【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）51單片機(jī)智能小車-機(jī)電一體化

51單片機(jī)智能小車 一、智能小車開發(fā)板介紹 智能小車好玩、有趣，很多單片機(jī)愛好者就是靠玩小車而走上了單片機(jī)開發(fā)的職業(yè)。關(guān)于智能小車，市場上有一些，經(jīng)過對照，發(fā)現(xiàn)市場上的很多 “ 智能小車 ” 其實就是一個個 “ 四肢發(fā)達(dá)，頭腦簡單 ” 的白癡，一點點都不智能，之所以這樣說，主要是基于以下兩點： 一是很多小車太注重小車的機(jī)械結(jié)構(gòu)，致使小車整體價格偏高； 二是沒有提供源程序或提供的源程序很少，不能充分發(fā)揮小車的智能性。 頂頂電子設(shè)計的這款智能小車，機(jī)械和電機(jī)部分由廣州某公司專門定做，采用二個驅(qū)動輪、二個從動輪 (也可使用一個 萬向輪 )，即簡單，又靈活。電路部分由我們自己獨立設(shè)計，并配備了豐富多彩的實用源程序，可讓那些 “ 智能小車 ” 的粉絲們快快樂樂玩?zhèn)€夠！ 頂頂電子設(shè)計的這款簡易智能小車，采用2 單片機(jī)作為小車的檢測和控制核心；采用光電開關(guān)、聲控傳感器、光敏傳感器、溫度傳感器、紅外接收器等來檢測和感應(yīng)各種外界情況，從而把反饋到的信號送單片機(jī)，使單片機(jī)按照預(yù)定的工作模式控制小車在各區(qū)域按預(yù)定的速度行駛；智能小車既可以采用 碼管來顯示有關(guān)信息，也可以采用1602時顯示小車行駛的距離。 機(jī)器小車主要由底盤 (含 2 個帶電機(jī)的驅(qū)動輪、 2 個從動輪，底板 )、電路板和 6 節(jié) 5 號電池盒三部分組成，其正面和底面外形如圖所示： 下圖是 51 單片機(jī)智能小車的電路組成框圖： 下圖是智能小車中主要元件在小車中的位置實物圖 : 二、產(chǎn)品配置 智能小車產(chǎn)品配置如下： 塊、車軸插片 4 片 只 根，墊片 2 只，銅螺帽 2 只 04 電容各 2 只 塊（除 ，板上集成電路配備完整） 只（ 5000）、循跡光電傳感器 2 只（ 速度光電傳感器 1 只（ 根 根 只 皮墊圈各 2 只 號電池盒 (因電池屬易燃易爆物品 ,故不配送 ,請自行購買 ) 路原理圖和操作使用手冊 用戶購買后，只需要再另外購 502 膠水（ 1 元左右）、雙面膠（ 1 元左右）和 6 節(jié) 5 號電池（采用普通的華太電池即可， 6 節(jié)約 ）即可進(jìn)行組裝與實驗了。 需要說明的是 ,小車的組裝非常簡單 ,有關(guān)詳細(xì)的組裝方法，我們將在智能小車操作使用手冊上，采用圖解的形式進(jìn)行說明。 三、選配件 用戶購買產(chǎn)品后，可進(jìn)行小車的基本實驗，如果用戶想進(jìn)行一些特殊的實驗，需要購買以下產(chǎn)品，說明如下： 格 6 元。 鏈接：，可進(jìn)行溫度顯示的實驗。 晶顯示器，價格 16 元。 鏈接：，可進(jìn)行液晶顯示方面的實驗。 3格 16 元。 鏈接：，可大大提供小車避障和循跡的效果。 格 26 元。 鏈接：，可進(jìn)行無線遙控小車實驗。 音模塊，價格 66 元。 鏈接：，可使小車具有說話的功能。 以上為選配件，請用戶根據(jù)情況進(jìn)行選擇。 四、實驗說明 智能小車附帶的程序十分豐富，全部采用 常方便使用和移植，主要程序如下： 實驗 1 電池電壓檢測程序 實現(xiàn)功能 :開機(jī)后，數(shù)碼管上顯示出電池電壓的值，當(dāng)電池電壓低于 7V 時，蜂鳴器鳴叫，表示電池電壓低，需要更換電池。 