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1、电气工程学院单片机原理及应用课程设计专 业： 电气工程及其自动化 设计题目： 寻迹小车设计 班级：学生姓名：学号 指导教师： 分院院长： 教研室主任： 一、课程设计任务书 1.课程设计项目寻迹小车设计2.设计内容1) 设计题目总体设计方案2) 硬件电路设计3) C语 言程序编制与调试4) 电路系统的综合调试5) 撰写课程设计论文6) 完成课程设计论文答辩3.设计要求1) 设计一台自动寻电动小车。2) 电动车能自动寻迹，按设定好的轨迹前进。3) 寻迹由小车前端左右两个光电开关完成，通过调整RW2 和RW4可以改变光电开关的灵敏度。4) 设计结束学生应撰写课程设计报告一份，完成课程设计答辩；5)
2、课程设计报告内容包括：课程设计题目；设计计划与方案论证；设计方案实现（含程序）；课程设计心得。6）课程设计报告的撰写格式应符合单片机实用技术课程设计报告格式要求。4、参考资料1李广弟,朱月秀 ,王秀山编著.单片机基础. 北京:北京航空航天大学出版社,20012 何立民编著.MCS-51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,19993 蔡美琴等编著.MCS-51 单片机系统及应用.北京 :高等教育出版社.19925.设计进度（2011年6月13日至2011年6月24日） 时间 设计内容第1-2天 查阅资料，方案比较、设计与论证，理论分析与计算第3-5天 硬件电
3、路调试第6-8天 系统调试第9-10 天 书写报告、答辩6.设计地点新实验楼323微机实验室二、评语及成绩评分项目 评分标准 量化分数1.独立分析与解决问题的能力很强较强一般不具有102. 课程设计的答辩情况有见解回答准确回答正确基本正确有错误253. 课程设计论文及插图的规范程度规范整洁正确杂乱有错误254.工具软件的使用熟练使用会使用需要学习 105.辅导答疑 积极 认真 应付 消极 106.设计态度 积极 认真 应付 消极 107.出勤 全勤 缺勤次数 10附加评语量化总分成绩：指导教师单片机原理及应用课程设计班 级： 姓 名：学 号： 指导教师：撰写日期： 目录目 录目 录 .7第一章
4、 课程任务内容与要求分析 .11.1 课程设计内容 .11.2 课程设计要求分析 .11.2.1 直流电机调速原理 .11.2.2 PWM 基本原理 .2第二章 程序设计 .5总结 .10参考文献 .11第一章 课程任务内容与要求分析1第一章 课程任务内容与要求分析1.1 课程设计内容设计一台自动循迹电动小车，要求：电动车能自动寻迹，按设定好的轨迹从区域 1 前进至区域 3，并在黑线末端停车，小车前进路线图如图 1-1 所示。在区域 1 和区域 3 内，小车缓慢前进，在区域 2 内小车全速前进。寻迹用小车前端左右两个光电开关完成，通过调整 RW2 和 RW4 可以改变光电开关的灵敏度。区域一
5、区域二 区域三图 1-11.2 课程设计要求分析本项目为典型的电机控制。利用定时器 T0 产生 PWM 波形，用于速度调节。通过传感器输入信号，对电机进行控制，改变小车的运行状态，使小车按照预定轨迹前进。电机控制用 L293D 实现，L293D 是电机控制专用芯片，接口简单如图5-2 所示。用 P0.0P0.5 进行控制。P0.0EN3、P0.1IN1、P0.2IN2、P0.3IN4、P0.4IN3、P0.5EN4。传感器信号输入分别为 P0.6S1、P0.7 S21.2.1 直流电机调速原理依据直流电动机转速公式：n=(U-IR)/K其中 U 为电枢端电压，I 为电枢电流，R 为电枢电路总电
6、阻， 为磁第一章 课程任务内容与要求分析2通量，K 为电动机结构参数。由公式可以看出，可以通过改变励磁磁通量 、电枢电路总电阻 R、电枢端电压 U 三种方法来调节转速。（1）改变励磁磁通量主要是针对励磁式直流电机（定子上也为绕组，通电产生磁场，相当于电磁铁） ，改变励磁电流进而改励磁磁通量，而我们用的直流电极是永磁式直流电机（定子为永久磁铁） ，所以不能通过改变励磁磁通量的方法改变速度。（2）通过改变电枢电路的总电阻 R 来调速，由 n=(U-IR)/K 可知，当 R 变大时，n 变小。（3)通过改变电枢端电压 U 来调速，调节电枢端电压可以实现无级调速，是应用范围最为广泛的调速方法。 1.2
