毕业设计单片机智能小车硬件设计和软件设计.doc

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1、目录摘 要IABSTRACT2第一章 绪 论31.1智能小车的意义和作用31.2国内外发展历程和现状31.3本课题研究的方案5第二章 智能循迹小车硬件系统设计72.1 系统设计原理72.2小车模块82.3中央处理单元82.4 LED显示模块92.5路面黑带检测单元102.5.1红外光电传感器循迹原理102.5.2传感器的选择112.5.3传感器分布对循迹的影响122.5.4系统循迹的实现122.6电源部分122.7 H桥电机驱动模块142.7.1 H桥驱动电路介绍142.7.2 H桥驱动电路原理142.7.3 H桥驱动电路原理图162.8电路原理图16第三章 软件设计183.1 主程序设计18

2、3.2 检测模块程序设计183.3 H桥路程序设计193.4 LED显示模块设计21第四章 调试224.1 硬件的调试224.2 软件的调试22第五章 结论与展望24参考文献25致 谢26附录 完整程序27摘 要智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为管理，它应用于科学勘探等用途。智能电动车就是其中的一个体现。智能车辆又称为轮式移动机器人，是移动机器人的一种，是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合体统。除了潜在的军用价值外，还因其在公路交通运输中的应用前景受到西方国家的普遍关注。本文简要介绍了单片机智能小车硬件设计和软

3、件设计的过程。本选题是用51单片机技术开发智能小车,实现自动前进、左右转弯、后退等基本功能，原理图由PROTEL 99软件来绘制。该系统通过配置在智能小车上的红外传感器，采用红外传感技术对特定目标进行识别，在目标运动过程中，通过单片机接受计算机发出的命令控制智能小车跟踪目标，在没有人为干预的情况下，能够自主运行，稳定地跟踪木标。在软件设计方面分为数据采集模块,信号处理模块,控制器控制电机模块，基本实现了本设计课题的预定功能。关键词： 单片机；传感器；PROTEL 99ABSTRACTIntelligence system as a modern new invention is the dir

4、ection of future development,it can be run automatically in the pre-determined model,no need of the personal management,it can be applied in scientific exploration,Intelligent Vehicle is one embodiment.Intelligent Vehicle is also known as Wheel Mobile Robot,one kind of the mobile robots,which is com

5、bined many functions such as the perception,planning decision,automatic driving.Not only its special potential in military using,but also in road transport,the future development is noticed by the western countries.This article briefly introduced the development background and significance of the sy

6、stem, and introduced the process of the hardware design and the software design with emphasis This selected topic with the single-chip microcomputer technology to develop intelligence car which can realizes the automatic advance, makes a turn, the backlash the basic function and so on through examin

7、ing the road surface. So it may conveniently apply in the road surface security inspects. and manufactured the schematic diagram and the electric circuit board with protel99. The syseen uses infrared sensor technology to cognize the certain target through infrared sensor installed on the front of th

8、e inrelligent vehicle.When the target is moving,single chip receives the commands from the computer and then control the vehicle to race target.The system can run by it self,regardless of artificial control,This design provides a platform for the research of Machine Intelligence system.In the softwa

9、re design aspect, then which divided into three modules: data acquisition module, signal processing module, The controller control electrical machinery module. This design structure is simple, therefore, it controls the signal sampling frequency and the electrical machinery rotational speed with the

10、 traditional assembly language programming, using the timer severance. Finally, it basically realized the prearrange function in this design topic through the software and hardware debugging and a try run.Keyword: single-chip microcomputer; sensor; protel 99第一章 绪 论1.1智能小车的意义和作用智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气

11、技术、电气控制工程、智能控制等学科，智能控制技术是一门跨学科的综合性技术，当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。随科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能机器人是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。而智能电动车正是智能机器人的一种。自工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能代替

12、人劳动的机器一直是人类的梦想。随着社会的不断发展，各行各业的分工越来越明细，尤其是在现代化的大产业中，有的人每天就只管拧一批产品的同一个部位上的一个螺母，有的人整天就是接一个线头，就像电影摩登时代中演示的那样，人们感到自己在不断异化，各种职业病逐渐产生，于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作，因此人们研制出了机器人，用以代替人们去完成那些单调、枯燥或是危险的工作。机器人要实现自动引导功能和壁障功能就必须要感知引导线和障碍物，感知引导线相当于给机器人一个视觉功能。壁障控制系统是基于自动引导小车系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并且自动避开障碍，选择正确的行进线路。使用传感器感知线路和障

