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第一篇：智能小车设计报告
机器人控制技术
实验设计报告书
题
目：基于STC89C52的智能小车的设计 姓
名：李如发 学
号：073321032 专
业：电气工程及其自动化 指导老师：李东京 设计时间：2010年 6 月
目
录
1.引 言..............................................1 1.1.设计意义......................................1 1.2.系统功能要求..................................1 1.3.本组成员所做的工作............................1 2.方案设计...........................................1 3.硬件设计...........................................2 4.软件设计...........................................7 5.系统调试...........................................7 6.设计总结...........................................8 7.附 录A；源程序.....................................8 8.附 录B；作品实物图片...............................10 9.参考文献..........................................11
16×16点阵LED室内电子显示屏的设计
单片机原理及应用课程设计
基于STC89C52的智能小车的设计
1.引 言
1.1.设计意义
本智能小车的设计，首先针对大学所有学习的知识是一个很好的回顾和总结。此智能小车是基于单片机所设计的，具有自动寻迹能力，在实际的很多方面有应用。当我们进一步的改进机器人系统时，可实现更重要的功能，如可设计出自动扑火机器人等。1.2.系统功能要求
此智能小车是基于STC89C52设计的具有自动寻迹能力的小车。系统可实现跟随黑色引导线行走的能力，在行驶过程中，并能用测速传感器和光电码盘对小车速度实现实时监测。小车在行驶过程中并能实现播放美妙的音乐。1.3.本组成员所做的工作
本组成员有李如发，汪航，黄建安，韩文龙，罗莹，明菲菲，邹珊，江锐，邵进。
李如发：驱动 073321032 汪航： 电源 073522036 黄建安：最小统 073521013 韩文龙：源程序 073522007 罗莹： 传感器 073522038 明飞菲：调试 073522012 邹芬 ： 数码显示 073521025 邵琎 ： 焊接 073522017 江锐 ： 蜂鸣器 073522032
2.方案设计
智能小车主要分为传感器部分，最小系统部分，电机驱动部分，电源部分。根据功能要求，提出合理的设计方案，画出方案方框图，并对系统工作原理进行阐述。
原理，本系统的重要部分是传感器，它对整个小车的定位起到很重要的作用，由传感器检测黑线的位置，其中黑线对光能吸收，白线对光反射。利用此原
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理将红外线传感器采集到的信号转换为数字信号并送入单片机，单片机根据收到的信号实时的控制小车的方向。控制小车的方向主要是运用pwm原理来控制电机的平均电压，从而来控制电机的转速，实现小车对黑线的实时跟踪。
3.硬件设计
硬件设计各模块电路图及原理描述 传感器模块
方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。因此我们考虑其他更加稳定的方案。
方案2：用RPR220型光电对管。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。
方案3：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。我们选择了此方案。
传感器是整个系统的眼睛，这部分主要运用红外线传感器采集信号送给单片机处理。由于黑色车道对红外线传感器发出的光有吸收能力，白色地方对发出的光反射，从而当传感器在不同的地方产生不同的信号，传送个单片机。单片机根据采集的信号做出实时的处理。
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最小系统
最小系统是整个系统的心脏，我们采用的是AT89C52芯片。
80C52单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上[2]。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O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一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但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。
驱动模块
