寻迹小车智能控制系统的设计与制作毕业设计论文(编辑修改稿)

寻迹小车智能控制系统的设计与制作毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

无线遥控器的设计方案 单片机电路无 线 发 送 模 块电 源 模 块摇 杆 模 块L C D 显 示 模 块 图 22 无线遥控器 控制系统结构框图 无线遥控器主要有 STC12C5A60S2 单片机主控电路模块， NRF24L01无线发射模块，手机锂电池充、供电模块， NOKIA5110 显示模块， TL431 基准电压模块和摇杆模块等。 寻迹小车智能控制系统的设计与制作 6 主要工作原理是通过 STC12C5A60S2 单片机控制 AD 采集 摇杆的 X,Y 轴电位值，并将电位值通过 NRF24L01 无线模块发送给小车，从而控制小车转向和加、减速等。 循迹小车的设计方案 单片机电路无 线 接 收模 块超 声 波 避障 模 块红 外 测 速模 块电 源 模 块直 流 电 机电 机 驱 动循 迹 传 感器L C D 显 示 模 块防 撞 模 块 图 23 智能循迹小车 控制系统结构框图 智能循迹小车主要包括了 STC12C5A60S2 单片机主控电路模块， TSL1401 线性 CCD循迹模块， NRF24L01 无线接收模块，超声波 HC_SR04 避障模块，红外 ST188 测速模块， NOKIA5110 显示模块 和 PNMOS 对管构成的 H 桥电机驱动模块等。 主要工作原理是 通过 TSL1401 线性 CCD 循迹模块采集的黑线路经或 NRF24L01 无线接收模块接收遥控器的数据，然后由 STC12C5A60S2 产生 PWM 来 控制电机驱动模块改变电机的工作状态，最后实现小车循迹。 系统设计步骤 1. 根据设计要求，确定控制方案。 2. 利用 Altium Designer 设计合理的硬件原理图。 3. 画出程序 流程图， 使用 C 语言 进行编程。 4. 将各元件焊接在 PCB 板上，并将程序烧录到单片机内。 寻迹小车智能控制系统的设计与制作 7 5. 进行调试以实现控制功能。 确定整体控制系统方案 1. 主控使用 40 引脚的 STC12C5A60S2 单片机芯片，因为其内部集成 10 位 ADC、2 路 PWM 等，可以节省外围设备。 2. 整个系统由 、 3V、 5V 三种直流电供电。 其中 电源是由直接提供的可充电电池供电， 5V、 是通过 电池来实现的。 3. 电机驱动模块由 2 片 PMOS 管 IRF4905 和 2 片 NMOS 管 IRF3205 组成了一个 H桥，可以通过 PWM 来控制电机的启停和正 反转。 4. 路径识别采用 TSL1401 线性 CCD，通过对赛道黑白的识别来控制舵机转向。 5. 无线模块采用 NRF24L01 来传输数据，从而可以通过遥控器控制小车。 6. 避障模块主要是通过超声波 HC_SR04 测距，提前控制舵机转向，避开障碍物。 7. 速度检测模块由红外对管 ST188 检测后轮胎转速，然后数据处理为速度并实时显示在现实。 8. 显示模块采用 NOKIA5110 通过 5 个普通 IO 口与单片机通信， 84x48 的点阵，可以显示 4 行汉字，能充分满足需求。 寻迹小车智能控制系统的设计与制作 8 3 系统的硬件设计 图 31 系统总体 原理图 单片机电路 1234567891011121314151617XTAL218XTAL119GND2021222324252627282930313233343536373839VCC40U1STC12C5A60S2104C110UFC2GND10UFC3VCC110KR1GND1 2Y11918181930pFC430pFC5GNDRX1TX1VCC11RSTCE0DCDINCLKEcho0Trig0Echo1Trig1SCKMISOMOSIIRQCE1CSNP10DJPWM1PWM2INT0INT1BEEP1KR7R8R9R10R11R12 图 32 STC12C5A60S2 单片机最小系统 单片机的简介 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟 /机器周期 (1T)的单片机，是高速 /低功耗 /超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051，1234567891011121314151617XTAL218XTAL119GND2021222324252627282930313233343536373839VCC40U1STC12C5A60S21 23 45 6S1自锁开关VCC1104C110UFC2GND10UFC3VCC110KR1GND1 2Y11918181930pFC430pFC5GND1234567891011121314151617XTAL218XTAL119GND2021222324252627282930313233343536373839VCC40U2STC12C5A60S21 23 45 6S2自锁开关104C710UFC6GND10UFC8VCC210KR2VCC2GND1 2Y230pFC930pFC10GNDY18Y19Y19Y181234P1下载接口 