符合單片機(jī)實(shí)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式要求。 4、參考資料參考資料 1李廣弟,朱月秀,王秀山編著.單片機(jī)基礎(chǔ). 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001 2 何立民編著.MCS-51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京:北 京航空航天大學(xué)出版社,1999 3 蔡美琴等編著.MCS-51 單片機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用.北京:高等教育出版社.1992 5.設(shè)計(jì)進(jìn)度設(shè)計(jì)進(jìn)度（2013年年6月月3日至日至2011年年6月月10日）日） 時間時間設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 第1-2天查閱資料， 方案比較、 設(shè)計(jì)與論證， 理論分析與計(jì)算 第3-5天硬件電路調(diào)試 第6-8天系統(tǒng)調(diào)試 第9-10天書寫報(bào)告、答辯 6.設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)地點(diǎn) 新實(shí)驗(yàn)樓323微機(jī)實(shí)驗(yàn)室 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 3 二二、評語及成績、評語及成績 評分項(xiàng)目評分標(biāo)準(zhǔn) 量化 分?jǐn)?shù) 1.獨(dú)立分析 與 解 決 問 題的能力 很 強(qiáng) 較 強(qiáng) 一 般 不 具 有 10 2. 課 程 設(shè) 計(jì) 的 答 辯 情況 有 見 解 回 答 準(zhǔn) 確 回 答 正 確 基 本 正 確 有 錯 誤 25 3. 課 程 設(shè) 計(jì) 論 文 及 插 圖 的 規(guī) 范程度 規(guī) 范 整 潔 正 確 雜 亂 有 錯 誤 25 4.工具軟件 的使用 熟練 使用 會使 用 需要 學(xué)習(xí) 10 5.輔導(dǎo)答疑積 極 認(rèn) 真 應(yīng) 付 消 極 10 6.設(shè)計(jì)態(tài)度積 極 認(rèn) 真 應(yīng) 付 消 極 10 7.出勤 全勤缺勤次數(shù)10 附加評語 量化 總分 成績： 指導(dǎo)教師：王彬 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 4 目錄 第一章 緒論.5 第二章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容.6 2.1 設(shè)計(jì)要求6 2.2 硬件原理圖.6 2.3 動態(tài)顯示程序調(diào)試. 9 第三章 小車程序設(shè)計(jì).10 3.1 匯編語言程序設(shè)計(jì). 10 3.2 調(diào)試程序設(shè)計(jì) 12 第四章 課程設(shè)計(jì)總結(jié).14 參考文獻(xiàn). 15 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 5 第一章第一章 緒論緒論 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)而自動化、自動檢 測與控制、智能儀器儀表、機(jī)電一體化設(shè)備、汽車電子、家用電器等各個方面。 那么，什么是單片機(jī)？ 單片機(jī)就是在一片半導(dǎo)體硅片上集成了中央處理器、存儲器、并行 IO 口、 串行 IO 口、定時器計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計(jì)算 機(jī)。 這樣一塊集成電路芯片具有一臺微型計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片機(jī)微型 計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。 單片機(jī)主要應(yīng)用于測控領(lǐng)域。由于單片機(jī)在使用時，通常是處于測控系統(tǒng)的 核心地位并嵌入其中，所以國際上通常把單片機(jī)稱為嵌入式控制器或微控制器。 而在我國，大部分工程技術(shù)人員還是習(xí)慣使用“單片機(jī)”這一名稱。 單片機(jī)的問世是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑，因?yàn)樗恼Q生標(biāo)志 著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。 單片機(jī)體積 小，成本低，可廣泛的嵌入到如工業(yè)控制單元、機(jī)器人、智能儀器儀表、汽車電 子系統(tǒng)、家用電器、辦公自動化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、玩具、個人信息終端及通 信產(chǎn)品中。 