方案1：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
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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。
方案2：对于直流电机用分立元件构成驱动电路。由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定。
因此我们选用了方案1。
由于最小系统和电机驱动部分的电压幅值不一样，而且电机是感性负载，在制动时可能反馈电流，因此要在最小系统和驱动模块之间采用光电隔离，所以用到了光电隔离芯片,TPL521-4
由于光耦芯片的引脚不够所以在之后采用了一片反相器74HCT14，反相器图如下
L298是双H桥高电压大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制，可用来驱动继电器、线圈、直流电动机、步进电动机等电感性负载。它的驱动电压可达46V，直流电流总和可达4A。其内部具有2个完全相同的PWM功率放大回路。由L298构成的PWM功率放大器的工作形式为单极可逆模式。12个H桥的下侧桥晶体管发射极连在一起，其输出脚(1和15)用来连接电流检测电阻。第9脚接逻辑控制部分的电源，常用+5V，第4脚为电机驱动电源，本系统中为40V，第5，7，10，12脚输入标准TTL逻辑电平，用来控制H桥的开和关，16×16点阵LED室内电子显示屏的设计
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第6，II脚则为使能控制端。当Vs=40V时，最高输出电压可达35V，连续电流可达2A。
L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动两台电动机。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。电动 机的转速由单片机调节PWM信号的占空比来实现。
L298驱动电路图
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PWM调速器的硬件组成
在整个PWM调速器中，CPU既是运算处理中心，又是控制中心，是最关键的器件。本系统中选用与MCS-51系列完全兼容的AT89C52单片机，它是一种低功耗、高性能、CMOS八位微处理器。片内具有8K字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，128x8位内部RAM，AT89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，提高系统可靠性，降低系统成本。
电源模块
电源中我们采用LM7805稳压芯片将12v直流电源稳压成5v直流源。方案1： 采用10节1.5V干电池供电，电压达到15V，经7812稳压后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。但干电池电量有限，使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便，因此，我们放弃了这种方案。
方案2：采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6V给直流电机供电，经过7812的电压变换后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。锂电池的电量比较足，并且可以充电，重复利用，因此，这种方案比较可行。但锂电池的价格过于昂贵，使用锂电池会大大超出我们的预算，因此，我们放弃了这种方案。
方案3：采用12V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。虽然蓄电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便，但由于我们的车体设计时留出了足够的空间，并且蓄电池的价格比较低。因此我们选择了此方案。下:
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4.软件设计
程序流程图
5.系统调试
本系统的设计是首先完成每一小部分的设计，因此我们在没完成一个模块时就回检测调试该模块。在初次调试时我们采用的电源是又单片机开发板所带的的电源来调试的。调试过程中我们就发现了很重要的问题，由于对本设计的很多模块的没有共同的接地使得很多模块无法工作，我们的解决办法是12v的直流源稳压来供给所以的模块，然后将所以的模块连接共同的地。在驱动模块的调试中发现当光耦芯片给定信号时对lm298的输出没有反应。我们在检验时发现是由于在光耦芯片后部焊接没有焊好，出现了虚焊。在重新焊接好后，芯片正常工作。分
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块调试传感器时，我们将传感器导通，用黑色物体将传感器发射部分盖住检测输出，在将黑色物体移开，再检测输出。
6.设计总结
