【毕业设计】单片机控制的多功能智能小车毕业设计

该芯片有两个兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每个通道能通过的持续电流，峰值电流能力可达同时它具有较低的输出饱和压降内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器直流电机步进电机开关功率管的使用上安全可靠。

被广泛用于玩具汽车电机驱动步进电机驱动和开关功率管等电路上。

控制模块采用单片机作为主控制器。

是款低功耗，高性能的位单片机，片内含有的片内程序存储器，的，个外部双向输入输出口，个中断优先级，层中断嵌套中断等。

价格便宜，使用方便。

编程实现难度低，适合用来实现系统的控制功能。

传感器模块采用光电传感器。

光电传感器原理简单，实现方便，价格低廉，可集发射器和接收器于体。

使用这类光电传感器电路简单，工作性能稳定，能完成需要的信号检测功能。

电源模块用节五号电池串联直流电源。

在不超过单片机工作电压范围的情况下，又能驱动直流电机。

且这个电源结构简单，价格便宜，容易得到。

硬件设计本设计硬件由下三个模块组成以驱动芯片为主的电动小车模块。

以为控制器的控制器模块。

以红外线传感器为主的传感器模块。

整个设计由传感器模块向控制模块提供路面情况，控制模块根据情况控制电动小车移动，三个模块相互合达到设计要求。

主要元器件的介绍电机驱动芯片是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路，将分立电路集成在单片之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。

该芯片有两个兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每个通道能通过的持续电流，峰值电流能力可达同时它具有较低的输出饱和压降内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器直流电机步进电机开关功率管的使用上安全可靠。

被广泛用于玩具汽车电机驱动步进电机驱动和开关功率管等电路上。

其特点有，低静态工作电流宽电压电源范围每个通道具有连续输出能力较低的饱和压降，输出电平兼容，可直接连输出内置钳位二极管适用于感性负载，控制驱动集成于单片中具备管脚高压保护功能工作温度。

管脚定义路输出脚。

电源电压。

路输出管脚。

地线。

路输入管脚。

路输入管脚。

地线。

其管脚图如图所示。

其应用电路如图所示。

管脚波形图如图所示。

时的参数如表。

电器特性标如表。

图管脚图图管脚图图的应用电路图直流电机正转信号反转信号标时的参数表符号参数最小典型最大单位电源电压输出电流输入高电平输出低电平允许电源损耗操作温度表时电器特性标范围符号参数最小典型最大单位静态电流输出饱和压降输出饱和压降操作电流持续输出电流电流峰值图管脚波形图单片机由以下功能部件组成微处理器数据存储器程序存储器并行口串行口定时器计数器中断系统及特殊功能寄存器。