11234P2下载接口 2GND GNDTX1RX1VCC11TX2RX2VCC22RX1TX1RX2TX2GND1VOUT2VIN3VOUT4POWER1AMS1117 5VGND1VOUT2VIN3VOUT4POWER2AMS1117 GND1VOUT2VIN3VOUT4POWER3AMS1117 5V12POWER总电源 1GNDVCC0GND GND GNDVCC0VCC0VCC2VCC1VCC1VCC312345678P3NOKIA5110GNDVCC11VCC11CLKDINDCCE0RSTVCC11 VCC22RSTCE0DCDINCLK12345678P4超声波 HC_SR04VCC11Trig1Echo1GNDVCC11Trig0Echo0GNDEcho0Trig0Echo1Trig112345678P8无线 NRF24L01GNDVCC3CE1CSNSCKMOSIMISOIRQSCKMISOMOSIIRQCE1CSN2KR31KR4GNDVCC0分压电路P10P10123P5舵机 SD_5GNDVCC11DJDJ12P6PWMPWM1PWM2PWM1PWM2INT0INT1LS1BuzzerQ1NPNVCC11GND1KR5BEEPBEEPD11KR61KR7R8R9R10R11R12声光报警12345P9线性 CCD TSL1401GNDVCC22AOCLK2SISICLK2AOINT02123P10红外测速VCC22INT02GND10UFC11GND GNDQ4NMOSQ3NMOSQ1PMOSQ2PMOSU3光耦 PC817U4光耦 PC817U5光耦 PC817U6光耦 PC817VCC22VCC11123P7INTINT0INT1GNDGNDVCC0IRF4905 IRF4905IRF3205 IRF3205MB1Motor寻迹小车智能控制系统的设计与制作冯聪聪 20xx50712105河南工程学院电气 1 班 13211KR131KR141KR151KR16D2 D3D4 D51KR181KR201KR171KR19GNDGNDGNDPWM1PWM1GNDPWM2PWM2GNDVCC0 VCC0GNDGNDVCC电机驱动寻迹小车智能控制系统的设计与制作 9 但速度快 812 倍。 内部集成 MAX810 专用复位电路， 2 路 PWM， 8 路高速 10 位 A/D转换 (250K/S，即 25 万次 /秒 )，针对电机控制，强干扰场合。 单片机的主要特点 1. 增强型 8051 CPU， 1T，单时钟 /机器周期，指令代码完全兼容传统 8051； 2. 通用 I/O 口（ 36/40/44 个），复位后为：准双向口 /弱上拉（普通 8051 传统 I/O 口）可设置成四种模式：准双向口 /弱上拉，强推挽 /强上拉，仅为输入 /高阻，开漏每个 I/O 口驱动能力均可达到 20mA，但整个芯片最大不要超过 120mA； 3. 内部集成 MAX810 专用复位电路（外部晶体 12M 以下时，复位脚可直接 1K 电阻到地）； 4. 时钟源：外部高精度晶体 /时钟，内部 R/C 振荡器 (温漂为 177。 5% 到 177。 10%以内 )用户在下载用户程序时，可选择是使用内部 R/C 振荡器还是外部晶体 /时钟 常温下内部 R/C 振荡器频率为： 单片机为： 11MHz～ 17MHz 单片机为： 8MHz～ 12MHz 5. 共 4 个 16 位定时器 两个与传统 8051 兼容的定时器 /计数器， 16 位定时器 T0 和 T1，没有定时器 2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器 ,再加上 2 路 PCA 模块可再实现 2 个 16 位定时器； 6. 3 个时钟输出口，可由 T0 的溢出在 ，可由 T1 的溢出 输出时钟，独立波特率发生器可以在 口输出时钟； 7. 外部中断 I/O 口 7 路 ,传统的下降沿中断或低电平触发中断 ,并新增支持上升沿中断的 PCA 模式 ， Power Down 模 式 可 由 外 部 中 断 唤 醒 ， INT0/,INT1/,T0/, T1/, RxD/,CCP0/(也可通过寄存器设置到 ), CCP1/(也可通过寄存器设置到 )； 8. PWM（ 2 路） / PCA（可编程计数器阵列 ,2 路） 也可用来当 2 路 D/A 使用 也可用来再实现 2 个定时器 也可用来再实现 2 个外部中断 (上升沿中断 /下降沿中断均可分别或同时支持 )； 9. A/D 转换 , 10 位精度 ADC，共 8 路，转换速度可达 250K/S(每秒钟 25 万次 )； 寻迹小车智能控制系统的设计与制作 10 10. 通用全双工异步串行口 (UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，可再用定时器或 PCA 软件实现多串口； 11. STC12C5A60S2 系列有双串口，后缀有 S2 标志的才有双串口， RxD2/(可通过寄存器设置到 )， TxD2/(可通过寄存器设置到 )。 路径检测模块 1234567891011121314151617XTAL218XTAL119GND20212223242526272829303132333。