北京邮电大学智能小车走迷宫实习报告

北京邮电大学实习报告

附页：

实习总结：

一.实验任务要求：

（1）熟悉焊接用工具（外热式电烙铁、吸锡器等），了解焊接用材料（焊料、助焊剂），正确使用电烙铁，熟练掌握手工焊接技术，按照正确的焊接操作手法进行反复练习，知道什么是高质量的焊点，保障焊点的质量，学会手工拆焊技术。

（2）用万能板焊接安装一个发光二极管交替闪烁电路。

（3）安装调测智能小车，要求实现走出迷宫、秒表等功能。

二．焊接部分：

1. 常用工具和耗材：

焊接用工具：电烙铁、吸锡器、其它常用工具（烙铁架、尖嘴钳、剪刀、斜嘴钳、剥线钳、镊子、切刀等）

焊接用材料：焊料（铅锡焊料有熔点低、机械强度高、表面张力小、抗氧化性好的特点）、助焊剂（树脂、有机、无机）

2. 焊接的步骤：

手工焊接的操作一般分五个步骤，称为手工焊五步操作法

步骤一：准备施焊

左手拿焊丝，右手持电烙铁，电烙铁已经通电加热，可以随时施焊，并且要求烙铁头洁净无焊渣等氧化物，表面镀有一层焊锡。

步骤二：加热焊件

将烙铁头放在被焊接的两焊件连接处，使两个焊件都与烙铁头相接触，同时加热两个焊件焊接面至一定温度，时间大约为1～2秒钟。注意：此步骤中不要用烙铁头对焊件过度施加压力，过度施压并不能加快传热，却加速了烙铁头的损耗，更严重的是对被焊接的元器件造成不易察觉的损伤，埋下隐患。

步骤三：送入焊丝

焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件，焊锡丝融化浸润两焊接面。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！

步骤四：移开焊丝

当焊锡丝熔化一定的量，使焊接面布满液态焊锡后，立即向左上45°方向移开焊锡丝。注意：焊锡的量要适中，过量焊锡不但造成浪费，还增加了焊接时间，降低了工作速度，还容易造成焊点与焊点之间的短路。而焊锡过少则焊件之间不能形成牢固结合，影响焊点的质量。在印刷电路板上焊接时，原则上熔化的焊锡应刚好布满焊盘，而双面板则焊锡还要充满孔的缝隙，所以同样大小的焊盘，双面板比单面板需要更多的焊锡，而双面板的焊点比单面板的焊点电气连接更可靠，机械连接强度更高，质量更好。二者的区别见图2.2.4，图中灰色部分为焊锡形成的合金层。

步骤五：移开烙铁

焊锡丝移开后，融化的焊锡应同时也浸润焊件的施焊部位，此时应迅速将烙铁头贴刮着被焊接的焊件（元件引脚或导线）移离焊点，这样可以使焊点保持适当量的焊料。从第三步开始到第五步结束，时间大约1~2s。注意：烙铁移开后至焊锡凝固之前，应保持焊件静止，如果焊接时用镊子或钳子等工具帮助固定焊件，一定等焊锡凝固后才松开固定工具，因为焊锡的凝固过程是结晶的过程，在金属结晶期间受到外力（焊件移动或抖动）会改变结晶的条件，形成大粒结晶，造成所谓的“冷焊”，使焊点内部结构疏松，机械强度降低，导电性差。

三．迷宫小车的编程，调试，外壳设计，安装部分：

1.设计思路：

硬件方面：走迷宫小车利用单片机STC11F32XE 作为中控核心，光电开关作为走迷宫小车的探测障碍的传感器，L298N电机驱动芯片为驱动力、5号南孚电池为电源，数码管为计时器。小车是三轮小车，前两轮为驱动轮，后为从动轮（万向轮），两个驱动轮是分别由两个电机驱动，通过同速率同向转动实现前进和后退功能，同速率反向转动实现原地转向功能。