13、碍并作出判断和相应的执行动作。1.2国内外发展历程和现状智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、壁障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能。智能车辆又称为轮式移动机器人，就是一种移动机器人。它是一个自动驾驶、规划决策、环境感知等多种功能于一体的综合系统。除了其在公路交通运输中的应用外，还因为特殊潜在的军用价值前景而受到西方国家的普遍关注。几个工业发达国家已相继将智能车辆的研究纳入重点开发的“智能运输系统”和“智能车辆系统”的重要组成部分。从移动的方式上看，移动机器人可分为腿式、履带式、轮式、水下推式。本论文研究的智能车辆属于轮式移动机器人。自机器人问世以来，其技术

14、发展已经经历了三代：第一代是可编程的示教再现型机器人，它不配备任何传感器，一般采用简单的开关控制、示教再现控制和可编程控制，机器人的作业路径或运动参数都需要示教或编程给定。在工作过程中，它无法感知环境的改变而改善自身的性能、品质。第二代是具有一定的感觉功能和一定自适用能力的离线编程机器人。这种机器人配备了简单的内、外部传感器，故具备部分适用外部环境的能力。第三代是智能机器人，目前正处于研究和发展阶段的智能机器人，具有多种外部传感器组成的感觉系统，可通过对外部环境信息的获取、处理来确切描述外部环境，能自主完成任务。它拥有自己的知识库、多信息处理系统，可在结构或半结构化的环境工作，能根据环境的变化

15、作出决策，具有自适用能力、自学习、自组织功能。在起初的研究中，主要从学术角度研究室外机器人的信息处理和体系结构，并建立实验系统进行验证。1954年 美国人乔治德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。1969年 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机

16、器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长，后来更进一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。进入80年代，开始对机器人的智能行为进行研究，推动了其它国家对移动机器人的研究与开发。同时，也为以后探讨人类研究智能机器人的途径积累了经验。90年代，随着各项技术的发展，移动机器人开始向实用化进军，在更现实的基础上开拓各个领域。德国研制了一种轮椅机器人，并在1998年汉诺威工业商品博览会的展览大厅和乌尔姆市中心车站的客流高峰期环境中进行了实地现场表演。这种轮椅机器人是在一个商业轮椅的基础上实现的。该轮椅机器人在有大量乘客的、公共场所拥挤的环境中进行了超过36小时的考验，

17、所表现出的性能是非凡的。由美国NASA资助研制的“丹蒂号”八足行走机器人，是一个能提供远程机器人探险和对高移动性机器人运动的了解的行走机器人。丹蒂计划的主要目标是为实现在充满碎片的月球或其它星球的表面进行探索而提供一种机器人解决方案。它于1994年在斯泊火山的火山口中成功的完成了探险任务。国外还研究了一种独轮机器人，它与静态稳定性多轮移动机器人相比，具有很好的动态稳定性，高可操作性，对姿态干扰的不敏感性，水路两用性。和低的滚动阻力跌倒的恢复能力。这是运动性的一种新概念。2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比

18、尔盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。与国外相比而言，我国智能机器人的研究起步比较晚，但发展迅速。国家“863”智能机器人专家组将智能机器人的研究作为今后发展的重点。近十年阿里，我国已陆续研制出一些高水平的机器人，如沈阳自动化所得AGV小车、清华大学的自主车、上海大学的的“导购机器人”以及哈尔滨工业大学机器人研究所的“导游机器人”等。在这些机器人上都比较成功地应用了多传感器的信息融合和路径规划，具备了一定的自主功能。另外，我国在水下机器人、核工业机器人、爬壁机器人、室外移动机器人、排险机器人等方面的研究，也接近或达到世界先进水平。新世纪作为高技术产业的智能机器人，将迎接新的挑战和发展机遇。人类

