2011年全国大学生电子设计大赛C题(智能小车设计报告)

2011全国大学生电子设计大赛

设计报告

智能小车

（C题）

2011.09.03

前言

摘要

本设计以STC12C5A60S2单片机为控制核心，STC12C5A60S2是一款16位Flash 单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。小车采用L298驱动芯片控制直流减速电机，用大功率、大容量的12V/6800mAh蓄电池给电机供电，通过内部程序对智能小车的左右电机进行PWM调速控制。根据题目要求，前进过程中安放在车身不同位置的检测器件对小车的周围环境进行检测，包括采用光电传感器检测黑线命令小车转弯、无线模块作为两智能车之间的通信工具以完成在行车道正常行走及交替领跑任务。其中，本系统设计的重点是控制直流电机使两小车在转弯及正常行驶；难点是实现在规定区域的超车以达到交替领跑。

采用的技术主要有：

（1）、通过编程来控制小车的速度及转向；

（2）、传感器的有效应用及新型芯片的采用；

( 3 )、放射式红外光电传感器ST188的使用；

（4）、无线模块作为俩小车的通信工具及交替领跑。

关键词：STC12C5A60S2单片机；PWM调速；无线通信；交替领跑。

Abstract: This design to STC12C5A60S2 microcontroller as control core, STC 12 C5A60S2 is a 16 bit Flash microcontroller, it's easy to use and more functional by many user high praise. The L298 drive chip control motor, with high power and large capacity 6800 mAh battery to power supply, through the internal procedures motor of intelligent electric vehicles or so motor speed control PWM. According to the topic request, progressive process of the body and laid it in different locations of the detection devices to the circumstances of the car testing, including adopting photoelectric sensor test black line command module as the turning of the car, wireless communication between two intelligent car tool to finish walk normally and

lead the alternate task. Among them, the system design is the focus of the control dc motor car in turning to both on the turn and normal operation; Difficulty is to realize in the provisions in order to achieve regional overtaking alternate scorer.

The technique to be used mainly has:

(1), through the programming to control the speed of the car and steering;

(2), sensor effective application of a new type of chip and use;

(3), wireless module as two car communication tools and alternate scorer.

Key words:STC12C5A60S2 single-chip microcomputer; PWM speed; Wireless communication; Alternate scorer.

目录

摘要 (1)

目录........................................................................................................................................................... I 1设计任务与要求 .. (2)

1.1设计任务 (2)

1.2设计要求 (2)

2方案比较与论证 (2)

2.1方案设计 (2)

2.2方案论证 (2)

2.3总体总结 (4)

3硬件设计 (5)

3.1总体硬件框图 (5)

3.2单元电路设计 (5)

4软件设计 (11)

4.1总体软件框图 (12)

4.2主程序 (13)

5系统调试与测试 (13)

5.1硬件调试 (13)

5.2软件调试 (13)

5.3软硬件联合调试 (13)

6设计总结 (14)

参考文献 (15)

附录 (15)

附录A：元器件清单 (15)

附录B：程序清单 (15)

前言

众所周知，汽车的研究是伴随着汽车工业的蓬勃发展而越来越受人关注。基本全国电子大赛和省内电子大赛每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，可见其研究意义很大。本题目是结合科研项目的设计类课题，设计的智能电动小车应该能够周围环境进行检测（检测是否有黑线）、能通过无线模块进行通信、能交替领跑任务。

根据题目的要求及组内讨论，确定如下方案：设计两辆电动智能小车（甲车、乙车）能够按照给出的程序，甲前乙后同时起跑，而且准确无误并无碰撞地在给定区域内同向行走，并在超车区内实现超车，以完成交替领跑任务。

STC12系列有6种型号:分别是STC12C5412AD, STC12C5410AD,STC12C5408AD、STC12C5406AD、STC12C5404AD、和STC12C5402AD。它们区别在于Flash的容量大小，本设计所用到的STC12C5A60S2的Flash容量为10K。

本设计以STC12C5A60S2单片机为控制核心，。STC12C5A60S2是一款16位Flash 单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。STC 12系列单片机是宏晶科技公司新的低功耗16位Flash单片机，它的16级中断、高效寻址方式、10K 大容量Flash, EEPROM, A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器(PWM)等功能特点，较好的实现了强大的功能与超低功耗的结合，因此具有很好的性价比和应用适应性。

本设计就采用了比较先进的STC12C5A60S2为控制核心，STC12C5A60S2采用CHOMS工艺，功耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。