7、.2 PWM 基本原理采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM 控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。通俗的说 PWM 是采用数字量对模拟量进行合成的方法。由于电压 UAB 的正、负变化，使电流波形存在两种情况： 电动机负载较重（如 id1 ） ，这时平均负载电流大，在续流阶段电流仍维持正方向，电机始终工作在第象限的电动状态；电动
8、机负载较轻（如 id2 ） ，平均电流小，在续流阶段电流很快衰减到零，于是 VT2 和 VT3 集一射极两端失去反压，在负的电源电压（Us）和电枢反电动势的共同作用下导通，电枢电流反向，沿回路 3 流通，电动机处于制动状态。与此相仿，在 0tpwm1)en1=0;if(flag1=100) / 设定周期为 20ms/flag1=0;/*PWM2 设定*/if(flag2pwm2) / PWM2 占空比/en2=0;if(flag2=100) / PWM 周期为 20ms/flag2=0; 第二章 程序设计5第二章 程序设计为实现循迹小车的动作要求，设计程序如下：#include sbit en
9、1= P00; /右边电机sbit RIN1=P01;sbit RIN2=P02;sbit LIN1=P03; /左边电机sbit LIN2=P04;sbit en2= P05;sbit R_CQG=P06; /接收信号处理口sbit L_CQG=P07; unsigned char num;unsigned char LPWM,RPWM;unsigned char disp4; /定义 4 个显示缓冲单元unsigned char code dtab=0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0xff;/共阳极接法的数字 0F 段码表
10、void Delayms(unsigned int x); /定义 xms 延时函数，x 就是形式参数/*显示函数：用串行口方式 0 驱动 74L164*/void Disply164(void) /显示函数unsigned char i;for(i=0;i=100) click=0;if (click=10)Disply164();if(+num=20)aa+;disp2=aa%10;disp3=aa/10;num=0;第二章 程序设计7 void init()SCON=0X00;TMOD=0X11;TH0=0Xff; TL0=0Xf6;TH1=0X3c; /恢复定时器初始值 TL1=0Xb
11、0; EA=1;ET0=1;TR0=1;ET1=1;TR1=1;void main()init();en1=1;en2=1;LIN2=1;RIN2=1;disp0=0;disp1=0;disp2=0;disp3=0;while(1)if(L_CQG=0&R_CQG=0)Delayms(550);if(L_CQG=0&R_CQG=0)num+;if(num=3)num=3;第二章 程序设计8if(num=0)LPWM=70;RPWM=70;if(L_CQG=1&R_CQG=1)LPWM=70;RPWM=70;else if(L_CQG=0&R_CQG=1)LPWM=10;RPWM=70;else
12、 if(L_CQG=1&R_CQG=0)LPWM=70;RPWM=10;if(num=1)LPWM=99; / 改速度RPWM=99; / 改速度if(L_CQG=1&R_CQG=1)LPWM=90;RPWM=90;else if(L_CQG=0&R_CQG=1)LPWM=30;RPWM=99;else if(L_CQG=1&R_CQG=0)LPWM=80;RPWM=30;if(num=2)LPWM=70; / 改速度RPWM=70; / 改速度if(L_CQG=1&R_CQG=1)LPWM=70;RPWM=70; /改速度else if(L_CQG=0&R_CQG=1)LPWM=30;RPWM=70;else if(L_CQG=1&R_CQG=0)LPWM=70;RPWM=30;第二章 程序设计9disp0=num%10;disp1=num/