19、在探索宇宙、保护自然环境促进经济发展和发展医疗保健事业等方面还有大量的工作要做。因此开发适应于非结构化环境工作的机器人是当今机器人发展的方向。随着智能机器人的发展，其应用前景更为广泛，智能机器人将在军事、农业、林业、矿业、太空、海洋、娱乐、体育、医疗、服务业等方面，找到用武之地。1.3本课题研究的方案本选题是用AT89C52单片机技术开发智能小车,该智能车以单片机89C52作为核心控制器，采用光电传感器对黑线进行感知，路径识别模块将采集到的路面引线与车体位置的信息通过各自的接口送到单片机。通过对路面的检测能实现自动的前进,左右转弯,后退等基本功能,能够方便的应用于路面的安全巡检.小车的控制单元

20、主要包括传感器及调理电路,及驱动电路,控制器三个部分.小车的行动离不开传感器通过两个红外光电传感器,根据路面的情况分别输出高低信号,由于传感器检测到的信号比较微弱,通过比较运放将其信号扩大,调理,使其输出兼容TTL电平,以便与控制器接口.控制系统,这里采用AT89C52,控制器按一定的时钟周期对光电检测器的输入信号采样检测,根据光电检测器的状态,判断小车的动作,给步进电机输出正确的控制信号,实现电机的转动。智能循迹小车确定了如下方案：在现有小车底板（三轮）的基础上，加装红外对管，运算比较芯片实现对电动车的位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数

21、据实现对小车的智能控制。这种方案能实现对小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。在软件设计方面,则分为三个模块,即数据采集模块,信号处理模块,控制器控制电机模块.此设计结构简单。第二章 智能循迹小车硬件系统设计2.1 系统设计原理这种方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足系统的各项要求。利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在电动小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，电动小车上的接收管接收不到红外光。智能循迹

22、小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。将循迹光电对管分别装在车体下的左右。当车身下左边的传感器检测到黑线时，主控芯片控制左轮电机停止或者后转，车向左修正，当车身下右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机停止或者后转，车向右修正。其系统框图如图2.1所示：STC89C52RC单片机主控芯片显示模块（跑马灯）检测模块（红外对管）电机驱动模块（H电桥）图2-1 系统结构框图2.2小车模块小车底板（三轮）它后面的滑轮为万向轮，它能够进行360灵活转弯，并且反应速度快，又便于控制，所以我们最终选择了三轮的小车底板

23、。2.3中央处理单元89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。80C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片

24、内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。我们使用了P0端口作为电机驱动模块与检测输入模块，P2端口8bit 用作跑马灯显示模块，P00与P01接检测电路以及转向灯。图2-2 单片机处理模块2.4 LED显示模块发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电

25、子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。LED发光二极管采用串并结合的方法既可以减少功耗又可以降低驱动电压的要求，通过单片送低电平点亮LED。图2-3 LED显示模块电路图2.5路面黑带检测单元2.5.1红外光电传感器循迹原理光电传感器按检测方式通常分为反射式和对射式。常见的反射式光电传感器的光源有多种，普通发光二极管、红外发光二极管和激光二极管。激光二极管发出光的频率较集中，不容易被干扰，传感

26、器只接收很窄的频率范围信号，价格较贵。而前两种光源容易受到外界光源的干扰。红外反射光强法德测量原理是将发射信号经调制后送红外管发射，光敏管接收调制的红外信号，原理如图2-4所示：发射接收2-4红外发射接收原理红外反射式光电传感器会受到很多种不确定因素的影响，如光洁度、颜色、反射表面的形状以及日光等。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性，如果直接用发射和接收管进行测量将因为干扰产生错误信号。设定输出电压达到一阀值时作为目标，不同的目标距离阀值电压时不同的。接收的反射光强度经检测电路转换得到输出电压Vout是反射面与传感器之间距离x的函数，当x一定时，接收的反射光强度还与反射面

