自动往返电动小汽车(毕业设计)
一. 毕业实践任务书
无锡职业技术学院
毕业实践任务书
课题名称：自动往返电动小汽车
指导教师：XXXXXXX 职称：讲师
指导教师：职称：
专业名称：XXXXXXXX 班组：XXXXXX
学生姓名：XXXXXXX 学号：05
四.毕业设计说明书
摘要本系统以单片机为核心，采用intel8253型微型计算机接口电路产生脉冲宽度调制波，设计了一种用脉冲计数控制小汽车行程的系统。利用光电检测器，对跑道中的黑线进行监测，CPU通过对黑线标志进行检测分析利用灵活的单片机软件编程与其相结合实现对小汽车的前进，加速，减速，并实现自动转向功能。使用L298N型桥式驱动器，实现对直流的一种简单有效的PWM调速方法。使驱动电路效率提高，更加简单。整个系统的电路结构简单，可靠性高，实验测试结果满足要求。
关键词Intel8253 L298N 自动往返小车
4.1 方案论证
4.1.1速度控制
我们对两个方案进行了比较：
方案一：采用D/A变换电路将数字量转换成控制电机电压的模拟量。再利用电平的高低达到调速的目的。原理框图如图1所示。本方案达到了利用CPU输出的数字量精确控制模拟量的目的。但愿电路比较复杂，成本较高。
方案二：采用脉宽调制方式（PWM）从I/O口输出不同占空比的脉冲，经滤波后获得不同甘共苦高低电平控制电机。本方案可以达到对速度的控制要求，且控制简单易实现。
通过比较明显方案二最单洁清晰、容易实现、速度快、精度高。从系统指标要求来看，对速度要求较高，低速与高速之间差别较大，且准确度要求高，各个速度之间的切换也要求简单、迅速。采用方案二可利用单片机运行速度快的特点进行速度的快速调整，且方案二速度准确度高、级数多容易达到系统指标要求，所以我们选用方案二作为控制部分具体实施的方案
4.1.2 方向控制
方案一：利用继电器控制电机电压极性以控制方向。该方案虽可实现方向控制，但继电器驱动耗电量大，且因有触点动作，易对电路造成干扰。方案二：采用电子开关电路。本方案通过改变控制端电平值改变电机两端电压极性控制方向。采用电子开关电器具有转换速度快、无触点、和控制容易的优点。
两种方案相比，方案二有较明显的优势，且符合要求。
4.1.3 速度控制
方案一：利用单片机控制，调用不同的电压输出实现速度的控制，低电压对应与慢车，高电压对应于快车，零电压对应与停车，电压极性相反实现小车的反向行驶。
方案二：利用Intel8253三个计数器的不同工作方式控制脉冲宽度调制的输出，实现对小车的加速，减速，停车，反向行驶的控制。
两种方案相比较，方案二较方案一更简单，方便。只需要控制不同的占空比就可以实现同样的功能，且调速的范围较大。
4.1.4 驱动电路
方案一：通过模拟电路或数字电路实现，例如用555搭成的触发电路。
方案二：使用内部集成有两个桥式电路专用芯片L298N所组成的电机驱动电路，利用内部的桥式电路来驱动直流电机。
比较两个方案，方案一电路的占空比不能自动调节，不能用于自动控制小车的调速。方案二完全可以模拟任意频率，占空比随意调节的PWM信号输出，不言而喻我们选择后者。
至此我们的自动往返电动小汽车的大体方案已经出来了。采用光电检测传感器采集信号为单片机8051提供中断源，Intel8253控制脉冲宽度调制实现电动小车的
速度控制，正反转的实现等功能。
4.2 光电检测电路
4.2.1 光电检测系统要求
通过对系统指标要求分析，小车需自动检测出起跑线、变速线、终点线等标志线提示CPU控制方向，速度。由于小汽车在行驶过程中要求传感元件有较高的灵敏度及较高的可靠性，所以我们选用了光电传感元件对信号进行采集，并给CPU提供检测信号以供CPU判断分析。根据小车所处的位置改变行驶状态。光电检测器采集外部信息传给INT0作为外部中断源，遇到黑线将产生一个中断，计数器通过对中断的计数确定小车位置，并对行驶状态做出相应的反映。光电检测连接电路如图
4.2.2 LM324
中所示）：由
4.2.3
当小汽车在白色区行驶时，即Q1接收到D1的反射信号，反射光使信号持续为高电平，而行驶到黑色区后，Q1接收不到D1的反射信号，信号转化成低电平，由此得到脉冲。利用CPU的INT0脚接收标志线检测信号，每检测到一条黑线，光电管给出一个高电平脉冲，CPU每检测到一个下降沿进行一次中断处理，判断小车处于跳道的哪一段，同时调整速度，一方面要符合不同的速度要求，同时使整个运行时间最短。
4.3 Intel8253的控制和PWM的输出
4.3.1 Intel8253的控制电路
Intel8253是本设计的重点，主要用于PWM脉冲的调制，以达到控制小车的加速，减速，停车，转向功能。控制电路包括单片机8052，锁存器74LS373，其中8052的P0.0~P0.7通过锁存器74LS373控制Intel8253的A0，A1口，选择计数器0，计数器1，计数器2和控制字寄存器的工作状态，且为高电平有效，Intel8253的方式字控制字的格式是由8052的P0.0~P0.7控制的，主要用于计数通道的选择，计数通道读写方式的控制，计数器锁存命令的控制和计数通道工作方式的选择。8052的21脚P2.0控制Intel8253的片选信号，为低电平有效，8052的16，17脚为外部数据存储器读/写选通信号，控制intel8253的读写信号，且为低电平有效，8052的30脚为频率不变（振荡器频率的1/6）周期性地发出
4.3.2 Intel8253的内部结构和引脚功能
Intel8253的内部包含3个彼此独立的16位减法计数器。每个计数器都可由软件确定为16位二进制减法计数器或者十进制4位BCD 减法计数器。每个计数器都有6种不同的工作模式，也由软件确定。每个计数器都有一个时钟输入端(CLK)、一个门控信号输入端(GATE)和输出端(OUT)。读写由A1、．A0、RD 、WR 和CS 等引脚加以控制，主要用以控制Intel8253的数据与命令的写入、读取与禁止。8253的内部结构框图如图4.3所示
4.3.2.1 数据总线缓冲器及数据总线D 0～D 7
这是8253与CPU 数据总线连接的8位双向三态缓冲器，是8253内部总线与CPU 系统的8位数据总线之间的接口。CPU 通过它写方式控制字到控制字寄存器，写计数初值到计数通道，读取计数通道的当前计数值。即数据总线缓冲器有三个基本功能：通过编程向8253写入确定8253工作方式的命令；向计数寄存器装入计数初值；读出当前计数值。
4.3.2.2 读/写控制逻辑及控制引脚
这是8253内部操作的控制部分，按照CPU 发来的读写信号及地址信号来控制对各个计数器的读写，以及对控制寄存器的写入。当片选信号
CS
CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT 1
CLK2 GATE2 OUT2
图4.3 8253内部结构框图
为高电平时，数据总线缓冲器处于高阻状态。当片选信号有效时（低电平），CPU可以对8253某端口进行读/写操作。8253内部有3个独立的计数通道和1
个控制字寄存器共4个端口，由A1和A0加以选择，但对控制字寄存器仅能进行写操作。各个端口的读/写操作的选择见图4.4。注意点是控制寄存器只能写入不能读出。
图4.4 8253读写操作及端口选择
CS A1 A0 RD WR 执行操作
1 0 0 0 1 向计数器0（通道0）写入“计数初值”
1 0 1 0 1 向计数器1（通道1）写入“计数初值”
1 1 0 0 1 向计数器2（通道2）写入“计数初值”
1 1 1 0 1 向控制字寄存器写“方式控制字”
1 0 0 1 0 向计数器0读出“当前计数值”
1 0 1 1 0 向计数器0读出“当前计数值”
