智能小车设计

2016—2017学年第二学期期末考试

《单片机原理及应用*》实践考核

项目设计说明书

专 业： 电子科学与技术 学 号： *********** * 名： ***

2017年 6 月14日

考核项目及要求

项目一：电机驱动模块的设计与制作

1．考核要点

(1) 掌握驱动电路的工作原理； (2) 掌握电机驱动的制作方法； (3) 掌握焊接技术； 2．作品要求

学生自行运用工具进行作品的设计制作，作品达到电路连接正确、布局合理、美观整洁。

项目二：单片机最小系统板的设计制作

1．考核要点

(1) 掌握单片机在实际操作中的基本知识；

(2) 实验板包括单片机最小系统、蓝牙遥控模块、温度检测模块、液晶模块、

报警模块电路等的设计；

(3) 使用Proteus仿真软件绘制实验板所包含的所有模块电路； (4) 熟练使用keil编程软件编写各模块电路的演示程序。 2．作品要求

学生自行运用工具进行作品的设计、仿真及演示，达到正确实现、布局合理、美观整洁。

项目三：智能小车底盘设计

1．考核要点

(1) 理解电机的工作原理； (2) 了解部分机械机构的设计方法； (3) 掌握智能小车的整体安装方法。 2．作品要求

学生设计安装，车身结构美观，布局合理，功能实现。

目录

1.功能说明 ............................................................................................ 1

1-1.蓝牙无线遥控 ................................................................................ 1 1-2.实时温度显示 ................................................................................ 1

2.硬件设计 ............................................................................................ 2

2-1.元器件选择 ................................................................................... 2 2-2.硬件设计原理说明 .......................................................................... 4

3.软件设计 ............................................................................................ 5

3-1.程序总体设计 ................................................................................ 5 3-2.程序详细设计 ................................................................................ 5

4.测试与总结 ......................................................................................... 6

4-1驱动电路板测试 .............................................................................. 6 4-2控制电路板测试 .............................................................................. 6 4-3最终整体效果 ................................................................................. 7 4-4总结 ............................................................................................ 7

1.功能说明

无线蓝牙遥控小车，可以在各领域中发挥独特的作用。本次设计是选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。控制系统为STMC51为主控芯片，采用L298N为电机驱动芯片、HC-06蓝牙无线模块、1602液晶显示模块、DS18B20温度传感器、蜂鸣器等构成外围扩展电路。本次实验调试实现了小车的蓝牙无线遥控、温度显示、危险报警、重力感应等功能。

1-1.蓝牙无线遥控

在手机上安装ZK-Remote软件，点击右上角搜索下车蓝牙并连接（初始连接密码为1234），连接好之后可进行对小车操作，前进、后退、左转、右转和停止，还以进行重力遥控。 如图1-1.1所示：

图1-1-1.1手机软件界面

1-2实时温度显示

小车控制电路板上设计了温度采集电路，采用DS18B20实时采集当前温度，并通过1602液晶显示模块显示，显示效果如图1-2.1所示：

图1-2.1 1602液晶显示

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2．硬件设计

2-1元器件选择

(1)所用元件好

STCC52、L298N、L7805CV、HC-06蓝牙模块、DS18B20、电阻、电容、电解电容、103、1602液晶显示模块、蜂鸣器、7.2V可充电电池、三极管、二极管、发光二极管、电机、11.0592MHz、自锁开关、电压显示器、排针、单片机底座 （2）元件说明

STCC52:

STCC52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 系统可编程Flash存储器、512字节数据存储空间、内带2K字节EEPROM存储空间、可直接使用串口下载、有两个中断IO口、两个定时器,、工作电压5.5V～3.3V（5V 单片机）、工作频率0～40MHz。实物如图2-1.1所示，原理图如2-1.2所示：

图2-1.1单片机实物图

图2-1.2单片机原理图

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L298N：

L298N实物图如图2-1.3所示，L298N各引脚原理如图2-1.4所示：

图2-1.3 L298N实物图 图2-1.4 L298N引脚原理图

（1） L298N控制电机转动原理：

L298可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。

（2）使用时应注意，由于电机在正常工作时对电源的干扰很大，只用一组电源时会影响单片机的正常工作。所以选用 双电源供电。一组5V电源给单片机和控制电路供电，另外一组5V、9V电源给L298N的+VSS、+VS供电。在控制部分和电机驱动部分之间用光耦隔开，以免影响控制部分电源的品质。 （3）L298N具有以下特点：

1接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。 ○

2 1脚和 15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。 ○

电压转换芯片L7805CV：

L7805CV是输出电压为4.75-5.25V，静态电流为4.2-8mA的正电压稳压器。 L7805CV实物和原理图如图2-1.5所示：

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图2-1.5 L7805CV原理图

图2-1.5 L7805CV实物图

HC-06蓝牙从机模块

HC-06蓝牙从机模块是一款兼容3.3V和5V电压的低成本、低功耗模块， 通过串口方式通信，工作电压3.3V-5.5V，支持蓝牙2.0协议，但不支持蓝牙4.0协议、支持Android蓝牙手机，不支持IOS系统蓝牙、波特率4800-115200 其实物如图2-1.6所示：

图2-1.6 HC-06蓝牙模块实物图

2-2硬件设计原理说明

2-2.1电机驱动的设计原理

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图2-2.1 L298N电机驱动原理图

2-2.2单片机控制电路设计原理

图2-2.2 单片机控制原理图

3.软件设计

3-1程序总体设计

分析：程序开始，对各输入输出口进行初始化配置，让后进行对串口是否连接进行检测，如果未连接等待30秒，在进行检测直到检测到连接，进行串口接收数据的判断选择对相应的IO口进行操作，控制电机驱动，实现小车的运动。而在大循环中始终检测温度并实时显示到1602上。

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3-2程序详细设计

//**LCD1602液晶显示函数部分**/

//**写指令子函数**// void writeComm(uchar comm) {

delayms(1); }

//**写数据子函数**// void writeData(uchar dat) {

RS = 0; P2 = comm; EN = 1; delayus(); EN = 0; delayus(); EN = 0;

4.测试与总结

4-1驱动电路板测试

测试结果：电路连接正常，电机正常转动6

RS = 1; P2 = dat; EN = 1; delayms(1); }

4-2控制电路板测试

测试结果：蜂鸣器正常，液晶正常显示温度，蓝牙正常工作，驱动正常输出信号。

4-3最终整体效果

4-4总结

通过这次小车的设计与制作，我收获很多，深刻体会到理论与实践是有差别的。在实践中学到了很多以前没有学到的知识，这也考察我们的资料查找能力，会学习也是一种能力。比如，在使用了HC-06芯片后，对串口通信方面了解比较深刻。当然小车还有不足之处，比如，车体比较大，模块性能有待提高，选用性能更强、更稳定的芯片等，功能比较少。当然没有任何事物都是完美无缺的，我相信只要我们不断去完善，做出的作品也将会更加出色。

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