基于51单片机的无线遥控小车

本科生产实习报告（2013 —2014学年第二学期）姓名：学号：年级：专业：电子信息技术及仪器系室：测控技术与仪器系2014年7月6日目录目录 (2)1 生产实习计划安排 (3)2 电路板制作 (3)2.1实习目的 (3)2.2所需器件介绍 (3)2.3制作过程 (5)2.4成果展示 (7)3 小车控制系统软硬件设计 (7)3.1实习目的 (7)3.2所需器件介绍 (7)3.3制作过程 (9)3.4功能演示 (11)4新飞电器公司实习 (11)4.1优秀毕业设计讲解 (11)4.2新飞公司 (13)5、生产实习心得体会 (18)附录：单片机C语言程序 (20)1 生产实习计划安排2 电路板制作2.1实习目的能够熟练使用一些常用软件进行基本的程序编写（keil）、制板（Altium Designer等）；进一步了解电子产品开发、生产、测试等内容，培养自身的动手能力，并通过组队让我们了解团队合作的重要性，并为做一些实际的项目积累经验。

2.2 所需器件介绍①Altium Designer Winter 09 :电路原理图、PCB图绘制软件②打印机、转印纸:将设计完成的PCB图打印在转印纸光面上③覆铜板、砂纸、热转印机：将转印纸上的电路图热转印到铜板上④腐蚀液：将铜板上墨迹以外的部分腐蚀掉⑤打孔机：将铜板上需要留孔的地方进行打孔⑥电烙铁、锡丝等：将元器件焊接在制作的铜板上图1利用Altium Designer 绘制原理图的流程图2.3 制作过程1、原理图的绘制过程的流程图如图1所示：⑴、使用Altium Designer绘图软件，画出单片机最小系统板的原理图，正确选择放置所需要的元器件并正确连接，适当添加元件库。

必须用到的有微处理器芯片STC89C52RC、串口通信芯片MAC232等一系列电子元件。

⑵、原理图设计完成后对各元件进行封装，以生成和现实元器件具有相同外观和尺寸的封装网络表。

单片机最小系统板原理图如图2所示：图2利用Altium Designer绘制的原理图⑶、生成PCB图。

网络表生成以后，根据PCB面板的大小来放置各元件的位置，在放置时需要确保各元件引脚不交叉。

经过规则的设置及调整，无错误完成PCB的布局布线。

布线完成后的PCB图如图3所示：图3布线完成后的PCB图⑷、利用转印纸将设计完成的PCB图通过打印机打印输出，然后将印有电路图的一面与铜板固定压紧，最后放到热转印机上进行热转印，高温下将转印纸上的电路图墨迹转印到铜板上。

⑸、准备腐蚀液，将有墨迹的铜板放在溶液中，等待一段时间，铜板上除了墨迹以外的部分全部被腐蚀。

取出铜板并清洗，妥善处理溶液。

必须注意的一点是，清洗完毕后需立即擦干铜板，否则石墨线上附着的腐蚀液会继续腐蚀铜线部分，部分电路连线设置太窄的部分有可能被腐蚀从而造成断路。

⑹、利用打孔机在板上需要留孔的地方进行打孔，完成后将各个匹配的元器件从非铜板面将插入引脚，利用焊接工具完成焊接工作注意按照由低到高的顺序进行焊接，以免因顺序不当造成焊接难度增大。

在保证功能的基础上尽可能地焊接出标准美观的焊点。

⑺、焊接完成后，对整个电路板进行全面的测试工作，铜线部分相连的节点一定保证接通，对于不通的部分应重新焊接，保证所有线路正常后可以下载测试程序进行测试，看单片机能否正常工作，如出现问题，继续排查线路和芯片。

2、电路板制作过程中遇到问题的问题及解决方法①画原理图时所有器件都出现波浪线。

解决方案：经过排查发现并不是个别元件重名导致的，原来是因为没把原理图放进Project项目里面。

经过File--New--Project，然后将原理图添加进Project里面，波浪线消失。

②生成PCB时第一次导入没问题，但是更改了原理图里面的元件及其封装，更新操作Design—Update 后，PCB图出现大片绿色。

解决方案：把原来的PCB图删掉新建一张再重新导入，或者把修改过的元件在PCB中删除重新导入。

③在PCB中放置某个元件时，无论如何都报错。

解决方案：检查规则里的线间距是否设置过小。

④布局错综杂乱不美观，并且电路布线连接出现问题，需要跳线才能完成。

解决方案：重新布局，并参考布线规则要求，如：输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。

最好加线间地线，以免发生反馈藕合。

布线时拐弯处一般形成圆弧形或者钝角，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能，而且容易损坏。

电源线设计时根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。

⑤打孔时出现孔位偏移，对位失准，打孔失败。

解决方案：检查主轴是否偏转，钻头与弹簧夹头之间的固定状态是否紧固，钻头是否磨损殆尽，以及选择合适的钻头转速。

⑥其余：由于焊接顺序不当导致焊接难度增大，应按照由低到高的顺序来焊接元器件，理应先贴片后插件。

其次，各元器件的正反方向被忽略，导致焊接错误，图4单片机最小系统板所以必须认清芯片及元件的正反方向。

其中芯片是有小圆点的一端为正方向标志；电解电容：引脚较长的一端为正，带灰白色阴影的一端为负，在PCB上表现为有阴影的一端为负，空白的一端为正； LED为有绿线或绿点的一端为反向端，在PCB板上表现为有尖的一端；至于二极管，有黑线的一端为反向端。

