北邮电子工艺实习智能小车实习报告附程序

北京邮电大学实习报告

附页：学生实习总结

一、初步设计

走迷宫小车利用单片机STC900C52RC 作为中控核心，光电开关E18-D80NK 作为走迷宫小车的探测障碍的传感器，以及其它L298N电机驱动芯片、LM1117-5.0/LDO电源。

小车走迷宫使用的是左手算法（即摸墙算法），迷宫是简单连通的，即迷宫的墙总是相互相连的或与迷宫的外轮廓相连，那么迷宫的搜索者从起点开始将左手扶在墙面前行，总能保证不会迷失并且找到迷宫中存在的出口(若忽略出口将回到迷宫起点)。这种策略在刚进入迷宫时即执行的效果是最佳的。小车采用一个L298N电机驱动模块、LM1117-5.0/LDO电源、两个E18-D80NK光电开关（一个放置在小车正前方，一个放置在小车正左方），分别判断小车的前方和左方是否有障碍，并将高低电平传递至传递给单片机，使单片机控制电机实现左转、右转、前进、掉头（实际为连续两次右转）的功能穿越迷宫。

小车是三轮小车，前两个是驱动轮，后一个是支点轮（从动轮），两个驱动轮是分别由两个电机驱动，通过同速率同向转动前进和同速率反向转动转向。

二、具体工作

1) 元器件的焊接与组装

2) 部分代码的编写与调试

3) 小车外观的设计与制作

三、小车焊接与电路测试

1)在我们焊接小车之前，我们用了两天时间学习和熟悉焊接工艺，同时还

做了个发光二极管的小实验，这些基础让我在焊接小车电路板的时候

有了底气，做起来也有些轻车熟路。我们用了半天的时间就几乎完成

了全部的焊接任务，按照小车的装配步骤，我们依次焊接了电阻、晶

体、排阻、二极管、开关、三极管、二极管、电容、数码管、电源电

机端子、排针、驱动芯片等，同时也学会了“先焊矮的后焊高”的道

理。在完成焊接之后，小车的组装也颇为顺利，在实验步骤的指导下，

顺利完成了小车的组装，小车已初现其形。

2)在小车焊接与组装之后，开始进行小车电路测试，植入CHECK程序之后，

小车完美的实现了前进与后退的功能，而且前行的轨迹相对笔直，这

和我们的焊接与组装有很大关系。但是，在实现前进功能的同时也出

现了问题，数码管有一个数字不显示，在查看电路图，和老师同学讨

论之后，我们确定了问题的源头，是有一个三极管在焊接过程中烧坏

了，在更换了三极管之后，数码管全都亮了。同时我也帮其他电机不

转的同学发现和解决了问题，大都是电元件被烧坏了。这也提醒我们

在焊接的时候，要小心谨慎。

四、小车硬件调试

1)光电开关E18-D80NK的最远感应距离是80cm，因为迷宫的宽度不过

20cm，所以在编程调试之前，应将两个光电开关的感应距离从80cm

调整到10cm（最小）-20cm，才能编程使用。但是在将正前方的光电

开关调整到最小感应距离时，仍然不能符合硬件调试的标准，所以在

编程时，应先使其前进一小段距离，达到转弯的标准之后，再进行转

弯。

2)车轮的两轴应该先标定在同一条直线上，并且平行。首先让小车直线

前进，观察小车是否能直线行进，如果不能就需要进行编程的相应调

整。

五、小车动力控制

1)L298的逻辑功能（1是高电平，0是低电平）

端口IN1IN2IN3IN4状态

11001前进

21010左转

30101右转

40000停止

i.前进代码qianjin()

qianjin()

{ IN1=1;

IN2=0;

IN3=0;

IN4=1;

}

ii.左转代码leftro()

leftro()

{ LED2=1;//左侧灯亮

LED1=0;//右侧灯灭

IN1=1;

IN2=0;

IN3=1;

IN4=0;

}

iii.右转代码rightro()

rightro()

{ LED1=1;//右侧灯亮

LED2=0;//左侧灯灭

IN1=0;

IN2=1;

IN3=0;

IN4=1;

}

2)单片机逻辑功能

i.左侧有障碍物（低电平）；前方没有障碍物（高电平）

单片机指令：前进

ii.左侧有障碍物（低电平）；前方有障碍物（低电平）

单片机指令：

a.前进15步（设1步是10ms，此后都如此）

b.停止10步

c.右转30步

d.停止10步

e.判断此时障碍物情况，如果前方没有障碍物（高电平）

停止10步再前进25步

f. 否则【即前方有障碍物（低电平）】，右转30步.

iii.左侧没有障碍物（高电平）

单片机指令：

a.前进25步

b.停止10步

c.左转38步

d.停止10步

e.前进15步.

六、小车外观设计与制作

1)组装并调程序十天以后，终于可以给小车做外壳了。在有限经费的条件

下，我们的小车外壳实现了完全零成本。我们设计小车为一个超跑，所

以小车以纸箱板为骨架，每一个部分都是相互独立得，在完成基本骨架

的设计与制作之后，我又给小车涂了一层水彩，使得小车更加炫酷。

2)我们的小车除了基本的外壳以外，我还设计了超跑的挡风玻璃，大灯，

车座，以及后车厢。整个外观设计加制作用了两晚一天，凝聚了自己的

汗水和爱。

七、常见问题、故障及解决方案

1) 在焊接阶段，高温可能会损坏一些电元件，尤其是二极管。三极管。我

们的数码管有一个不亮，就是有一个相应的二极管烧坏了。因此焊接时间不宜过长，焊接时要小心谨慎。将小车主板的元器件焊接完成之后，尽量不要再用手触碰背面焊点。汗水会使焊点之间短路，影响小车的正常调试。

2) 因为传感器的感应距离和小车的制动原因，小车前进中转向会改变转角

的角度，不适合控制。所以在转弯前首先给小车一个短暂的停止时间，之后再进行转向，转向将会比较稳定，更易于控制。

3) 因为后期外壳的制作以及每一次电量的消耗，都会是使行车轨迹发生变

化，所以必须得调整程序才能使小车较好地实现功能。应避免无休止的调试代码，可以调试几个适用于不同硬件环境的代码，在不同的硬件环境下使用。

4) 在最后的验收时，小车前几次没能完全走出迷宫，这是因为刚刚改变了