1 1 0 1 0 向计数器0读出“当前计数值”
1 1 1 1 0 无操作，三态
0 x x x x 未选中，三态
1 x x 0 0 无操作，三态
4.3.2.3 控制字寄存器
在初始化编程时，CPU写入方式控制字到控制字寄存器中，用以选择计数通道及其相应的工作方式。
4.3.2.4 计数通道0、计数通道1、计数通道2
3个计数通道内部结构完全相同。每个计数通道都由一个16位计数初值寄存器、一个16位减法计数器和一个16位计数值锁存器组成。
3个计数通道操作完全独立。初始化编程时，虽然3个计数通道共用一个控制字寄存器端口地址，但CPU可以分别写3个方式控制字到控制字寄存器，分别选
择各计数通道的工作方式。在写计数初值到计数通道或CPU 读取计数通道到当前计数值时，各计数通道都有各自的端口地址。3个计数通道功能完全相同。在设定了计数通道的工作方式后，接着可向该计数通道装入计数初值，该计数初值先送到计数初值寄存器保存，在GATE 引脚为高电平时（方式0、2、3、4）或在GATE 上升沿触发下（方式1、2、3、5），计数初值寄存器中的值自动装入到减法计数器中。并启动计数器计数，减法计数器对CLK 时钟脉冲的下降沿进行减1计数（方式3不是减1计数），并把结果送入计数值锁存器中。当减1计数器减到0时，输出OUT 信号，一次计数结束。计数初值寄存器的内容，在计数过程中保持不变。CPU 读取计数通道当前计数值，实际上读取的是16位计数值锁存器的内容。在计数通道用作定时器时，可在该通道CLK 端输入一个频率精确已知的时钟脉冲，根据定时时间和公式：计数初值＝定时时间÷时钟周期，计算出计数初值（也称时间常数）。在计数通道用作计数器时，被计数的事件应以脉冲方式从CLK 端输入。各计数通道的CLK 输入和OUT 信号输出之间的关系与门控信号GATE 有关，取决于工作方 4.3.3 Intel8253的工作方式
8253具有六种工作方式，在不同的方式下，计数器启动方式、GATE 端输入信号的作用以及OUT 端的输出波形都不相同。
在任何一种方式下，都必须先向8253写入控制字，控制字还起复位作用它使OUT 端变为工作方式中规定的状态和对计数器初值寄存器CR 清零；然后再写入计数初值到CR 。
注意：计数器初值寄存器CR 的最大值为0000H 。 (1)方式0----计数结束中断方式(Interrupt on Terminal Count) 方式0的特点：
计数过程由软件启动；GATE 的作用是开放或进制计数。 方式0的作用：
方式0主要用于事件计数，OUT 信号可作为中断请求信号。
当某计数器设置在方式0以后，微型计算机可以通过二条输出指令将16位数据M 送入该计数器。这时该计数器的输出端并无任何响应。一旦该计数器到时，它的输出端立刻输出一个宽度为MT 的负向脉冲，其输出波形如图4.5
CLK GAT
E
(2)方式1----硬件可重触发单稳态方式(Hardware Retriggerable One-shot)
(3)方式2----速率方式器
当某计数器设置在方式2以后，微型计算机可以通过二条输出指令将16位数据Ⅳ送入该计数器。输出指令结束后，该计数器立即输出周期为NT的连续方波，其输出波形如图4.6
CLK
图4.6 工作方式2
(4)方式3----方波发生器
方式3的特点：
方式3中计数过程是CE内容减2；计数器启动过程有软件启动和硬件启动两种。
方式3的作用：
方式3主要用作方波脉冲发生器和波特率发生器。
如果将8253的计数器0和计数器1分别设置在方式2和方式0，并按图4.8所示连接，就可以得到一个十分简单的脉宽调制发生器。工作开始前，先将常数Ⅳ送入计数器0，再将常数M送入计数器1中(M 4.3.4 Intel8253的编程 使用8253时，必须首先进行初始化编程。初始化编程的步骤和内容如下：首先写入方式控制字，以选择计数通道，确定其工作方式。每一计数通道的方式控制字都是由CPU依次写入控制字寄存器的，控制字寄存器端口地址只有一个。然后写入计数初值到对应的计数通道中。若规定只写低8位，则写入的计数初值为低8位，高8位自动清0；若规定只写高8位，则写入的计数初值为高8位，低8位自动清0；若规定写16位，则分两次写入，先写入的计数初值为低8位，后写入的计数初值为高8位，每个计数通道均有自己的端口地址。 3.4.2 方式控制字的格式如下： SC1、SC0：计数通道选择。确定这个方式控制字是确定哪个计数通道的工作方式的。若SC1SC0=00，选择计数通道0；若SC1SC0=01，选择计数通道1；若SC1SC0=10，选择计数通道2；若SC1SC0=11，为非法选择。 图4.7 RL1、RL0：规定CPU向计数通道写入计数初值的格式和向计数通道锁存器发锁存命令，以及未锁存时CPU从计数通道读取当前计数值的格式。数据读/写格式为： RL1RL0 = 00，计数器锁存命令 RL1RL0 = 01，只读/写低8位数据 RL1RL0 = 10，只读/写高8位数据 RL1RL0 = 11，读/写16位数据，先低8位，后高8位 CPU写入计数通道的计数初值是写到计数通道的初值寄存器中的，而初值寄存器是16位的寄存器。如果只写入低8位初值，则初值寄存器的高8位自动清0；如果只写入高8位初值，则初值寄存器的低8位自动清0；如果写入16位初值，则先写入低8位初值后写入高8位初值。 计数通道在计数过程中，CPU可以随时读取计数通道的当前值且不影响计数通道的现行计数，CPU读取的计数通道的当前值是锁存寄存器中的值。在未锁存时（RL1RL0≠00），减1计数器减1计数的同时把当前值送到锁存寄存器中，即锁存寄存器的值跟随减1计数器当前值的变化而变化。若在读计数通道当前值之前，先写入锁存命令（RL1RL0 = 00），则在计数过程中，减1计数器减1计数虽然照常进行，但不把当前值送到锁定寄存器中，即锁定寄存器的值被锁定，当对计数通道重新初始化或CPU读计数通道锁定值后，自动解除锁存命令，锁定寄存器的值又随减1计数器变化。在未锁定时，若RL1RL0 = 11，可能会使从计数器直接读出的数值不正确，因为若先读入的低8位值00H时，由于在两次读数值之间计数器计数低8位可能向高8位有借位，造成后读入的高8位值错误，克服的办法可以用GATE无效或阻断CLK时钟脉冲输入等方法，使计数器暂停计数，以保证CPU读到正确的计数器当前值。为了计数过程照常进行和保证CPU读到正确的计数器当前值，常常采用先写入锁存命令后读入计数器当前值的方法。 M2M1M0：由这3位决定计数通道的工作方式。规定如下： M2M1M0：＝000，计数通道工作在方式0 M2M1M0：＝001，计数通道工作在方式1 M2M1M0：＝X10，计数通道工作在方式2 M2M1M0：＝X11，计数通道工作在方式3 M2M1M0：＝100，计数通道工作在方式4 M2M1M0：＝101，计数通道工作在方式5 BCD：该位用来决定计数通道在减1计数过程中是按二进制计数还是按十进制或十六进制计数制）以及写入的计数初值是二进制还是BCD数，若BCD=0，则按二进制计数，写入的计数初值是二进制数初值范围是0000～FFFFH，其中0000为最大值，代表65536；若BCD=1，则按BCD计数，初值范围是0000～9999H，它是十进制数的BCD码，其中0000是最大值，代表10000，9999H代表9999。 4.3.5 脉冲宽度调制 脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation—PWM)是指将输出信号的基本周期固定，通过调整基本周期内工作周期的大小来控制输出功率。