本文是关于基于单片机的智能小车的设计，在共同的努力下，各部分的设计均成功，在调试过程中都无误。本次设计最终实现了直流电机的动态调压，电源正常输出供电，数码管动态显示数据，蜂鸣器播放美妙的音乐，小车实现简单的转弯功能。由于本次设计中尚存在些缺陷和对寻迹程序编写困难，实现的功能不是很完美，但要求的所有功能基本实现。
本次设计中，从中的体会很多
1、本次的设计可以说设计到大学所学到的所有专业知识，是对大学所学知识的一个整体的回顾。
2、在设计中，不能一气呵成，因为所有的电路图都是自己设计的，图中尚存在不足，所以要反复的琢磨和修改。
3、设计中要注意对每焊完一部分，都要独立的进行检查调试，及时的发现错误，及时的修改
4、本次最重要的收获是从中我们看到了团队合作的重要性，任何事都不是一个人所能完成的，需要大家的共同努力才能获得最后的成功。
7.附 录A；源程序
源程序代码（主要语句要有注释）。循迹的程序 #include #define uint unsigned int void delay(uint);
sbit R=P2^0;//右边传感器 sbit L=P2^1;//左边传感器 sbit RM1=P1^1;sbit RM2=P1^2;//右边电机 sbit LM1=P1^3;sbit LM2=P1^4;//左边电机 void main(){
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RM1=1;
RM2=0;
LM1=1;
LM2=0;
delay(5);
while(1)
{
if((L==1)&&(R==1))//小车前进 {
RM1=1;
RM2=0;
LM1=1;
LM2=0;
delay(5);
}
else if((L==1)&&(R==0))//小车右偏
{
RM1=1;
RM2=0;
LM1=0;
LM2=1;
//左边的电机停止转动，右边的电机转动，这样就实现了左转
delay(10);
}
else if((L==0)&&(R==1))//小车左偏
{
RM1=0;
RM2=1;
LM1=1;
LM2=0;
//右边的电机停止转动，左边的电机转动，这样就实现了右转
delay(10);}
else if((L==0)&&(R==0))//小车停车
{
RM1=0;
RM2=1;
LM1=0;
LM2=1;delay(5);
}
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else
//左右两个电机同时启动，直线前进
{
RM1=1;
RM2=0;
LM1=1;
LM2=0;
}
}
delay(10);
}
void delay(uint z)
{
uint a,b;for(a=z;a>0;a--)for(b=120;b>0;b--);}
8.附 录B；作品实物图片
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9.参考文献
[1] Mark Nelson著.潇湘工作室译.串行通信开发指南[M].中国水利水电出版社，2002.[2] 王宜怀.单片机原理及其嵌入式应用教程[M].北京希望电子出版社，2002.[3] 张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社，2009 [4] 康华光.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社.2006
第二篇：机械的实习报告
一、实习地点
本次实习所在地是内蒙古兴安盟索伦牧场。
索伦牧场总土地面积107726.97公顷；地处大兴安岭南麓浅山地带，山川交错，地貌有山地、沟谷地、低洼地三种，山势大多平缓，低洼地坡度大部分小于10°，一部分谷底较为开阔。平均海拔800米左右，年降雨量450～560mm，年均气温2.1°C，无霜期110天，≥10°C年积温20xx～2200°C，光照时数2789.48，雨热同季，多集中在7～9月。土壤类型有黑土、黑钙土、草甸土、沼泽土、暗棕壤。植被类型有次生林、灌木林、疏林地、草甸草原、坡地草原。无风蚀沙化及水土流失。
该牧场主要从事畜牧饲养业和农业种植业，农业生产以种植小麦、油菜为主，集约化、机械化程度高，机械配套率较高。全场总人口约为5千人；辖管7个生产队；农业机械总动力11668千瓦，实际机播面积约为4000公顷，化肥用量约1000吨。但农田水利建设严重滞后，基本上无水利灌溉设施，完全靠天吃饭。农业总产值1千多万，粮豆总产量120xx吨，单产3526公斤/公顷，牲畜头数30多万头（只）。1998年由外地人分别投资建造淀粉加工厂和屠宰场各一个，年利润均在200万元左右。
二、实习过程
8月17日早晨，全班同学24人到达索伦牧场总部。那是几排陈旧的瓦房围成的院子。其中两排房子各扇门前分别挂着写有“生产科”、“计财科”、“维修科”、“场长办公室”、“副场长办公室”……的牌子，一排是十来间招待所，一排是几间作食堂的房子。
当日11：00左右，场部开了一个座谈会，有全班同学、两位实习带队老师和牧场场长在内的部分领导。场长发表了热情洋溢的欢迎致词，场长助理给我们介绍了索伦牧场的历史。我们由此知道，此牧场由于地理位置极佳，牧草肥美，曾为日军所占并作为军马牧场和掠夺我大兴安岭宝贵资源的必经之路；解放后又作为我军大型军马牧场之一为部队提供了大量良驹宝骑；后由于其并被淘汰以及不再用马匹来载重运输物资，便在我军精简机构时被裁出军队，归地方管辖，从此自主经营，兼营农牧；98年后实行土地承包责任制，把土地、羊群以及农业机械分发承包给各户农民，农户们每年交足农牧税和提留后自负盈亏，此状况至今。