下圖是小車顯示的電池電壓情況（ 實驗 2 模 擬 制小車速度程序 實現(xiàn)功能 :用單片機(jī)的 模擬 號，控制小車的轉(zhuǎn)速，具體要求是：開機(jī)后，小車按全速運轉(zhuǎn)，當(dāng)按下 車運行的速度是全速的 按下車的轉(zhuǎn)速是全速的 實驗 3 用定時中斷控制小車速度程序 實現(xiàn)功能 :采用定時中斷方法，控制小車的轉(zhuǎn)速，具體要求是：開機(jī)后，小車按全速的 轉(zhuǎn)。 實驗時 ,為了便于對照，讀者可在源程序的基礎(chǔ)上修改定時器 0 中斷處理函數(shù)： /定時器 0 中斷處理函數(shù)入口 /定時 1 ; /關(guān)中斷 ; /時間計數(shù)加 1 if(0); ; if(100); ; /開中斷 修改的方法是：改變上述語句if(0);中的 值，例如，將此改為 if(0);，重新編譯源程序，再下載到小車的單片機(jī)中，此時會發(fā)現(xiàn)小車的運轉(zhuǎn)速度快了很多。 實驗 4 話筒控制小車起停程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車上安裝有話筒，要求采用聲音可以控制小車的起停，具體要求是：開機(jī)后，小車運轉(zhuǎn)， 示燈亮；當(dāng)拍一下巴掌或敲擊一下器物發(fā)出響亮的聲音時，小車停轉(zhuǎn)， 示燈熄滅；再次拍一下，小車?yán)^續(xù)運轉(zhuǎn)， 示燈又點亮。 實驗 5 光控小車程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車上安裝有光敏電阻，能夠感受到光線的變化情況，要求通過光敏電阻判斷出白天和黑夜，當(dāng)白天時（光線正常時，小車前面的兩個指示燈 亮），當(dāng)夜晚時（光線暗時），小車前面的兩個指示燈 亮。 實驗 6 紅外遙控數(shù)碼管顯示程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車上安裝有紅外遙控接收頭，能夠接收遙控器發(fā)出的信號，要求按下遙控器的 01H 鍵時，小車前進(jìn)（前方的兩個指示燈熄滅）；按下遙控器上的 05車停止（前方的兩個指示燈熄滅） ；按下遙控器上的 04H 鍵時，小車左轉(zhuǎn)（左前方的指示燈點亮）；按下遙控器上的 06H 鍵時，小車右轉(zhuǎn)（右前方的指示燈點亮）；按下遙控器上的 09H 鍵時，小車后退（前方的兩個指示燈點亮）。遙控器上的鍵值能同時在 碼管上顯示出來。 以下是按下遙控器上的 05H 時，小車顯示的情況： 實驗 7 紅外遙控 示程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車上安裝有紅外遙控接收頭，能夠接收遙控器發(fā)出的信號，開機(jī)時， 示如下畫面： 要求按下遙控器的 01H 鍵時，小車前進(jìn)（前方的兩個指示燈熄滅）；按下遙控器上的 05H 鍵時，小車停止（前方 的兩個指示燈熄滅）；按下遙控器上的 04H 鍵時，小車左轉(zhuǎn)（左前方的指示燈點亮）；按下遙控器上的 06H 鍵時，小車右轉(zhuǎn)（右前方的指示燈點亮）；按下遙控器上的 09H 鍵時，小車后退（前方的兩個指示燈點亮）。遙控器上的鍵值和狀態(tài)能同時在 顯示出來（前時時顯示 退時顯示 轉(zhuǎn)時顯示 轉(zhuǎn)時顯示 止時顯示 以下是按下遙控器上的 05H 時，小車顯示的情況： 實驗 8 數(shù)碼管溫度顯示程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車上設(shè)有溫度傳感器 安裝位置， 裝好后，能夠感知外界的溫度，要求外界溫度能通過 碼管顯示出來。 以下是顯示的溫度情況： 實驗 9 度顯示程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車上設(shè)有溫度傳感器 安裝位置， 裝好后，能夠感知外界的溫度，要求外界溫度能通過 示出來。 