原理就是开关管在一个周期内的导通时间为t，周期为T，则电机两端的平均电压U=Vcc t/T=aVcc。其中，a=t/T(占空比)，Vcc是电源电压。电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例，占空比越大，电机转得越快。 PWM常取代数／模转换器(DAC)用于功率输出控制，其中，直流电机与交流电机的速度控制是最常见的应用。通常PWM配合桥式驱动电路实现直流电机调速，非常简单，且调速范围大。 Intel8253的读写控制逻辑由A1、A0、RD、WR和CS等引脚加以控制，其中，端口选择信号A1、A0决定3个计数器、控制寄存器中哪一个进行工作，A1，A0：00—10 CPU选择加一#2计数器进行读／写，11 CPU将控制字写入Intel8253。将Intel8253的计数器0和计数器2分别设置在模式2和模式0，并按图4.8的连接方法也可以得到一个PWM1。输出波形如图4.9 图4.9 实现PWM的脉冲输出 Intel8253的初始化程序如下： MOV DPTR, #0FE03H 对8253控制寄存器初始化 MOV A,#34H 选择计数器0、工作模式2 MOVX @DPTR , A 先读／写低8位后读／写高8位 MOV DPTR, #0FE00H 向计数器0送低8位数据80H MOV A, #80H MOVX @DPTR, A MOV DPTR, #0FE00H 向计数器0送高8位数据00H MOV A,@00H MOVX @DPTR, A MOV DPTR, #0FE03H 对8253控制寄存器初始化 MOV A,72H 选择计数器1、工作模式l MOVX @DPTR, A MOV DPTR, 0FE01H 向计数器1送低8位数据20H MOV A, #20H MOVX @DPTR, A MOV DPTR, #0FE01H 向计数器1送高8位数据00H MOV A, #00H MOVX @DPTR, A 根据以上程序，可以得到占空比为 a=t／T=0020H／0080H=25％ 同理。将Intel8253的计数器0和计数器2分别设置在方式2和方式3，并按图4.8的连接方法也可以得到另一个PWM2。 可能宽的高效率区。因此本设计采用L298型双H桥式驱动器，硬件连接如图4.11 总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。 4.5.1 L298N的引脚功能 L298N需要的元件少,从而使的装配成本低,可靠性高和占空间小,并且通过软件开发,可以简化微型机算计的负担.符合我们的设计要求,所以选择L298芯片。 4.5.2 H型桥式驱动电机 直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电，这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动路、反转、反转制动。它 的基本原理图如图4.12所示 机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。L298的逻辑功能如上表所列。 4.5.4 PWM控制 PWM控制通常配合桥式驱动电路实现直流电机的调速，调速范围非常大，它的原理就是直流斩波原理。如图4.1.1所示，若S2、S3 关断，S1、S4受PWM 控制，假设高电平导通，忽略开关管损耗，则在一个周期内的导通时间为t，周期为T，则电机两端的平均电压为： U=Vcc t/ T=αVcc ，其中，α=t/T称为占空比，Vcc为电源电压（电源电压减去两个开关管的饱和压降）。电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例，占空比越大，电机转得越快，当占空比α＝1时，电机转速最大。 Intel8253输出二组PWM波，每一组PWM波用来控制一个电机的速度，而另外两个I/O口可以控制电机的正反转，控制比较简单，电路也很简单，一个芯片内包含有8个功率管，这样简化了电路的复杂性，即P10、P11控制第一个电机的方向，输入的：PWMl控制第一个电机的速度；P12、P13控制第二个电机的方向，输入的PWM2控制第二个电机的速度。如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。 4.6 软件部分 主程序和中断程序入口 ORG 0000H 程序执行起始地址跳至start LJMP start ORG 0003H 外部中断0入口 LJMP INTEX0 跳至INTEX0中断服务程序 ORG 000BH 定时器T0中断入口 RETI 中断返回 ORG 0023H 串口中断入口 RETI 中断返回 ORG 002BH 定时器T2中断入口 RETI 中断返回 初始化程序 clearmemio ；MOV TMOD, #10H T1为16位定时器 MOV R4, #14H 1s定时用（50 ms 20次） MOV TL1, #0B0H 50ms定时用初值 MOV TH1, #3CH MOV 23H, #00H 清0 CLR 30H 清停车标志 SETB IT0 外中断0优先级为1 SETB EX0 开外中断0 SETB EA 开总中断允许 SETB TR1 开定时器T1 RET 子程序返回 主程序 start: LCALL clearmemio 上电初始化 SETB P1.6 选择7.5V输出 CLR P1.7 选择7.5V输出 SETB P1.0 前进状态 CLR P1.1 前进状态 SETB P1.2 CLR P1.3 SETB P1.4 SETB P1.5 NOP PC值出错处理 NOP LJMP start 重新初始化 外中断0服务程序，用作跑道位置处理23H作跑道计数器INTEX0: PUSH ACC 堆栈保护 PUSH PSW CLR EX0 关中断 JB P3.2 INORET P3.2为1退出 INC 23H 跑道计数器加1 MOV A, 23H 数据入A CJNE A, #06H JUDGE1 不是第6道转JUDGE1 LCALL stop 是第6道，停止 LJMP INORET 转中断退出 JUDGE1: CJNE A, #03H , JUDGE2 不是第3道转JUDGE2 LCALL slow 是第3道，变慢车 LJMP INORET 转中断推出 JUDGE2: CJNE A ,#04H, JUDGE3 不是第4道转JUDGE3 LCALL FAST 是第4道，变快车 LJMP INORET 转中断推出 JUDGE3: CJNE A ,#05H, INORET 不是第5道转JUDGE4 LCALL slow 是第5道，变慢车INORET: CLR IE0 清外中断0中断标志 POP PSW 恢复现场 POP ACC LCALL DL7ms 延时7ms SETB EX0 开外中断0 RET 中断返回 慢车控制子程序 slow: CLR P1.0 反向驱动（刹车） SETB P1.1 反向驱动 LCALL DS50ms 刹车时间 LCALL DS50ms LCALL DS50ms SETB P1.0 正向驱动 CLR P1.1 正向驱动 MOV DPTR,#0FE03H 对8253控制寄存器初始化 MOV A,#34H 选择计数器0、工作模式2 MOVX @DPTR ,A 先读／写低8位后读／写高8位MOV DPTR,#0FE00H 向计数器0送低8位数据80H MOV A,#80H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0FE00H 