它们都是通过片内单总线连接而成，对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

微处理器该单片机中有个位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。

数据存储器片内为，片外最多可外扩至字节，用来存储程序在运行期间的工输入输入输入输入作变量运算的中间结果数据暂存和缓冲标志位等，所以称为数据存储器。

程序存储器由于受集成度限制，片内有存储器，如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至字节。

中断系统具有个中断源，级中断优先权。

定时器计数器片内有个位的定时器计数器，具有四种工作方式。

串行口个全双工的串行口，具有四种工作方式。

可用来进行串行通讯，扩展并行口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。

输入输出口口口口口为个并行位口。

特殊功能寄存器共有个，用于对片内的个功能的部件进行管理控制监视。

实际上是些控制寄存器和状态寄存器，是个具有特殊功能的区。

下面对它的进行介绍口口是个位漏极开路的双向口。

作为输出口，每位能驱动个逻辑电平。

对端口写时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，口也被作为低位地址数据复用。

在这种模式下，不具有内部上拉电阻。

在编程时，口也用来接收指令字节在程序校验时，输出指令字节。

程序校验时，需要外部上拉电阻。

口口是个具有内部上拉电阻的位双向口，输出缓冲器能驱动个逻辑电平。

对端口写时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。

此外，和分别作定时器计数器的外部计数输入跳至出跳至处跳至处小车前进利用进行软件仿真利用软件仿本设计。

通过仿真可以试验自己编写的程序和选择的器件是否能完成设计的要求。

软件仿真可以随意修改源程序，而不需要。

利用软件绘制仿真图如图所示。

由于软件中没有，用针脚相同代替。

没有芯片，所以用图中四个发光二极管和其上拉电阻代替。

其中，代替左电动机的驱动芯片的信号输入口。

，代替电动机的信号输入口。

用发光二极管的亮灭来代替接收到的高低电平。

用三个可以锁定的按键和其上拉电阻来代替三个红外线传感器。

通过按键的开关输出高低电平来代替红外线传感器再或者不在黑线上输出的高低电平。

利用软件将全部程序装换成类型，载入后仿真。

图为左转，右转，蔽障第步后退，蔽障第二部左转仿真图。

图仿真图图左转仿真图右转仿真图蔽障第步后退仿真图蔽障第二步左转仿真制作电路图和板图制作电路图。

利用制作本设计的整个电路图如图所示见附录，图中，小车的左下右下传感器中加入两个灯来显示显示传感器是否发出信号。

在电路中加入了个蜂鸣器，当小车发现障碍物时用报警。

在小车控制模块电路图中加入了由九针串口和芯片作组成的通信小模块用于和电脑的通信，使得小车能方便的擦写其程序。

增加了小车的可重复利用性。

图车头电路图绘制板图。

根据自动寻迹小车的两个电路图绘制出其板图总结论文首先介绍了自动寻迹小车设计的背景和要求，讨论了小车实现的可能。

然后论文讨论了自动寻迹小车的结构，其主要由传感器模块，控制器模块和电动小车模块组成，对各个模块的功能进行了介绍画出整体原理图。

并对各个模块的设计方案进行了对比分析，并确定了各个模块主要成分的设计方案。

论文对自动寻迹小车的系统进行了分析和设计，包括系统硬件分析软件分析。

对小车的系统功能设计及模块划分做了进步介绍。

硬件方面，针对自动寻迹小车的特点和对系统的功能要求，作者选用了红外线传感器收集数据，选用作为控制器，选用了作为直流电机的驱动芯片。

并对每个模块的功能和硬件组成进行了详细介绍，并画出了主要元器件的应用原理图。

展示小车自动寻迹全部实现细节，包括红外线传感器如何对路面情况进行采集和传输，如何查询路面情况并由此对电动机进行控制，小车如何转弯等。

软件方面，画出程序流程图。

利用语言进行编程，使得程序具有可读性。

作者对整个程序经模块化划分，把整个程序划分成主程序﹑定时子程序障碍检测程序﹑寻迹子程序构成。

使得程序具有了可移植性。

总的来说，此次毕业实习及毕业设计完成了任务书规定的各项要求，在学习语言等的基础上，进步学习并实践了程序编写调试，原理图图的制作，的软件仿真，电路板的制作，元器件的焊接等多种实用技术，成功设计出个自动寻迹小车。

既学习了不少新的知识和技术，由亲身体验软件设计开发的过程，个人觉得收获颇丰。

这次毕业设计使我受益终身。

致谢经过自己不断的搜索努力以及王老师的耐心指导和热情帮助，本设计已经基本完成。

在这段时间里，王慧老师严谨的治学态度和热忱的工作作风令我十分钦佩，她的指导使我受益非浅。

同时图书馆和系实验室的开放也为我的设计提供了实习场地。

在此对王慧老师和学院表示深深的感谢。

通过这次毕业设计，使我深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的含义，并且检验了大学三年的学习成果。

虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练。

但是我将在以后的工作和学习中继续努力不断完善。

这个毕业设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为今后的发展打下了良好的基础。

由于自身水平有限，设计中定存在很多不足之处，敬请各位老师批评指正。

参考文献何立民单片机应用系统设计北京航天航空大学出版社，李广弟单片机基础北京航空航天大学出版社，何希才新型实用电子电路例电子工业出版社，赵负图传感器集成电路手册化学工业出版社，陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社，张毅刚，彭喜元新编单片机应用设计哈尔滨工业大学出版社，姜志海原理及单片机应用电子工业出版社，附录语言程序包含单片机相关的头文件定义前方左侧指示灯端口定义前方右侧指示灯端口定义前方左侧红外探头端口定义前方右侧红外探头端口定义前方正前方红外探头端口话筒的状态位正前方传感器状态位定义左侧电机驱动端定义左侧电机驱动端定义右侧电机驱动端定义右侧电机驱动端定义语音识识别传感器端口定义蜂鸣器端口定义数据显示端口定义机器人调转子时间子程序定义机器人转弯时间变量机器人转弯循环定义电机控制子程序将电机端初始化为将电机端初始化为将电机端初始化为将电机端初始化为判断用户设定电机形式前进判断用户是否选择形式电机正转电机正转后退判断用户是否选择形式电机反转电机反转左转判断用户是否选择形式电机正转右转判断用户是否选择形式电机正转电机反转停止判断用户是否选择形式退出当前选择主程序入口定义小车运行标志位初始化显示状态初始化小车运行状态前方左侧指示灯指示出前方左侧红外探头状态前方右侧指示灯指示出前方右侧红外探头状态定义蔽障状态位正前方传感器接收到了信号小车向后倒退，扬声器电平取反延时定时间小车向左转延时定时间，扬声器电平取反小车向前行驶扬声器停止警报正前方传感器没有接收到信号话筒接收到信号如果小车运行标志为停止小车停止设置小车运行状态为行驶反之小车运行标志为行驶设置小车运行状态为停止，话筒判断位取反左侧传感器在黑线上右侧传感器不在黑线上小车左转延时定时间跳至处右侧传感器在黑线上跳至处右侧传感器不在黑线上左侧传感器在黑线上小车右转延时定时间左侧传感器不在黑线上跳至出跳至处跳至处小车前进附录电路图图自动寻迹小车