(MCS51单片机控制步进电机在智能小车中的应用自动化112蔡宇铖.docVIP

附10 嘉兴职业技术学院 毕 业 综 合 实 践 实施计划报告（开题报告）书 课题名称：MCS-51单片机控制步进电机在智能小车中的应用 学 生： 蔡宇铖 所在分院： 机电与汽车分院 专业班级： 电气自动化112 指导教师： 李武朝 二 零 一 四 年 三 月 设计（论文）题目 MCS-51单片机控制步进电机在智能小车中的应用 选题的背景和意义： 课题研究的背景 随着现代科技的飞速发展，单片机已经在各个领域得到越来越广泛的应用。单片机由于体积小，功耗低两个基本特征，在通讯、家电、工业控制、仪器仪表、汽车等产品中都可以看到单片机的身影。单片机技术也随着集成电路技术的进步在近几年飞速的发展，这种发展可以分为两方面：一方面在硬件上单片机内部集成了越来越多的功能部件，如A/D、D/A、PWM、WATCHDOG、LCD驱动、串行口、大容量FLASH存储器等；另一方面在开发手段上从汇编语言向高级C语言过度，计算机仿真调试，IAP，ISP技术的应用使单片机开发周期大大的缩短，为各类产品更新，软件的升级提供了可靠的技术保障。在设计单片机应用系统时，由于历史的原因，目前在国内仍然以8051系列单片机为主。 作为机电一体化专业的学生，非常有必要通过对实际产品的设计和制作，了解现代IT产品的开发全流程。全面提高机，电，光，算知识的综合应用能力，掌握从系统级，电路级，到芯片级各个层次的设计和实现手段。基于上述原因，我选择此设计课题，在此设计过程中，将会用到多门学科的理论知识，复习和巩固了以前所学的知识，更重要的是培养了发现问题，分析问题，解决问题的能力，还有锻炼了动手能力，是一次很好的实践，对以后的学习和工作也会有所帮助。 课题研究的意义 科技的进步带动了产品的智能化，单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益广泛，已远远超出了计算机科学的领域。小到玩具、信用卡、大到航天器、机器人、从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活，到处都离不开单片机,此设计正是单片机的一个典型应用。此设计通过实现了小车的无人驾驶，通过对路面的检测，由单片机来判断控制其小车的反应情况，使其变得智能化，实现自动的前进，转弯，停止功能。此系统还不断的完善后可以应用到道路检测，安全巡逻中，能满足社会的需要。 课题研究的主要内容： 系统硬件设计 系统设计原理及框图 单片机的介绍 步进电机及驱动电路 电源电路 原理图和电路板的制作 软件设计 定时器的中断 电机驱动模块 源程序 调试 硬件调试 软件调试 硬软件综合挑时候 总结 主要研究（设计）方法论述： 本选题是用单片机技术开发智能小车,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。小车的控制单元主要包括传感器及调理电路,步进电机及驱动电路,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 AT89C51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。通过定时器中断用汇编语言编程实现对小车的控制，改变定时器的初值控制小车的速度。电机部分，在这里采用的是四相八拍反应式步进电机，实现上只要按一定的时钟周期(不小于 1.25ms)，往四个控制端循环输出一组固定的控制字即可，因左右论轮的安装是反向的，要前进两个步进电机的转动必须是反向的，这里的方向可以由通电顺序来改变，如左转,左轮停止右轮转动就可以了;反之,右转时，右轮停止左轮转动便是，要使步进电机停止转动，只要输出其他的固定的控制字即可.步进电机的运行还要一个驱动电路,这里采用 ULN2803 驱动芯片。最后,由于系统各部分的驱动电压，电流的不同，在电源的设计上，用 7805 进行转换,满足各个模块的需要。 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,采用传统的单片机汇编语言进行编程,通过编译成机器语言,再由通信软件将机器码文件送入单片机联机经KEILC51仿真调试，多次验证结果的正确性。 四、设计（论文）进度安排： 时间（迄止日期） 工 作 内 容 2011.9.19-2011.9.25 收集与毕业设计课题有关的资料，对所收集的资料进行整理和取舍：查阅设计参考书和手册等 2011.9.25-2011.9.30 完成选题表、开题报告