向计数器0送高8位数据00H MOV A,#00H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0FE03H 对8253控制寄存器初始化 MOV A,#72H 选择计数器1、工作模式l MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#0FE01H 向计数器1送低8位数据20H MOV A, #20H MOVX @DPTR, A MOV DPTR,#0FE01H 向计数器1送高8位数据00H MOV A,#00H MOVX@DPTR,A CLR P1.2 反向驱动（刹车） SETB P1.3 反向驱动 LCALL DS50ms 刹车时间 LCALL DS50ms LCALL DS50ms SETB P1.2 正向驱动 CLR P1.3 正向驱动 RET 返回 快车控制子程序 FAST: SETB P1.6 CLR P1.7 RET 返回 停车控制程序 stop : MOV 23H, #00H 跑道正计数单元 CLR P1.0 SETB P1.1 CLR P1.2 SETB P1.3 LCALL DS50ms 刹车时间 LCALL DS50ms 刹车时间（可调整） CLR P1.1 SETB P1.0 CLR P1.3 SETB P1.2 LCALL DS10s 停车10 s SETB P1.6 开7.5V电源（高速） CLR P1.7 CPL 30H 停平点位置判断标志取反 JB 30H, stren 为1（中途停平）转stren LCALL CLR00 是终点，调复0程序 stren: RET 计时清0程序 CLR00：MOV T0H，#00H 计时单元清0 MOV T1H，#00H 计时单元清0 MOV T2H，#00H 计时单元清0 MOV T3H，#00H 计时单元清0 RET 返回 时间计数器程序 INTT1：PUSH ACC 堆栈保护 PUSH PSW MOV TL1，#0B0H 赋50ms定时初值 MOV TH1，#3CH DEC R4 减1 MOV A，R4 JNZ RETT0 不为0转RETT0 MOV R4，#14H 为0重赋值 MOV R0，#71H LCALL ADD1，加1s操作 MOV A，R3 CLR C CJNE A，#60H，CC 是否为60 s CC：JC RETT0 小于60转RETT0 LCALL CLR0 大于或等于60清0 MOV R0，#73H 指向分计的地址单元 LCALL ADD1 MOV A，R3 CLR C CJNE A，#60H，CCC 是否为60min CCC：JC RETT0 小于60转RETT0 LCALL CLR0 大于或等于60计的单元清0 RETT0：POP PSW 恢复堆栈 POP ACC RETI 中断返回 加1 操作程序 ADD1：MOV A，@R0 取计数值 DEC R0 指向低一个地址 SWAP A 计数值高低4位换位 ORL A，@R0 组合成一个数据 项目课题： 基于PLC小车自动往返控制 2015年8月 项目一：基于PLC 小车自动往返控制 利用PLC 完成小车自动往返控制线路的安装与调试 1 、 按下正转启动按钮→正转接触器线圈得电吸合→电动机正向连续运转→小车右行；小车右行碰到 SQ1→小车右行停止，延时1s 后小车左行。 2、 按下反转启动按钮→反转接触器线圈得电吸合→电动机反向连续运转→小车左行；小车左行碰到SQ2→小车左行停止，延时1s 后小车右行。 3、 按下停止按钮后，电动机停止运转。 4、 SQ3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关。 5、 控制线路具有短路保护、过载保护等完善的保护措施。 6、 各小组发挥团队合作精神，共同设计出PLC 的I/O 分配表，电气原理图、正确选择安装所需要的电器元件、规范完成线路的安装与配线、正确编制出PLC 程序，并下载到PLC 内，完成任务运行调试（空载与带载实验）。 一、电动机继电器控制线路 二、PLC基本知识 一、根据控制要求，首先确定I/O的个数，进行I/O的分配。本案例需要8个输入点，2个输出点，如表2-1所示。 表2-1 PLC的I/O配置 二、根据控制要求分析，设计并绘制PLC系统接线原理图，如下图2-1所示。 1．设计电路原理图时，应具备完善的保护功能，PLC外部硬件也具备互锁电路。 2．PLC继电器输出所驱动的负载额定电压一般不超过220V，或设置外部中间继电器。 3．绘制原理图要完整规范。 图2-1 plc系统接线原理图 三、安装与接线 1．材料准备：根据接线原理图，列出需要的所有材料清单，如表2-2所示。 （1）选择元件时，主要考虑元件的数量、型号及额定参数。 （2）检测元器件的质量好坏。 （3）PLC的选型要合理，在满足要求下尽量减少I/O的点数，以降低硬件的成本。 表2－2 材料清单 序号分类名称型号规格数量备注 1工具电工工具1套 2 器材万用表DT9205A型1块 3可编程序控制器FX3U-32M1台 4计算机自定1台 5编程软件GX Developer 81套 6配电盘500MM×700MM1块重点提示 C题自动往返电动小汽车 一、任务 设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装,但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。 跑道宽度0.５ｍ，表面贴有白纸,两侧有挡板，挡板与地面垂直,其高度不低于２0cm。在跑道的Ｂ、C、D、E、Ｆ、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图１所示。 二、要求 1．基本要求 （1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)，到达终点线后停留10秒,然后自动返回起跑线(允许倒车返回)。往返一次的时间应力求最短(从合上汽车电源开关开始计时）。?(2)到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值)。 （3）Ｄ~E间为限速区,车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。 2.发挥部分?（1)自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上)。 （2）自动记录、显示行驶距离(记录显示装置要求安装在车上）。 (3)其它特色与创新。 三、评分标准 四、说明 （1)不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。?(2)车辆(含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤3５ｃｍ,宽度≤１5cm。 (3)必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置,即横向与 纵向两条中心线的交点。 开关稳压电源(E 题）【本科组】 一、任务 设计并制作如图1所示的开关稳压电源。 R L U 1=开关稳压电源 图１电源框图 二、要求 在电阻负载条件下,使电源满足下述要求: １.