巡线小车开发实验报告（高东）.doc

巡线小车的设计与制作 PAGE 开放性实验报告 ——巡线小车设计 系 别：测控技术与仪器 姓 名：高东 王启瑞 蒋康 张娇 指导老师：赵勇 时 间：2009.10.24—2009.12.7 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc247941324 1 系统功能介绍 PAGEREF _Toc247941324 \h 1 HYPERLINK \l _Toc247941325 2 设计任务与要求 PAGEREF _Toc247941325 \h 1 HYPERLINK \l _Toc247941326 3 系统硬件设计 PAGEREF _Toc247941326 \h 1 HYPERLINK \l _Toc247941327 3.1系统总体设计框图 PAGEREF _Toc247941327 \h 1 HYPERLINK \l _Toc247941328 3.2寻线模块(ST188) PAGEREF _Toc247941328 \h 2 HYPERLINK \l _Toc247941329 3.3电机控制模块 PAGEREF _Toc247941329 \h 3 HYPERLINK \l _Toc247941330 3.4单片机最小模块 PAGEREF _Toc247941330 \h 4 HYPERLINK \l _Toc247941331 3.5数码管显示模块 PAGEREF _Toc247941331 \h 5 HYPERLINK \l _Toc247941332 4 系统软件实现 PAGEREF _Toc247941332 \h 6 HYPERLINK \l _Toc247941333 4.1 设计思路 PAGEREF _Toc247941333 \h 6 HYPERLINK \l _Toc247941334 4.2 软件程序流程图 PAGEREF _Toc247941334 \h 7 HYPERLINK \l _Toc247941335 4.3程序代码见附录Ⅰ PAGEREF _Toc247941335 \h 7 HYPERLINK \l _Toc247941336 5 调试结果 PAGEREF _Toc247941336 \h 7 HYPERLINK \l _Toc247941337 6 实验总结 PAGEREF _Toc247941337 \h 8 HYPERLINK \l _Toc247941338 附录Ι PAGEREF _Toc247941338 \h 9 HYPERLINK \l _Toc247941339 附录Ⅱ PAGEREF _Toc247941339 \h 13 PAGE 1 1 系统功能介绍 本设计以单片机作为控制核心，电路分为最小系统模块，黑线检测模块，电机驱动模块，数码管显示模块。黑线检测模块采用反射式关电传感器st188，并且接相应的三级管来规划传感器的输出，当输出高电平为正常情况。电机为伺服电机，给定脉宽为1.5ms的信号电机保持不动，给定脉宽为1.7ms的信号电机正向转到给定脉宽为1.3ms的信号电机逆向转到。数码管动态显示小车行进过程所用的时间。 2 设计任务与要求 了解关电传感器st188的设计原理和方法。 熟悉51系列单片机的原理及应用。 掌握伺服电机的驱动方法。 掌握动态数码管显示的方法。 设计小车的硬件电路及软件程序。 制作小车的硬件电路，并调试软件，最后实现小车的自动测量黑线。 3 系统硬件设计 3.1系统总体设计框图 该系统中51单片机作为主微控芯片，其外多个I/O口作为通用I/O口接受传感器的信号并输出相应的控制信号。 系统硬件总体设计框图如下图3.1-1所示。 图3.1-1系统硬件总体设计框图 3.2寻线模块(ST188) 该系统中的寻线模块我们采用的是ST188传感器。ST188是一个无限红外模块，它有一个发射管（白色）和一个接收管（黑色），一般情况下接收管能收到发射管发送的红外光，但当遇到吸光介质（如黑色物体）时接收管便不能收到发射管的红外光。由于这种现象，加上合适的硬件电路（如图3.2-1），我们可以引出一条信号线，当一切正常时，信号线处于一种状态，但当遇到吸光介质时信号线便处于另一种状态，利用这种不同状态的差异我们便可以通过微控制器来实现小车的寻线行驶。ST188详细资料见附录Ⅱ 下图3.2-1是该系统中我们的ST188外接硬件电路图： 图3.2-1 寻线模块电路图 图中R1为发射管的限流电阻，若R1阻值过大，则发射管功率会大幅降低，所以其阻值在5