以下是顯示的溫度情況： 實驗 10 避障小車程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車的頭部，設(shè)有避障光電開關(guān)安裝位置，如果裝上此光電開關(guān)后，就能夠感受到前方障礙物的，當(dāng)檢測到有障礙物時，可控制小車后退并轉(zhuǎn)向，從而避開障礙物，達(dá)到避障的目的。 特別說明：本實例采用的是普通的光電開關(guān)（ 5000）進(jìn)行避障，由于該開關(guān)檢測距離較短（一般只有 1右），因此，避障效果不是很好，只有當(dāng)小車離障礙物較近時，才能檢測到障礙物的存在，容易發(fā)生車頭觸碰障礙物的情況；要真正達(dá)到比較好的效果，需要采用性能較好的光電開關(guān)，如 檢測距離達(dá) 10上，既使小車速度較快，一般也不會發(fā)生撞車的現(xiàn)象。另外，如果想全方位進(jìn)行避障，還需要在小車的前面多裝幾個光電開關(guān)，對不同方位的障礙物進(jìn)行檢測，用戶可根據(jù)情況自行設(shè)計和安裝。 實驗 11 小車循跡程序 實現(xiàn)功能 :在智能小車的頭部，設(shè)有兩個循跡光電開關(guān)安裝位置，如果裝上這個光電開關(guān)后，就能夠感受到地面鋪設(shè)的道路情況，從而控制小車按事先制作的黑色道路行進(jìn)。 以下是小車循跡實驗效果圖 : 特別說明：本實例采用的是普通的光電開關(guān)（ 行循跡，由于該開關(guān)檢測距離較短，因此，循跡效果不是很好，另外，還需要根據(jù)鋪設(shè)的道路情況對源程序中的延時程序進(jìn)行調(diào)整（當(dāng)轉(zhuǎn)向大時，將延時常數(shù)調(diào)小一些，當(dāng)轉(zhuǎn)向小時，將延時常數(shù)調(diào)大一些），以便使小車偏離道路時，能夠及時轉(zhuǎn)到正常的軌道上來。 為了能夠達(dá)到比較好的循跡效果，建議采用性能較好的光電開 關(guān)，如兩只 ，其檢測靈敏度較高，檢測距離較遠(yuǎn)，當(dāng)然，既使采用性能較好的光電開關(guān)，也需要根據(jù)實際的道路情況，對源程序中的延時時間進(jìn)行調(diào)整。 這個源程序?qū)嶒灂r有一定難度，用戶一定要鋪設(shè)好道路，對源程序進(jìn)行簡單的修改，并保持一定的耐心，否則，不易成功！ 實驗 12 小車?yán)锍逃嬎愠绦?實現(xiàn)功能 :當(dāng)小車運行時，在數(shù)碼管上可以顯示出小車轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，并且每轉(zhuǎn)一圈，指示燈 閃爍一次，當(dāng)按下 時，小車停止，同時，在數(shù)碼管上顯示出小車運行的距離。 以下顯示的是小車轉(zhuǎn)動的圈數(shù) : 特別說明：本實例采用的是普通的光電開關(guān)（ 行檢測，由于該開關(guān)檢測距離較短（一般只有 1因此，安裝速度光電開關(guān)時，應(yīng)盡量靠近車輪的內(nèi)側(cè)，如果小車轉(zhuǎn)動時，指示燈 閃爍，說明光電開關(guān)安裝位置不正確，需要反復(fù)進(jìn)行調(diào)整，直至正常為止。 實驗 13 無線控 制小車程序 實現(xiàn)功能 :將無線遙控接收模塊的 +5V、 10（ 11（ 12（ 13（ 用杜邦線分別接智能小車開發(fā)板的 04 腳，如下圖所示： 連接好后，可實現(xiàn)以下功能：按無線發(fā)射器的 A 鍵小車前進(jìn)（再按 按壓則停止），按 B 鍵小車后退（再按按壓則停止），按 C 鍵小車左轉(zhuǎn)（再按按壓則停止），按 D 鍵小車右轉(zhuǎn)（再按按壓則停止 )。 實驗