基本要求 输出电压U Ｏ可调范围：30Ｖ～36V ； 最大输出电流IO ｍax:2A; Ｕ２从1５V 变到21Ｖ时,电压调整率SU ≤2%(I Ｏ=2A ）； IO 从0变到2A 时，负载调整率SI ≤5％(Ｕ2=１8V); 输出噪声纹波电压峰-峰值U ＯＰＰ≤1V(Ｕ2=１８V ，ＵO=3６V ，IO=2A ）； DC-DC 变换器的效率 ≥70%(U2=1８V ,ＵＯ＝3６Ｖ,IO=2A ）; 具有过流保护功能，动作电流I Ｏ(th)=2.5±0.２Ａ； ２.发挥部分 毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 毕业设计（论文） 海南大学 毕业论文（设计） 题目：基于stm32的智能小车设计学号：20112834320005 姓名：陈亚文 年级：2011级 学院：应用科技学院（儋州校区） 学部：工学部 专业：电子科学与技术 指导教师：张健 完成日期：2014 年12 月 1 日 摘要 本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制 Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control 自动往返小车的制作 本设计采用单片机作为自动往返小车的检测和控制核心。路面黑线检测用发射式红外传感器，行使距离用霍耳元件进行检测行使距离，利用高低电平来控制继电器，达到电动机的转速控制。 二、关键字：电刹车自动往返光电检测霍尔元件动态显示 三、方案论证 根据题目要求，本设计的主要任务是完成电动小气车在规定的行使路线中速度的控制，根据不同的行使路段要求不同的行使速度，并对行程中的有关数据进行记录和处理。 1、数据采集方案的选择 （1）、使用红外发光二极管和接收管组合。 （2）、使用发光二极管的光敏三极管组合。 本设计是近距离探测，故采用（1）来完成数据的采集。考虑环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度的减少外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大，这样可以大大提高信噪比。 2、电源选择 （1）所有器件采用单一的电源控制，这样控制比较简单，但电动机启动时瞬间电流很大，会造成整体电路的电压不稳定，严重时可能会使单片机掉电。 （2）双电源供电。将电机驱动电源和单片机供电电源分开，这样虽然不如（1）方便灵活，但可以避免电机驱动造成的干扰，大大提高了系统的稳定性。故 设计中选择此方案。 3、电机驱动调速方案的选择 （1）采用继电器对电机的驱动电压进行调整，在高速时进行全速运转，低速时用精密电阻控制小车的速度，并进行调速来达到要求。这样电路比较简单，且 容易实现。 （2）采用555振荡器调脉宽的方式控制电动机的转速，后级采用三极管D882推动，此方案虽工作很稳定，但电路较复杂，给整体设计带来不便。 自动往返电动小汽车 (高级组) 设计报告 部门院系：常州大学信息科学与工程学院 目录 1、设计任务 (3) 1.1基本要求 (3) 1.2发挥部分 (3) 2、方案论证与选择 (4) 2.1、系统总体框图 (4) 2.2、各模块硬件选择 (4) 2.2.1、控制模块 (4) 2.2.2、外部传感器模块 (5) 2.2.3、电机驱动模块 (5) 2.2.4、电源模块 (5) 2.2.5、显示模块.................................................................... (5) 3、系统硬件原理与实现 (6) 3.1、系统总体电路图 (6) 3.2、系统各模块设计介绍 (7) 3.2.1、单片机控制模块 (7) 3.2.2、外部传感器模块 (8) 3.2.3、电机驱动模块 (8) 3.2.4、LCD液晶显示模块 (9) 4、统软件设计 (10) 4.1 系统软件设计框图 (10) 4.2 系统软件设计代码 (12) 5、设计数据测量 (19) 1、设计任务 设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。 跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。 1.1基本要求 1)车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10 秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。 2)到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车 辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。 3)D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于4秒， 但不允许在限速区内停车。 1.2发挥部分 1)自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。 2)自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。 3)其它特色与创新。 2、方案论证与选择 基于光电传感器自动循迹 小车设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 摘要 制作自动寻迹小车所涉及的专业知识包括控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等诸多学科。为了使小车能够快速稳定的行驶，设计制作了小车控制系统。在整个小车控制系统中，如何准确地识别路径及实时地对智能车的速度和方向进行控制是整个控制系统的关键。 由于此小车能够自动寻迹,加速,减速.故又被称作为智能车.本智能车控制系统设计以MC9S12XS128微控制器为核心，通过两排光电传感器检测小车的位置和运动方向来获取轨道信息，根据轨道信息判断出相应的轨道类型，并分配不同的速度给硬件电路加以控制，完成了在变负荷条件下对速度的快速稳定调节。红外对射传感器用于检测智能车的速度，以脉宽调制控制方式（PWM）控制电机和舵机以达到控制智能车的行驶速度和偏转方向。 软件是在CodeWarrior 的环境下用C语言编写的，用PID控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向，完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。智能车能够准确迅速地识别特定的轨道，并沿着引导线以较高的速度稳定行驶。 整个智能车系统涉及车模机械结构的改装、传感器电路设计及控制算法等多个方面。经过多次反复的测试，最终确定了现有的智能车模型和各项控制参数。 