27、的特性有关。当反射面物质为同种物质时，x与Vout的响应曲线的非线性的。在智能车系统中，红外发射管发射的红外线有一定的方向性，如果红外线照到黑色标志线，黑色标志线会吸收大部分红外光，红外接收管接收到红外线强度就很弱；当红外线照射到白色地面时会有较大的反射，红外接收管收到反射回的红外线强度就较大，如果x取值合适。这样，利用红外光电传感器检测智能车行驶道路上的黑色标志线，就可以实现智能车的自动循迹。红外光电传感器的输出可分为模拟式和数字式两种。模拟式红外传感器输出的模拟信号，通过将过个模拟式红外传感器进行适当的组合形成光电传感器输出的模拟信号，通过将多个模拟式红外传感器进行适当的组合形成光电传感器

28、阵列，具有较高的可靠性和稳定性，可以再现道路的准确信息。数字式红外传感器硬件电路简单，具有与微处理器相对应的接口，但存在丢失路径信息、采集路径信息粗糙的缺点。2.5.2传感器的选择整个检测模块通过ST178红外对管与LM358比较芯片组成，通过调节电阻值改变检测模块的灵敏度，使整个检测模块准确快速。图2-5检测模块电路图当红外对管检测到白线时输出低电平，检测到黑线时输出高电平，其中330欧姆的电阻用来限流，而调节两个可调电阻可以改变该检测模块的检测灵敏度。2.5.3传感器分布对循迹的影响传感器的安装分布对循迹效果有非常大的影响，除了要求使用发射/接收器件的波长特性一致，发射/接收传感器组对时，

29、各方面的性能尽量接近外，使用光电传感器实现智能车的路径识别。若要求传感器间不出现同时感应现象，对于采用中间黑色导引线的智能车道路，即每次采集只出现一个传感器检测到黑线，那么传感器间隔就必须大于黑线的宽度。如果将间隔设计成小于黑线宽度，则每次采集就会有多个传感器检测到黑线，这样有利于车与赛道偏移距离的判断。但如果间隔过大，就会在间隔之间出现空白。此外为减少外界光源对传感器的干扰，光电传感器应尽量靠近地面。离地面过近，会导致反射角度太大，加剧光漫射干扰的影响；离地面过远，光反射信号差，信号不强。2.5.4系统循迹的实现本体统中共有两组红外光电传感器，分布在小车底部的最前方。传感器之间用瓷片隔开，避

30、免互相干扰。传感器输出的值转换成数字信号后与滑动变阻器的基准值进行比较。若小于滑动变阻器的值则证明该组传感器检测的示黑带，反之则证明检测的示白板。由此可判断小车的位置，确定小车应该怎样运动。2.6电源部分采用2节4.2V可充电式手机锂电池串联共8.4V，经过降压稳压后给单片机系统和其他芯片供电。锂电池的电量比较足，价格便宜，并且可以充电，重复利用，因此，这种方案比较可行。考虑到价格便宜接法简单，因此我们选择了7805。如图2-4为电源电路图2-6 电源模块电路图应用此种方案使得输出电压能够稳定在5V，输出电流最大值能够达到750mA,对与我们设计的电路，完全可以驱动的起了。2.7 H桥电机驱动

31、模块2.7.1 H桥驱动电路介绍采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机，线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用达林顿管组成的H桥电路，用单片机控制达林顿使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机的转速，这种电路由于工作在管子饱和和截止的模式下，效率非常高，H桥电路保证了简单的实现转速和方向的控制，电子管的开关速度也很快稳定性也极强。 2.7.2 H桥驱动电路原理图2-7中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图2-7及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其

32、中三极管的驱动电路没有画出来）。 如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。 图2-7 H桥驱动电路 要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图2-8所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经 Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。 图2-8 H桥电路驱动电机顺

33、时针转动 图2-9所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。 图2-9 H桥驱动电机逆时针转动2.7.3 H桥驱动电路原理图本设计采用中功率对称D882 和B772 三极管与与门组成H桥，是电机受输入电平影响而正反转，从而达到前进后退，及转向功能。图2-10 H桥驱动模块电路图小车系统有两个H桥电路，分为左右两个驱动模块，其中两个桥的I/O 3均为使能端，控制整个H桥电路的开关。其中I/O 3始终为高电平（5V）2.8电路原理图（1）环境参数的设置图纸的方向设为