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 6 第二章第二章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 2.12.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一臺自動尋跡電動小車，要求：電動車能自動尋跡，按設(shè)定好的軌跡從 區(qū)域 1 前進(jìn)至區(qū)域 3，并在黑線末端停車，小車前進(jìn)路線圖如圖 5-1 所示。在區(qū) 域 1 和區(qū)域 3 內(nèi)，小車緩慢前進(jìn)，在區(qū)域 2 內(nèi)小車全速前進(jìn)。尋跡用過小車前端 左右兩個光電開關(guān)完成，通過調(diào)整 RW2 和 RW4 可以改變觀點(diǎn)開關(guān)的靈敏度。 區(qū)域 1區(qū)域 2區(qū)域 3 圖 5.1 循跡小車路線 2.22.2 硬件原理圖硬件原理圖 尋跡檢測原理如圖 5-2 所示，由光電開關(guān)和比較器組成，漫反射式光電開關(guān) 能反映反射光的強(qiáng)弱，用比較器進(jìn)行分辨，從而實(shí)尋跡。 電機(jī)控制用 L293D 實(shí)現(xiàn)，L293D 是電機(jī)控制專用芯片，接口簡單如圖 5-3 所 示。用 P0.0P0.5 進(jìn)行控制。P0.0EN3P0.1IN1P0.2IN2P0.3EN4 P0.4IN3P0.5IN4 傳感器信號輸入分別為 P0.6-S1P0.7-S2 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 7 圖 5-2 循跡檢測電路原理圖 圖 5-3 電機(jī)驅(qū)動原理圖 鍵盤:圖2-2為鍵盤接口， 采用線性鍵盤， P0.2， P0.1,P2.2， P2.3分別對應(yīng)K4K1. 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 8 圖 2-1 數(shù)碼顯示 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 9 圖 2-2 按鍵電路 2.32.3 動態(tài)顯示程序調(diào)試動態(tài)顯示程序調(diào)試 本設(shè)計(jì)采用動態(tài)呢顯示方式，段選由 74LS164 口輸出，為選由 P1 口輸出顯 示掃描在定時中斷中進(jìn)行，用 T0 或 T1 定時 5MS，以后程序中的定時問題，都可 以以這 4MS 為基準(zhǔn)。顯示緩沖單元設(shè)計(jì)為 30H,31H,32H,33H,用 11H 記錄顯示單 元，用 10H 記錄顯示位，10H 中的內(nèi)容分別為：1110 111B,1101 1111B,1011 1111B,0111 1111B. 對應(yīng)關(guān)系為：30HP14;31HP15;32HP16;33HP17. 初始化值為： （11H）=30H;（10H）=0FEH. 把要顯示的數(shù)送顯示單元緩沖單元即可。 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 10 第三章第三章 小車程序設(shè)計(jì)小車程序設(shè)計(jì) 3.13.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)匯編語言程序設(shè)計(jì) SEC-FLAG BIT 04H K-FLAG BIT 00H STOP SEC-BIT 06H IN1 BIT P0.1 IN2 BIT P0.2 IN3 BIT P0.4 IN4 BIT P0.3 EN1 BIT P0.0 EN2 BIT P0.5 S1 BIT P0.6 S2 BIT P0.7 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH AJMPT11K ORG 0030H MAIN:MOV SP,#60H MOV PSW,#00H MOV P1，#0FFH MOV SCON,#00H MOV TMOD,#12H MOV TH0，#38H MOV TL0，#38H MOV TH1，#0ECH MOV TL1，#78H MOV 14H,#200 SETB TR1 SETB ET1 SETB EA CLR SEC-FLAG CLR CISHU MOV 30H,#1 MOV 31H,#2 MOV 32H,#3 MOV 33H,#4 MOV 10H,#0EFH MOV 11H,#30H MOV 12H,#0 MOV 40H,#0 SETB EN1 SETB EN2 START: JNB S1，H1 JNB S2，H2 ACALL GO AJMP START H2： ACALL LEFT /ACALL T1S H1：JNB S2，H3 ACALL RIGHT /ACALL T1S AJMP START H3：SJMPAA AA:ACALL STOP /LCALL GO /ACALL T1S AJMP START T11K: PUSHACC PUSH PSW SETB RS0 MOV TH1，#0ECH MOV TL1，#78H DJNZ 14H,Z1 MOV 14H,#200 SETB SEC-FLAG Z1： ORL P1，#0FFH MOVA,11H MOV R0，A MOVA,R0 MOV DPTR,#DBB MOVCA,A+DPTR MOV