智能救援车实训论文.docx
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智能救援车实训论文
单片机课程设计
实训报告
题目智能救援车的设计与制作
姓名：
____
所在学院：
____
所学专业：
___
班级___
学号________
指导教师：
______
完成时间：
摘要
AT89C51单片机是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
本系统以设计题目的要求为目的，采用AT89C52单片机为控制核心，利用单片机程序控制“智能救援车”的自动行驶，自动停车，并可以自动记录时间以及声光报警，自动避障等功能。
整个电路系统的结构由AT89C51单片机为控制核心，加以直流电机、光电对管、和电源电路以及其他电路构成。
系统由AT89C52通过IO口控制小车的前进后退以及转向。
本系统同时还将该车当前的状态传送给显示台。
显示台由1602液晶屏进行实时状态显示。
同时可以进行声光报警，声光报警系统由扬声器和发光二极管构成。
关键词：
AT89C52直流电机1602液晶屏光电对管智能救援车
目录
第1章概述..........................................................4
1.1课题背景.................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2课题意义............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
第2章设计要求......................................................4
第3章总体方案设计与分析..........................................5
3.1整体方案框图............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.2单片机的选择............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.2驱动电路的选择..........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.3壁障传感器的选择........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.4显示模块的选择............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
第4章硬件电路设计.................................................6
4.1单片机最小系统模块..........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
4.2驱动电路模块.........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
4.3红外探头模块..............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
4.4显示模块......................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
第5章软件电路设计.................................................6
5.1系统软件设计框图............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
5.2主程序............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
5.3驱动子程序................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
5.4显示子程序....................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
第6章调试与功能说明...........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
6.1系统性能测试与功能说明 ...........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
6.2调试问题及解决 ...........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.．..11
第7章设计总结及感想........．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
致谢...................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
元器件清单............．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
参考文献................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
第1章概述
1.1课题背景
本次单片机课程设计是建立在本班同学上学期都学习了《单片机原理、接口及应用》课程，为了巩固同学们所的知识并培养动手能力而开设的。
而本次实训的课题“智能救援车的设计与制作”是08年全国电子设计大赛的题目，孙老师为让每个同学都能有机会参与竞赛，特地选择了这一课题作为实训的题目，锻炼同学们的能力。
1.1课题意义
此次实训课题为竞赛课题，有一定的难度，同时也很好地锻炼了同学们的分析问题、解决问题、动手的能力，也培养了同学们的相互合作的团队精神，对我们以后的发展有很大帮助。
第2章设计要求
2.1任务要求
设计制作一个智能小车，该小车能按照要求自动运行，通过一个建筑物中曲折的道路，并完成规定的动作。
设矩形建筑物有两个门A、B，门宽24厘米，建筑物的墙壁是10厘米高（或与小车高度相同）、2厘米厚的矮墙，建筑物内无引导轨迹
2.2具体要求
（1）基本要求
l、要求智能小车从A门进入并开始自动计时，从B门出来，在行进过程中，
能自动选择适当的路径，避开墙壁，找到通路，三分钟之内到达B门；
2、到达B门，停5秒，小车自动计时并数字显示AB段所用的时间，并声光
报警；
3、自B门外，循弧形引导轨迹BDC前进到达终点。
（2）发挥部分
1、抢险完毕后智能小车能够返回到安全区域（原位）。
2、能够自动计算和显示路程。
3、能够用不同声音对不同的状态进行报警。
4、其他。
第3章总体方案设计与分析
3.1整体方案框图
3.2单片机的选择
采用Atmel公司的AT89C52单片机作为主控制器。
AT89C52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256bytes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片机中下载程序。
3.3驱动电路的选择
理论上应该采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。
用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。
3.4避障传感器的选择
用红外光电开关进行避障。
光电开关的工作原理是根据投光器发出的光束，被物体阻断或部分反射，受光器最终据此作出判断反应，是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通而检测物体的有无，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均能检测。