34、横向，大小用A4纸，其他的为缺省值。（2）元器件的载入和编辑相关元件库加入元件管理器，并找出相应的元件放入原理图编辑区，按照设计要求修改元件属性，确定元件封装形式。当元件库没有所需的元件的时候，进入SCH.LIB库编辑器，把自己建立的元件库加入元件库管理与其他系统库的使用方法一致。（3）原理图元件的布线打开原理图绘图工具连接元件，其中包括导线的绘制；节点，电源和接地符号的放置；I/O端口，总线和网络的制作。（4）电路原理图设计的检查 电气设计ERC规则检查可以检查到电路中连接中的各种错误或者警告，根据其报告作出相应的检测直至没有错误为止；之后可以对元件的编号重新分配，使其更有顺序和规律性。电路

35、原理图如2-11所示：图2-11 电路原理第三章 软件设计单片机应用系统是由硬件和软件共同完成一定任务的，只有两者紧密的结合协调一致才能组成高性能的应用系统，在设计过程中要相互适应，相互配合，达到最高性价比。3.1 主程序设计通过调用xunji和xianshi两个函数实现对小车系统的智能控制，本系统共设计两个红外对管，分别放置在小车车头的左、右两个方向（相距2CM），用来控制电动车的行走方向，当左侧红外对管受到反射光照时，单片机控制转左侧电机向前转右侧电机向后转；当右侧红外对管受到反射光照时，单片机控制转向左侧电机向后转右侧电机向前转；当左、右两侧光电管都未受到反射光照时，单片机控制直行开始调

36、整方向循迹NOYES是否检测过界（白线部）是否检测到停止线Y停止 图 4-1 主程序框图3.2 检测模块程序设计通过电路分析可以知道，当红外对管遇到黑线则从比较输出端口得到高电平，遇到白线则输出低电平，因此根据不同的检测输出电平通过使用判断语句if.else if.else 语句调用控制循迹函数；if(R_sensior=0 & L_sensior=0) /后退程序ll=0;/左边灯亮rl=0;/右边灯亮sc=0;/尾灯亮goback();/调用后退程序delay1(1);else if(R_sensior=1 & L_sensior=0)/右转程序 zl=0; /左边灯亮 yl=1; /右边

37、灯灭 sc=1;/ 尾灯灭 turnleft();/调用左转程序 else if(R_sensior=0 & L_sensior=1) /右转程序 zl=1;/左灯灭 yl=0;/右灯亮 sc=1; /尾灯灭 turnright();调用右转函数 else if(R_sensior=1 & L_sensior=1)/前进程序 zl=1; /左灯灭 yl=1; /右灯灭 sc=1; /尾灯灭 goahead(); delay(15) ; stop(); delay1(1); 3.3 H桥路程序设计H桥路由三个端口控制，列表如下；3（enable）低电平（0）高电平（1）1001100112010

38、1010 1转向停止停止停止停止停止正转反转停止 表2 电机转动表/-前进程序-void goahead() a=0; /leftb=1;c=1; /enabled=0; /righte=1;f=1; /enable/-停车程序-void stop()a=1; /leftb=1;c=0; /disabled=1; /righte=1;f=0; /disable/-后退程序-void goback()a=1; /leftb=0;c=1;d=1; /righte=0;f=1;/-右转程序-/void turnright()a=0; /leftb=1;c=1; /enabled=1; /righte

39、=0;f=1; /enable /-左转程序-void turnleft()a=1; /leftb=0;c=1; /enabled=0; /righte=1; f=1; /enable 3.4 LED显示模块设计通过单片机送低电平点亮发光LED，循环点亮。void led()uint t=8;while(t-)LED=LED;delay(5);第四章 调试4.1 硬件的调试我们在制作硬件与调试的过程中主要遭遇了如下几个困难1.电路连接错误，烧坏了许多器件；2.电路焊接不稳定，导致工作不稳定，表现在单片机最小系统不能正常工作，H桥电路不能正常运转等；3.电路设计不合理，导致出现电流过高烧坏器件，