中午，在场部受到杀猪宰羊的盛情款待。
下午，我们去了本次实习所在连（队）-三连，然后全班同学被分成四组分驻四家农户。全队的人聚居在一个村落，一条大道南北贯穿整个村，南头到北头不足500步，我和三位同学便被分派到了最南头的一家农户。连部在北头。天黑时下了一阵小雨。而那时我们正在连部受到连部领导的欢迎和款待。还是猪肉和羊肉。
由于头天下雨了，麦穗湿润不宜收割，故18日那天我们无事可做。好多同学都爬山去了，我和同住的王学军也去了。
山都不高，但由于山下是大片大片的平地，视野极为开阔，所以虽是站在小山顶却颇有登高望远的意味。山下是一片辽阔的土地，或是长着牧草，或是一片玉米地，或是一块金黄色的油菜地，或是一片洁白的羊群，像是一块极大的画布，虽被大块大块地涂上了各种色彩，却又十分和谐自然，极为壮观和赏心悦目；山上长满了没足的青草，间着或白或红或紫的无名小花，有不知名的小蝶儿来去飞舞于其间；天空无云的地方碧蓝如洗，而远处山头的白云极低极近，能清楚地看到它侧面的轮廓，仿佛就是一大堆雪白的棉花在山头飘荡。我们突然不约而同地大喊，以此来宣泄被生活长久施加的重压和表达久别而今又重归大自然的无限喜悦。结果吼声惊起了草丛里一群野鸽，疾然远飞。后来我们躺在山坡上仰望天空，再后来就睡着了，直到另一群游山归去的同学路过时叫醒我们，才依依不舍地回去。
19日下午，我们总算可以下地实习了。或4人一组，或5人一组，全班同学共分成5组，分别去了5个农场主各自的麦地。我所在的组有5人，由于我原不是与其余4人分为一组的，后临时调整去了那组，他们欺我后去，除组长外其余三人分别自封了副组长、副副组长、副副组长秘书，说唯我一人是组员。看他们那样洋洋得意和陶醉，不忍破坏其心情，便配合他们自称组员，他们果然大为兴奋。
农场主用吉普车化了50多分钟才把我们送到目的地。开收割机的两个师傅正好从地这一头开往另一头，我们就站在地头等他们下次回来。
让我们惊诧的是地里麦子还不及膝盖的一半高，而且麦穗极小。农场主解释说好几年都这样了，因为天旱，没有水利设施进行灌溉，而且一块地就成百上千亩，也不方便灌溉，天气好的年头还成，一年还能有几十万块钱的盈余；天气不好，比如今年，每亩地只能收几十斤麦子，刚能把种子收回来，这么大面积土地的投入，像化肥、农药以及农业税和提留都没办法收回了。他说，你们是农业大学来的，水平高，你们说说该怎么办呢？我们沉默了，我们是农业大学来的，却学的是农业机械，而学校也从未开过与农业相关的课程，好多同学还不认识一些基本的作物，大有四体不勤、五谷不分的现象。我们能做什么呢？空负着中国农业大学学生的称号，在一片低矮的小麦面前束手无策。那时，心中内疚不已，想着回去一定多学一些农业方面的知识并努力学习，将来能真正为中国农业做点实事。后来，农场主又和我们谈了许多，关于农场经营方式，适合当地种植的作物，何种作物经济效益更好等等。
一个多小时过去了，收割机才开过来，这时我不得不惊叹这儿土地之广阔了，并感叹：要是没有机器进行耕作、收获，全凭人力，得花多大的功夫啊！眼前则浮现出妈妈为了家里那四亩多的土地而整日辛勤劳作的身影。一时又为自己学农机感到自豪了。
收割机把收获的麦粒卸到地头的卡车里，卸完之后，卡车车厢里才隆起一个不大的麦堆。看着麦堆，心中阵阵心痛：这么宽的土地啊，只因为缺水就只能收获这么一点粮食。
后来我们五人坐上收割机看师傅们如何操作机器，并请教他们许多问题，包括每个操作柄的功能和遇到不同生长情况的作物在如何调整等等。
来回三趟，太阳已去了西边的山头。我们就停工准备回去了。此时卡车里的麦粒差一指高才满。我们五人就躺在麦粒上，两位师傅则在驾驶室里开车回归。
我们仰躺在麦粒上并半陷其中，卡车来回颠簸，而我们则在麦堆里来回晃动；仿佛有一床巨大的绿色毯子从天降下，覆盖着大地，使得道旁的平地和小山坡连为一体，那么流畅，那么自然；而不时出现的羊群则似毯子上绣着的白色花朵；天空那么近，那么蓝，云那么低，那么厚，仿佛一床天鹅绒的被子暖暖地盖在身上。
副副组长秘书用她那甜美的歌喉唱起了“两纸老虎跑得快，一只没有尾巴，一只没有眼睛，真奇怪……”由于唱错了歌词被副副组长纠正，她便愤然改唱“我们的祖国是花园……”。先是副副组长用她那同样甜美的歌喉和唱，接着我们三个男生也跟着唱起来，唱完后我们快乐地大笑。我默默地注视着天空，想着要是这一刻能永远停留，那该多好啊。
20日早晨，我们接着下地。这一天，我们亲自操作了收割机收割小麦并开拖拉机犁收割过小麦的土地。在操作中，看着先是歪歪扭扭的麦道和沟壑渐渐变直，心中充满了成就感。
我们更深入地和师傅们交谈，向他们请教，学到了许多东西。比如知道了什么型号的收割机最新；哪种机型在使用中性能好，那些部件容易出问题。还有了解了一些当地的情况，比如每家大概都有多少只羊，出栏周期多长，冬天如何防止羊受冻受饿，如何销售，去什么地方销售，销售给谁；每家年均收入多少，收入来源都有什么；春冬两季霜冻时节他们都干什么等等。深入交谈中学到了许多，也有许多感触。
21日上午大雨。下午参观了当地唯一的淀粉加工厂和屠宰场。
淀粉加工厂由一大连商人投资建于98年；整套生产线投资150万；年消耗土豆能力2万吨；年产淀粉2400吨；纯利润在200万元左右。根据淀粉厂老板介绍，当地气候很适宜种植土豆，亩产量在两吨左右，其收益超过种小麦，若当地种土豆面积扩大的话，他的厂还需扩大规模，而且当地没有竞争者，成本低，产品售价也高。