关键词： MC9S12XS128；PID；PWM；光电传感器；智能车 ABSTRACT Making automatic tracing car involved the professional knowledge including control, pattern recognition, sensing technology, automobile electronics, electrical, computer, machinery and so on many subjects. According to the technical requirements of the contest, we design the intelligent vehicle control system. In the entire control system of the smart car, how to accurately identify the road and real-time control the speed and direction of the Smart Car is the key to the whole control system. Because this car can automatic tracing, accelerate, slowing down. So it is also known as intelligent car this intelligent vehicle control system design take the MC9S12XS128 micro controller as a core, examines car's position and the heading through two row of photoelectric sensors gains the racecourse information, judges the corresponding racecourse type according to the racecourse information, and assigned the different speed to control for the hardware circuit, has completed in changes under the load condition to the speed fast stable adjustment. The infrared correlation sensor uses in examining the intelligent vehicle's speed, (PWM) controls the electrical machinery and the servo by the pulse-duration modulation control mode achieves the control intelligence vehicle's moving velocity and the deflection direction. The software is under the CodeWarrior environment with the C language compilation, actuates electrical machinery's rotational speed and servo's direction with the PID control algorithm adjustment, completes to the model vehicle velocity of movement and the heading closed-loop control. The intelligent vehicle can distinguish the specific racecourse rapidly accurately, and along inlet line by the high speed control travel. The entire intelligent vehicle system involves the vehicle mold mechanism the re-equipping, the sensor circuit design and the control algorithm and so on many aspects. After the repeated test, has determined the existing intelligent vehicle model and each controlled variable finally many times. Keywords： MC9S12XS128; PID；PWM；photoelectric sensor; smart car 一、 设计任务 设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人控括有线和无线遥控）。跑道宽度0.5m ，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm 。在跑道的B 、C 、D 、E 、F 、G 各点处画有2cm 宽的黑线，各段的长度如图1所示。 二、设计的基本要求 （1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留1 0秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。 （2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以 线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）； （3）D ～E 间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒， 但不允许在限速区内停车； （4）自动记录、显示当前的行驶距离（记录显示装置要求安装在小车上）； （ 5）自动记录、随时显示当前的行车时间（记录显示装置要求安装在小车上）； （6）其它特色与创新。 图1 预设跑道的视图 三、方案的选择与论证 根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图 2所示。 图 2 对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案: 1. 电动机驱动与调速模块 方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而且实现很困难。 方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;由于在本设计中小车速度有两种情况，可以采用不同的直流电源来控制电动机的驱动。 基于上述理论分析，拟选择方案三。 2. 路面黑线探测模块 第1章绪论 1.1课题背景 目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪06年代。当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备: (1)计算机处理系统，主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作; (2)摄像机，用来获得道路图像信息; (3)传感器设备，车速传感器用来获得当前车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。 智能车辆技术按功能可分为三层，即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。上一层技术是下一层技术的基础。三个层次具体如下: (1)智能感知系统，利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及 驾驶员本身的状态信息，必要时发出预警信息。