毕业设计全自动消防小车.doc

目录 绪论 1 1系统方案选择 2 1.1任务要求 2 1.1.1 设计任务 2 1.1.2 设计要求 2 1.2总体设计方案 2 1.3方案选择与分析 3 1.3.1控制器分析与比较 3 1.3.2电动车车体的选择 3 1.3.3电机的选择与分析 4 1.3.4电机驱动电路方案选择 4 1.3.5轨迹探测模块设计与比较 4 1.3.6火源检测设计与比较 5 1.3.7电源模块 5 1.3.8避障模块设计与分析 5 1.3.9灭火模块 6 1.4最终方案 6 2硬件实现及单元电路设计 6 2.1 STC89C52单片机系统概述及其引脚功能介绍 6 2.1.1 STC89C52单片机系统概述 6 2.1.2 单片机引脚功能 7 2.2光电对管电路的设计 9 2.3火焰传感器及应用 10 2.4电机驱动电路的设计 11 2.5灭火模块设计 13 2.6避障功能的实现方法 13 3软件系统设计 13 3.1编译语言及编译环境 13 3.1.1汇编语言的概述 13 3.1.2 C语言概述 13 3.1.3 编译语言及编译环境综述 14 3.2程序解析 14 3.2.1各函数功能 14 3.2.2程序流程图 18 4测试结果 19 结束语 20 致谢 21 参考文献 22 附录A：程序清单 23 绪论 1系统方案选择 1.1任务要求 1.1.1 设计任务 图1-1模拟火场示意图 1.1.2 设计要求 1.3方案选择与分析 1.3.1控制器分析与比较 方案一：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。处理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时，由于其占用的CPU资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。 方案二：采用STC89C52单片机作为主控制器。STC89C52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦写1000次以上的Flash只读存储器，具有256 bytes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。 从方便使用和综合性能的角度考虑，选择了方案二。 1.3.2电动车车体的选择 方案一：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。但是一般的说来，玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该题目的方格地图，不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。而且这种电动车一般都价格不扉。因此放弃了此方案。 方案二：自己制作电动车。经过反复考虑论证，我们制定了左右两轮分别驱动，后方万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个直流电机进行驱动，后面装一个万向轮。这样，当两个电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和180度的转弯。 对于车架材料的选择，经过比较选择了硬塑板。用硬塑板做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。故选择了方案二。 1.3.3电机的选择与分析 方案一：采用直流电机 直流电机速度快，价格便宜，通过调节电流来改变速度，驱动电路简单，调速范围广，调速特性平滑。 方案二：采用步进电机 步进电机是一种能将电脉冲转化为角位移的机构，通过控制脉冲个数来控制角位移量，通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，其精确度高，但控制相对较繁琐。 由于本系统对电机速度控制要求不，采用方案一。 1.3.4电机驱动电路方案选择 方案一：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，L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；电路简单，使用比较方便。 方案二：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。 通过比较，使用L298N芯片充分发挥了它的功能，能稳定地驱动步进电机，且价格不高，采用方案一。 1.3.5轨迹探测模块设计与比较 方案一：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