40、电流过低驱动不起；4.布线走线缺乏条理性，变现为电路错误难于检查；解决的一些方案：对于电路连接错误的问题，我们通过查资料手册与问老师解决这个问题，而对于出现H桥正常工作却不受单片机控制且控制紊乱的现象，主要是因为单片端口出缺焊和端口定义错误，通过检查单片机输出电平情况以及分块检测的方法来确定出现的问题所在，最后的检测结果是输出的高低电平不稳定，因此判断为缺焊现象；我们制作的电源模块起初没有加散热片，温度急剧升高使得输出电压不稳定，通过添加散热片来解决这个问题；我们在设计使用检测模块时，烧坏过2个ST178红外对管，烧坏的原因是红外发射极的限流电阻太少（按照网络上的电路图），最后通过测试接一个3

41、30欧姆的电阻处于正常工作状态，通过调节连个精密电阻的阻值，当检测电路遇到黑线输出高电平，遇到白线输出低电平时，证明检测模块正常工作，通过微调两精密电阻电阻值使之达到一定的灵敏度 4.2 软件的调试我们在软件的调试过程中主要出现了一下困难1. 单片机的烧录，程序的编写出现困难；2. 循迹程序编写调用了许多的stop();函数使得运动出现卡壳，行动迟缓；3. 跑马灯的加入使得程序运行顺序被打乱，使得循迹功能失效；4. 程序偶尔出现跑飞的现象；解决的途径有：1. 我们通过看单片机使用视频，和问老师，以及看别人的程序然后模仿写循迹程序，起初写的程序毫无章法，所有的程序均放在主函数当中，在我们后面调试

42、的过程中发现，很难发现错误，因此后期，我们将函数分为了许多的小模块，使得程序模块化，为后期检查修改提供了方便；2. 运动迟缓的原因是因为调用stop();函数和delay(); 函数不合理，通过减少调用次数，一次一次调试使之达到了我们预期效果；第五章 结论与展望通过本次毕业设计，使我学到了许多书本上无法学到的知识,也使我深刻体会到单片机技术应用领域的广泛。不仅让我对学过的单片机知识有了很多的巩固，同时也对单片机这一门课程产生了更大的兴趣。本设计涉及到电机学、单片机原理及应用、传感器与检测技术、微型计算机控制技术、模拟电子技术等学科。让我对专业知识有了更深的理解。在本次毕业设计过程中，我学会了在

43、网络上查找有关本设计的各硬件的资源，其中包括：智能小车国内外发展现状、AT89C52单片机及其引脚说明、LM324引脚图及其引脚功能等，为本次课程设计提供了一定的资料。在做设计的初期阶段，难度很大，没有头绪。通过网上找资料、理清了思路。同时，在图书馆里、网上查阅资料，攻克了毕业设计中的道道难题。办事只要有了头绪，就会简单很多。本次设计我能独立完成，算是有了很大的收获。总的感受有以下几方面：1、巩固了课本上的知识。通过本次设计，我不但对单片机有了更为深入的了解，对一个课题如何画流程图，编程序等，有了一定的认识。2、在本次设计中，我进一步加强了自己的动手能力和运用专业知识的能力，从中学习到如何去思

44、考和解决问题，以及如何灵活地改变方法去实现设计方案；特别是深刻体会到的是软件和硬件结合的重要性，以及两者的联系和配合作用。3、通过本次设计，让我了解到智能化技术对当今人们生活的重要性。同时这次做毕业设计的经历也使我受益匪浅。让我知道做任何事情都应脚踏实地，刻苦努力地去做。只有这样，才能做好。在这次设计中，我既巩固了专业知识，又学到了在智能化设计过程中的许多流程和该注意的事项，增强了电子产品开发的意识。本次经历将是我在大学时期很好的一次实践和锻炼机会。当然，该系统还存在不完善之处，它只是实现了一些基本功能，其开发潜力还很大，比如语音功能，测速，计时，计费，蔽障等功能。这有待以后的继续开发。参考文献吴炳胜，王桂梅等编著 80C51单片机原理与应用M 冶金工业出版社 2001年陈光东，赵性初 单片微型计算机原理与接口技术M 华中理工大学出版社 1993年何立民 单片机技术的现状与未来J 中国计算机报 1995年 No：30王新贤 实用计算机控制技术手册M 山东科学技术出版社.1994年 No：691752余永权，江明慧，黄英 单片机在控制系统中的应用