2.4 成果展示焊接后能够正常下载程序并工作，焊接后正常工作的单片机最小系统板如图4所示。

3 小车控制系统软硬件设计3.1实习目的本次实习以STC98C51型单片机为核心，制作一款红外遥控小车，了解智能小车的工作原理及结构，掌握智能小车的设计与制作，对小车各部位进行测试与焊接，以及小车的程序编写。

通过对智能小车的性能掌控，了解有关单片机和智能设计的有关内容，要求实现前进、后退、左转、右转以及加速减速功能。

3.2 所需器件介绍○1电机驱动模块该模块主要由芯片L298N控制两个电机的正反转，以及改变电机的转速，其电如图6所示。

L298 N芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器,用于驱动两路直流电， HT6221的编码规则是：当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，如果这个按键按下且延迟大约108ms，这108ms发射代码由一个起始码(9ms)，一个结果码(4.5ms)，低8位地址码(9ms~18ms)，高8位地址码(9~18ms)，8位数据码(9~18ms)和这8位数据码的反码 (9~18ms)组成，如果按键按下超过108ms 仍未松开，接下来发射的代码将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。

小车组件和电机驱动模块如图5所示。

图5 赛车组件和电机驱动模块L298N○2遥控发射器该遥控器发射电路的主要控制器件为芯片SC2262，无线遥控器外形如图6所示。

图6无线遥控发射器图7无线接收模块图8 直流无刷电机○3无线接收模块非锁型芯片SC2272-M4输出又称点动输出，如图7所示，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于点动控制，有遥控信号时数据接收脚是高电平，遥控信号消失时数据脚立即恢复为低电平，适用于如电动门、电动门锁、与单片机对接等只需要一个高电平的电路等。

④直流无刷电机，如图8所示。

图9其余小车组件⑤其余小车组件：车轮、底盘、单片机最小系统板如图9所示。

图10单片机最小系统3.3 制作过程○1绘制原理图并完成相关的焊接工作.本系统以STC89C51为核心，图10为单片机最小系统。

与外部通信部分所需要的串口通信电路，如图11所示。

○2遥控发射器电路模块，电路如图12所示。

图11 MAX232串口通信部分○3电动机驱动模块原理图，其原理如图13所示。

图12遥控发射器电路原理图图13 电动机驱动模块原理图④软件设计本系统的软件用C语言编写，其中，速度调速系统采用软件调节，根据按键来调整输出时间的占空比进而调节直流电机的转速。

3.4 功能演示最终的小车控制系统图14 小车控制系统4新飞电器公司实习4.1 优秀毕业设计讲解为了增加我们对毕业设计的了解，同时通过优秀毕业设计的的展示增加我们学习的热情，张老师为我们请来了今年校级优秀毕业设计的四位获得者前来给我们讲解他们各自的毕业设计，这些设计或让人耳目一新或让人会心一笑或让人拍案叫好。

第一位讲解毕业设计的是师兄×××，题目为立体旋转车库，如图15所示图15 立体旋转车库模型以大城市寸土寸金修建停车场花费太大为灵感来源，通过广泛查找资料，对比三种车库方案，最终选定以占地小、放置灵活的立体旋转车库为具体设计内容。

总的来说，该毕业设计思路不算难，程序实现也简单，推校级优秀的原因大概是灵感源于实际生活的有意义的问题、内容新颖、实物模型能让人看出花费的功夫等。

第二位负责讲解的是一位师姐，她给我们展示了她的频谱显示音乐播放器，个人感觉她的设计胜在新颖，并且电路板是自己手动焊接的，师姐焊接的LED 点阵如图16所示。

难能可贵的是师姐为我们讲解了她做毕业设计时所遇到的问题和经验，真正讲解了我们需要且我们缺乏了解的知识，真心感谢这位美丽的师姐。

她的讲解有以下几个要点：①毕业设计开始的选题要选好，好的题目决定了这个设计达到的高度；②在开题上，应该通过多方查找资料，及时保存感觉有用的资料，资料保存不费功夫，否则到了资料用时才方恨少啊；③开题报告必须认真，这决定了以后的设计方向，开题好，到后期做实物时才能避免不断换题目的图16 LED点阵情况发生；④在资料保存上，学姐也有一套妙招——及时存盘，重要资料可以上传至网盘的私密文件夹；⑤好的优秀毕业设计必然存在方案对比，通过多种方案对比最终确定下来的主流方案才是王者之道；⑥在毕业设计时，如果遇到问题，应该多与老师同学沟通；⑦毕业论文在写时应该注意按规定格式来写，这样可以减少论文修改的次数等。

第三位负责讲解的师兄虽然感觉准备不充足，没有说出来他的毕设题目，但我们还是了解到了他的毕业设计与坐姿矫正有关——根据环境光线强度以及与书桌的距离来智能的提醒人及时调整坐姿，避免因坐姿问题导致视力变差、体型不正常等，图17是作品使用的超声波传感器。

灵感来自因日常学习任务繁重而长时间坐在书桌前，未变换坐姿导致视力变差和体型不良等。

值得注意的是，这个优秀毕业设计同样存在三种方案对比。

第四位师姐的毕业设计为智能百叶窗帘，此师姐性格比较开朗，与同学们交谈得很愉快，如图18所示为师姐作品中的百叶窗。

该智能百叶窗使用了三种传感器：震动、光线、声音传感器，分别用来防盗、自动调节屋内亮度、减小外界噪声对屋内的干扰。

主要单元：处理芯片为单片机，12V电源，电机驱动芯片，步进电机等。

该设计可以跟第一位师兄相提并论，并且更加让人感受到科技改变生活的真谛，让人觉该设计更贴合我们的生活。

通过按键可以调节工作模式（手图17 超声波传感器图18 百叶窗动、自动两种），并且，由于防盗功能应该在任何状态下能够正常运行，优先级应设为最高。