光电开关E3F-DS10C4操作简单，使用方便。
当有光线反射回来时，输出低电平。
当没有光线反射回来时，输出高电平。
3.5显示模块的选择
采用LCD液晶进行显示。
LCD由于其显示清晰，显示内容丰富、清晰，显示信息量大，使用方便，显示快速而得到了广泛的应用。
此系统我们选用1602LCD。
第4章硬件电路设计
4.1单片机最小系统模块
我们采用51最小系统板，体积很小，下载程序方便，放在车上不会占用太多的空间。
4.2驱动电路模块
在实际的硬件电路设计中，根据实际情况选择了自行组织L298N芯片内部电路的方法，但功能与用芯片一致。
4.3红外探头模块
采用红外光电对管来实现智能救援车避障的功能，在控制模块的单片机中设定好与光电对管的接口，在调试的时候焊接上即可，而它的探测功能则由程序来控制。
4.4显示模块
采用排针代替1602来参与焊接，使用LCD时可以将其直接插入插排中，方便安全，性能可靠。
第5章软件电路设计
5.1系统软件设计框图
执行终点停车程序
LCD停止计时
声光报警
5.2主程序
#include"reg51.h"
#defineucharunsignedchar
#definedatP1
sbitrs=P3^7;
sbitrw=P3^6;
sbite=P3^5;
sbitP3_1=P3^1;
ucharbusy;
uchartab0[8]={"shijian"};
uchartab1[9]={"00:
00:
00"};
ucharU_hour=0;
ucharU_min=0;
ucharU_sec=0;
voidmain（）
{inta;
wr（0x38）;
wr（0x0c）;
wr（0x06）;
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
for（;;）
{change（）;
display（）;
qudong（）；
}
}
5.3驱动子程序
voidqudong（）
{a=P2;
P0=0x05;
switch（a）
{case0xfe:
P0=0x04;delay（200）;break;
case0xfb:
P0=0x01;delay（200）;break;
case0xfd:
P0=0x05;delay（200）;break;
case0xf8:
P0=0x00;delay（200）;break;
if（P2==0xf8）
{P3_1=0;
TR0=0;
}
elseP3_1=1;
}
5.4显示子程序
voiddisplay（）
{uchari;
wr（0x81）;
for（i=0;i<8;i++）
{wd（tab0[i]）;
}
wr（0xc0）;
for（i=0;i<9;i++）
{wd（tab1[i]）;
}
}
voidchange（）
{tab1[0]=U_hour/10+0x30;
tab1[1]=U_hour%10+0x30;
tab1[3]=U_min/10+0x30;
tab1[4]=U_min%10+0x30;
tab1[6]=U_sec/10+0x30;
tab1[7]=U_sec%10+0x30;
}
voiddelay（unsignedintx）
{while（x--）;
}
voidT0_serv（）interrupt1using1
{TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
U_ms++;
if（U_ms>=20）
{U_ms=0;
U_sec++;
if（U_sec>=60）
{U_sec=0;
Min_ADD（）;
}
}
}
voidMin_ADD（）
{U_min++;
if（U_min>=60）
{U_min=0;
}
}
voidbusy1602（）
{do{
e=0;
rw=1;
rs=0;
e=1;
busy=dat;
e=0;
delay（500）;
}while（busy&&0x80==1）;
}
voidwr（uchara）
{busy1602（）;
e=0;
rw=0;
rs=0;
e=1;
dat=a;
e=0;
}
voidwd（uchara）
{busy1602（）;
e=0;
rw=0;
rs=1;
e=1;
dat=a;
e=0;
}
第6章调试与功能说明
6.1系统性能测试与功能说明
（1）性能测试
在规定的场地内智能救援小车从入口进入，自动选择路径避开障碍物从出口出来。
救援小车在入口的位置通过驱动电路前进，在转弯处由红外光电对管检测到障碍物时，单片机控制相应的电路自动避障找到正确的道路并前进，在这个过程中单片机同时控制相应的电路发出语音和发光提示，指示智能救援小车以完成救援任务。
（2）功能说明
测试表明，小车能够较好的完成题目要求的基本要求。
同时本智能救援小车的特色是：
光电对管判断避障物的准确、救援小车应用了液晶屏1602来计时液晶显示效果良好，并能进行声光报警。
智能救援小车系统运行正常，各模块电路参数稳定。
较好地完成了题目中所规定的基本部分。
6.2调试问题及解决
（1）在实际的调试中，采用的电路板是万能板，线路全部手工焊接，由于焊接技术不够纯熟，可能存在虚焊现象，线路接触不良，小车有时跑一会又停下；面对此状况，只能不断检查线路及焊点。
（2）整个的电路模块较多，各个模块需要的电压又不同，有5V的，也有需要9V的，因此调试中电源线时常混乱，针对此问题，我们对不同值的电源线做了标记。
（3）调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解决不了的问题就拆掉线路重新安装。
因为重新安装的线路仍可能存在各种问题。
我们应该认真检查.
第7章设计总结及感想
为期两周的实训结束了，首先谢谢系里老师的帮助和提供的良好的实训环境，让我们有途径和工具来自我学习和查找资料，学到了不少东西，受益匪浅。
经过了两周的单片机实训课，而且本次实训的课题为竞赛课题，让每个同学都有了机会可以直面竞赛，调动了同学们的积极性，这样很好的巩固了我们以前学习的知识，对单片机的了解也更加的深入了，也对我们的所学专业有更清楚的的认识和信心。
在实训的过程中，有许多的疑难和未接触过的东西，我们通过查资料，相互帮助等途径慢慢的学习并学会利用，这样很好地锻炼了我们的分析问题、解决问题和动手的能力，也培养了同学们的相互合作的团队精神，这对我们以后的发展有很大帮助。
总之，这是我们学习生活中非常重要的一课，一切学习的目的都是要学以致用，这次实训就给我们提供了一次非常好的机会，可以让我们在实践中得到锻炼，有所提高，不断前进！
致谢
时间真的过得很快，转眼间这次实训的两周学习时间已经过去。
在漫长而又短暂的大学生活中，两周的时间并不算长，但对我们而言，是承受师恩、提高学识、增强能力的时期。
在此，谨对教育我的老师、提供学习场所的领导、帮助我的同学们致予最诚挚的谢意和敬意。
我为能在电子工程学院学习而感到荣幸和自豪，相信这将是我学习生活中非常难忘的一段经历。
在此，我特别要感谢我的实训指导老师。
我还要感谢给予我很多关心和帮助的同学们，感谢我们之间深厚的友谊。
在我们的学习中，很少会有实训，一个学期最多一次吧，这种让我们一起努力一起合作的机会并不多。
我衷心地祝福我的同学和朋友们学习进步，在以后的人生道路上越走越宽广，也深深相信在未来的日子里我们将一路携手前行，一起创造美好的未来。
元器件清单
元器件名称
所需数量
元器件名称
所需数量
AT89C51单片机
1
1N4007
8
电阻1k
10
晶振12MHz
1
电阻10k
1
发光二极管
1
电阻330
1
电容10uF
1
8050
8
电容30pF
2
8550
5
电解电容22uF
1
排阻9引脚
1
开关Button
1
排针
1
1602LCD
1
参考文献
（1）C语言程序设计（第二版），谭浩强主编，清华大学出版社
（2）单片机原理、接口及应用——嵌入式系统技术基础，李群芳肖看主编，清华大学出版社
（3）2008年全国大学生电子设计竞赛训练教程（山东赛区），赛区组委会主编
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