主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/ 基于语音识别的智能小车 摘要 随着计算机技术、模式识别和信号处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。近二三十年来，语音识别在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着越来越广泛的应用。本设计是语音识别在控制领域的一个很好实现，它将原本需要手工操作的工作用语音来方便地完成。 语音识别按说话人的讲话方式可分为孤立词(Isolated Word)识别、连接词(Connected Word)识别和连续语音(Continuous Speech)识别。从识别对象的类型来看，语音识别可以分为特定人(Speaker Dependent)语音识别和非特定人(Speaker Independent)语音识别。本设计采用的识别类型是特定人孤立词语音识别。 本系统分上位机和下位机两大方面。上位机利用PC上MATLAB强大的数学计算能力，进行语音输入、端点监测、特征参数提取、匹配、串口控制等工作，根据识别到的不同语音通过PC串口向下位机发送不同的指令。下位机是单片机控制的一个小车，单片机收到上位机传来的指令后，根据不同的指令控制小车完成不同的动作。 该设计对语音识别的现有算法进行了验证和实现，并对端点检测和匹配算法进行了些许改进。本设计达到了预期目标,实现了所期望的功能效果。 关键词：MATLAB，语音识别，端点检测，LPC，单片机，电机控制 SMART CAR GASED SPEECH RECOGNITION ABSTRACT With the development of computer technology,pattern recognition,signal processing technology and acoustic technology etc, the speech recognition system that can meet the various needs of people is more possible to achieve.The past three decades, the voice recognition in the field of computer, information processing, communications and electronic systems, automatic control has increasingly wide range of applications. Speech recognition by the speaker's speech can be divided into isolated word (Isolated Word) identification, conjunctions (Connected Word) and continuous speech recognition (Continuous Speech) identification. Identifying the type of object from the point of view, the voice recognition can be divided into a specific person (Speaker Dependent) speech recognition and non-specific (Speaker Independent) speech recognition. This design uses the identification type is a specific person isolated word speech recognition. This design is of a good implementation of speech recognition in the control field, it does the work that would otherwise require manual operation by the voice of people easily.This system includes two major aspects:the host system and the slave system. The host system use the MATLAB on the computer which has powerful mathematical computing ability to do the work of voice input, endpoint monitoring, feature extraction, matching, identification and serial control,then it send different commands through the PC serial port to slave system according different recognised voice. The slave system is a car controlled by a single-chip micro-controller.It controls the car do different actions according different instructions received. 自动往返小车制 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 自动往返小车的制作 本设计采用单片机作为自动往返小车的检测和控制核心。路面黑线检测用发射式红外传感器，行使距离用霍耳元件进行检测行使距离，利用高低电平来控制继电器，达到电动机的转速控制。 二、关键字：电刹车自动往返光电检测霍尔元件动态显示 三、方案论证 根据题目要求，本设计的主要任务是完成电动小气车在规定的行使路线中速度的控制，根据不同的行使路段要求不同的行使速度，并对行程中的有关数据进行记录和处理。 1、数据采集方案的选择 （1）、使用红外发光二极管和接收管组合。 （2）、使用发光二极管的光敏三极管组合。 本设计是近距离探测，故采用（1）来完成数据的采集。考虑环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度的减少 外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占 空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大，这样可 以大大提高信噪比。 2、电源选择 （1）所有器件采用单一的电源控制，这样控制比较简单，但电动机启动时瞬间电流很大，会造成整体电路的电压不稳定，严重时可能会使单片机掉电。 （2）双电源供电。将电机驱动电源和单片机供电电源分开，这样虽然不如（1）方便灵活，但可以避免电机驱动造成的干扰，大大提高了系统的稳定性。故 设计中选择此方案。 3、电机驱动调速方案的选择 （1）采用继电器对电机的驱动电压进行调整，在高速时进行全速运转，低速时用精密电阻控制小车的速度，并进行调速来达到要求。这样电路比较简单，且 容易实现。 （2）采用555振荡器调脉宽的方式控制电动机的转速，后级采用三极管D882推 （二） 接线图 电气控制技术 课程设计报告书 课程设计题目：小车往返循环电气控制系统 专业班级：自动化1608 组别及学生姓名： 指导教师：郭变 课程设计地点： 课程设计时间：2017年12月11日-12月15日 电气工程训练中心制 一、设计任务及要求 电气控制技术课程设计任务书 摘要 运料小车往返在煤矿仓库、港口车站等被广泛应用而其大多为人为驾驶所控制，而人力驾驶存在着资料浪费大、成本高等缺点，为了降低云顶的成本，节省人力资源，应用电机与电气控制这门技术，作为小车控制。本设计主要采用继电器、开关、导线及接触器组成，实现半自动化控制，降低了小车运行成本、提高工作效率、操作简单等优点，更加方便管理人员对现场的管理。 在生产中，有些机械的工作需要自动往返运动，例如运料的小车、钻床的刀架、万能铣床的工作台等。为了实现对这些生产机械的自动控制，就要确定运动过程中的变化参量，一般情况下为行程和时间，通常采用的是行程控制。本任务要解决的题就是：熟悉继电器控制系统中运料小车自动往返控制线路主电路的功能，采用电气自动控制系统实现对该系统的控制。小车由电动机拖动，电动机正转，小车前进；电动机反转，小车后退。 本实验有系统启动、停止以及前进和后退的行程限位开关。为保证电机正常工作，避免发生两相电源短路事故，在电机拖动小车前进、后退的两个接触器线圈电路中互串一个对方的动断触点，形成相互制约的控制，使KM和KM2线圈不能同时得电，这对动断触点起互锁作用称为互锁触点。这些控制要求都应在梯形图中体现。车往返控制时，既有行程参量考虑也有时间参量控制。本任务的学习重点是用电气原理实现该系统控制，进一步熟练掌握实践继电器行程控制的应用。 基于单片机的智能循迹小车的控制过程 毕业设计 摘要 本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。该技术已经应用于无人驾驶机动车，无人工厂，仓库，服务机器人等多种领域。 本设计采用STC89C52单片机作为小车的控制核心；采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，其中软件系统采用C程序，本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。 关键词：单片机；自动循迹；驱动电路 Abstract This paper discusses the intelligent tracing electric trolley control process. Automatic tracing is used to make the car indentify route automatically , and choosing the right route, based on the automatic guide robot system. Intelligent tracing electric trolley is an advanced technology to realize automatic tracing navigation. It is out of human management but under the designed mode that use of the use of a transducer, single chip, motor drive and automatic control .This technology has been applied in unmanned vehicle, unmanned factory, warehouse, service robot and many other fields. During the design of Intelligent tracing electric trolley, STC89C52 single clip is used as the control core; at the same time with TCRT5000 reflective infrared transducer switch to identify the black guide line at the central of the white road, which used as the car tracing module, it can gather the signal and transfer it into digital signal that can be recognized by single chip. And the driving chip L298N constitute the double H bridge constitute of driving chip L298N can control direct current motor. Among which the software system is using C program. In a nutshell, the design of the circuit has the advantages of simple structure, easy implementation, and high reliability. Key words：single chip microcomputer; automatic tracing; driving circuit 智能小车毕业论文完整 版 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 学士学位论文 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 姓名： @@@@ @@@ 2011年 06月 智能小车引导控制系统 的设计与实现 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 指导老师： @@@ 姓名： @@@ @@@ 2011年 06月 智能小车引导控制系统的设计与实现 摘要：面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等)，为了有效的避免人员伤亡，就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片，设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。实际应用表明，该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源，自主识别路线，自主行进接近火源并灭火，最终完成灭火的任务。 关键词：单片机小车引导控制传感器 Smart cars guide control system design and implementation Abstract: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses STC89C51 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection by infrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task. Keywords: Microcontroller Car Control system Sensors基于PLC小车自动往返控制
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