SBUF,A Z2： 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 11 JNB TI,Z2 CLR TI MOVA,10H ANL P1，A RLA MOV 10H,A INC 11H MOVA,11H CJNEA,#34H,TOD MOV 10H,#0EFH MOV 11H,#30H JNB SEC-FLAG,TOD CLR SEC-FLAG,STOP3 INC 40H AJMP STOP4 STOP3:INC 41H STOP4:MOVA,40H ACALL BCDM TOD:CLR RS0 POP PSW POPACC RETI DDB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H DB 0F8H,80H,90H,89H,8EH,0C8H,0BFH,0 FFH BCDM:MOV 30H,#14 MOV B,#100 DIVAB MOV 31H,A MOVA,B MOV B,#10 DIVAB MOV 32H,A MOV 33H,B /小車前進(jìn)/ GO: SETB IN1 CLR IN2 SETB IN3 CLR IN4 RET /小車停止/ STOP: H: CLR IN1 CLR IN2 CLR IN3 CLR IN4 SETB STOP-SEC MOV R1,41H CJNE R1，#03，H JNB CISHU,HE AJMP H HE: SETB CISHU CLR STOP-SEC /左拐/ LEFT: SETB IN1 CLR IN2 CLR IN3 CLR IN4 RET /右拐/ RIGHT: CLR IN1 CLR IN2 SETB IN3 CLR IN4 RET /1S 延時/ T1S: MOV R4，#10 SS3：MOV R2，#100 SS2：MOV R3，#200 SS1：NOP NOP DJNZ R3,SS1 DJNZ R2,SS2 DJNZ R4,SS3 RET END 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 12 3.23.2 調(diào)試程序設(shè)計(jì)調(diào)試程序設(shè)計(jì) 1、小車運(yùn)行調(diào)試 START: SETB EN1 SETB EN2 ACALL GO ACALL T1S ACALL STOP ACALL T1S ACALL LEFT ACALL RIGHT ACALL T1S SJMP START 2、PWM 調(diào)速程序 用定時器 T0 做脈寬控制 IN1 BIT P0.1 IN2 BIT P0.2 IN3 BIT P0.4 IN4 BIT P0.3 EN1 BIT P0.0 EN2 BIT P0.5 S1 BIT P0.6 S2 BIT P0.7 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMPT00K ORG 0030H MAIN:MOV SP,#60H MOV PSW,#00H MOV P1，#0FFH MOV SCON,#00H MOV TMOD,#12H MOV TH0，#38H MOV TL0，#38H SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SETB EN1 SETB EN2 LOP: MOV 43H,#60 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 13 MOV 44H,#0 MOV P1,#00H ACALL GO SJMP LOP ;# T00K: INC 41H INC 42H MOVA,41H CLR C SUBBA,43H JC MK11 CLR EN1 SJMP MK12 MK11:SETB EN1 MK12:MOVA,41H CJNEA,#100,MK13 MOV 41H,#0 NOP MK13:MOVA,42H CLR C SUBBA,44H JC MK21 CLR EN2 SJMP MK22 MK12:SETB EN2 MK22:MOVA,42H CJNEA,#100,MK23 MOV 42H,#0 MK23: RETI ;# 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 14 第四章第四章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)總結(jié) 在這次的課程設(shè)計(jì)的過程中，讓我加深了對單片機(jī)的理論知識的理解以及單 片機(jī)的外部硬件連接，設(shè)計(jì)的過程是：1、了解設(shè)計(jì)的內(nèi)容即小車的自動尋跡 ； 2、調(diào)試；3、設(shè)計(jì)程序 4,、小車的自動運(yùn)行。 設(shè)計(jì)過程中我不斷的查找教材，詳細(xì)的了解小車的運(yùn)行過程以及原理，讓我 對單片機(jī)產(chǎn)生了很大的好奇，產(chǎn)生了興趣。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我提高了自己的鍛煉能力，和同學(xué)之間探討學(xué)習(xí)的積極 性也提高了，特別是觀察、分析和解決問題的實(shí)際能力有所提高。本次的課程設(shè) 計(jì)的主要的目的就是讓我們在課堂上學(xué)的知識有效的加以利用，