算法程序方面：智能车有三个光电传感器，分别探测前、左、右方是否有障碍物，当遇到障碍物时，光电传感器就会产生高电平，使小车改变前进方向。根据迷宫的左墙相连的原理，设计左手摸墙算法：当小车左边无墙时，小车原地左转；当小车左边有墙而前面无墙时，小车直走；当小车左边有墙，前面有墙时，小车原地右转。从而从逻辑上实现小车在任何迷宫的寻路功能。（在此用的是左手摸墙算法，故此实际使用的只有小车左端及前端两个的两个传感器。）

2. 实现过程：

（1）按照从低到高、从左到右的顺序焊接小车，将元件焊接到小车上

（2）下载软件，学习单片机代码编写的相关知识并编写基础代码

（3）不断调试小车，获得相关数据，微调代码数值，使小车实现快速走出迷宫的功能（4）小车外观的设计与制作

具体过程：

（1）焊接小车时由于已经有前面大量的焊接练习和发光二极管交替闪烁电路的焊接，焊接的过程还是比较顺利和快速的，具体的焊接方法如前。

（2）本次实习所用到的软件包括两个，分别为Keil uVision4和stc-isp，其中Keil uVision4是编写代码及编译代码的软件，而stc-isp的作用则为将编译好的代码下载到小车

的单片机内。学习单片机代码的相关知识最快速而有效的是校图书馆借相关书籍，

然后一边看一边编写简单代码，学会了相关知识后就可以根据左手摸墙的原则编写

基础代码了。当然，一开始代码的数值不可能能符合迷宫的要求，此时只要能实现

基础功能即可（无手遮挡左边传感器，小车原地左转，即左轮后退时右轮以同速度

前进，左转向灯亮；用手遮挡左边传感器，小车前进，即左右轮同速度前进；用手

挡住左边和前面的传感器，小车原地右转，即左轮前进时右轮以同速度后退，右转

向灯亮）。如下图：

（3）调试的过程是一个不断发现问题并修改问题的过程，这个过程相对来说是比较繁琐和漫长的过程，这个过程极其需要耐心，不能急不能燥，而且很重要的一点是，调

试的过程不可以同时改程序的多个地方，最好的做法是按迷宫的走法，先把第一步

走好，小幅度修改参数，再去实验，直到第一个弯走得完美，再以次调整以后的每

个弯，最后再从整体上把握参数的调整，小幅度稍加修改，使小车走得更加流畅和

完美。

调试开始时，我们设计的算法是没设时间参数的，按小车传感器的实时感应控制小

车的走向，但效果不是十分理想，由于传感器的灵敏度不够高（不能感应具体距离），常易卡在转弯处。后来我们改进了算法，加入了时间的参数，设计用多次感应小角

度连续旋转实现直角转弯，但改参数时转弯参数的一个小小的改动，由于多次的连

续旋转的叠加，效果就很大了，不易实现完美的90度旋转。最后我们决定使用时

间参数，并在转弯处一次性转动90度，程序的参数调整起来也相对简单了不少。

同样，一开始我们的程序在遇到要转弯的情况时是设置了小车有一个瞬时的后退，

从而使小车更迅速停下然后转弯的，可是这个设计的弊端也是显而易见的，小车在

停的时候，由于惯性会后轮离地，失去平衡，所以这个设计很快就被我们舍弃了，

最终我们选择了用减少转前前进时间的方法实现小车的转前合理位置停车。

(4). 小车的外观设计和制作过程耗费的时间也是极长的，过程也有些曲折。从一开始我就坚定我要做的智能车的外壳是超级跑车，所以我上网找了一些跑车的图片，最后确定以奥迪TT为原型打造我的智能车外壳，同时采用刻画软泡沫板，整车壳连接的方法，如下图所示，左右车身均与车顶相连，整个车壳只有一张软泡沫板。为了美观，我人为的为车子增加了两个虚的后轮。