智能汽车比赛计时器单片机课程设计报告.doc

单片机课程设计 题 目：智能汽车比赛计时器 院 （系）：xxxxxxxxxxxxxxxxx学院 专 业：xxxxxxxxxxxxxxxxx 学生姓名： xxxxxxxxxxxxxx 学 号： xxxxxxxxxxxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 2011 年 11 月 10 日 1 课程设计概述 1.1 课程设计题目 要求：设计智能汽车比赛计时器的测试电路，用光电传感器设计红外接收电路，再设计一个计时器，通过电压差来触发定时器开始计时。对智能车跑1圈所用的时间，精确到10ms，结果用四位数码管显示。 *附加要求：通过MAX232及串口与PC机通信，把数据发送到PC机上显示。 1.2 主要仪器设备 示波器 1台 直流稳压电源 1台 数字万用表 1块 PC机 1台 2 硬件设计 整个系统以单片机STC12C5A08S2为核心部件。在08S2最小系统外围添加了数码管显示，与用MAX232和PC机的通信串行接口构成的通信电路，以及用LM324和光敏电阻构成的接收电路。 2.1 单片机部分 本设计选择的单片机芯片是STC12C5A08S2，其原理图如2-1所示。该芯片的P0口和P2.0—P2.3口用9013三极管组成的数码管显示电路。 P3.0和P3.1是STC12C5A08S2的串口，实现上电复位程序下载。 P3.2是触发计时输入，当光敏电阻接收到无光照的信号时，将信号输入，触发芯片内部的计时器0开始计时，当再次接收到此信号时，停止计时，将数据显示并通过串口发送。 STC12C5A08S2最小系统原理图 2.2 串行接口部分 MAX232通过内部电压倍增及电压反向电路，把TTL电平与RS232电平互换，实现单片机与PC机的串口通信。 MAX232及串行接口原理图 2.3显示驱动电路和光敏信号触发电路 电压信号通过P3.2口输入触发计时信号，使计时器开始计时。 驱动部分原理图 3 软件设计 3.1硬件设计构成图 3.2流程图设计 4 系统调试 4.1 单片机程序仿真 由于PROTEUS中没有我们选用的STC12C5A08S2型号的单片机，因此使用AT89S2的单片机代替。仿真电路如下图所示： 4.2 电路调试过程遇到的问题和解决方法 STC12C5A08S2最小系统包括晶振和复位电路， LCD显示，以及通信下载接口。 由于对单片机知识以及各种硬件软件知识的基础不扎实，所以导致在画电路图和编写程序上遇到很大的麻烦，只能够一步步的从最简单的电路搭建起来，在编写程序过程，通过在protues软件中的仿真，仿真过程问题也是随时遇到的，所以在功能上从简单开始，一点点的实现。对于在硬件方面，画电路图，做板等，从中参考和模仿，最后确定电路图可行，再制版。 以前很少接触单片机的动手操作，对于单片机的使用，和串口下载器的制作，更是困难。所以只能先把串口接口芯片MAX232及其外部电容和单片机的晶振电路接在面包板上，通过串口与单片机连接调试下载功能，因此系统不是很稳定，有时可以下载，有时不可以。 依据插在面包板的电路图画原理图以及PCB，板子做出来之后，用万用表测试各点的连接特性，有时正常，有事不稳定，问题也是屡屡呈现。 在调试过程，液晶没有显示，调节液晶显示偏压信号端的电压，使其接近地，液晶显示正常。 最后，本次课设中，无法实现暂停功能，无法实现数据传送功能。 总结与改进展望 本次课程设计中，资料的查询、收集，系统电路的设计及仿真，程序的编写，电路图与PCB板的绘制腐蚀焊接及调试的全过程，在同学的相互帮助和参考下，我一步步的完成之前的工作。参考和模仿别人的电路和程序，当把硬件做出来之后，我更是糊里糊涂，发现调试过程，自己还是无厘头，无从入手。最后在同学、老师的帮忙下，自己一步步的摸索，把系统的所有性能有了初步的了解，虽然最终的结果不理想，但是发现自己的问题所在，还是达到了自己的目标。 在本次设计中，我深深的认识到自己的理论知识和动手能力是如何的薄弱，对于科技方面的硬件和软件知识，动手能力需要花更多的时间去学习，起码能把基础打扎实。加强动手能力，在读懂前辈们思路的情况下，去模仿别人的电路，把板做出来。另一方面，可以通过对单片机实验板的学习，了解在单片机功能上的基础知识，然后把简单的电路合并，整理，实现一定的功能。 本次课程设计，主要是计时器和红外接收等可触发计时器开始