吉林工程技術師范學院 1 電氣電氣工程學院工程學院 單片機原理及應用課程設計 專專業業：電氣工程及自動化 設計題目設計題目：尋跡小車設計 班級班級：電自 1043學生姓名學生姓名： 郭子銘 學號學號： 26 號 指導教師指導教師： 王彬 分院分院院長院長：許建平 教研室主任教研室主任：高純斌 吉林工程技術師范學院 2 一、一、課程設計任務書課程設計任務書 1.課程設計項目課程設計項目 尋跡小車設計 2.設計內容設計內容 1)設計題目總體設計方案 2)硬件電路設計 3)C語言程序編制與調試 4)電路系統的綜合調試 5)撰寫課程設計論文 6)完成課程設計論文答辯 3.設計設計要求要求 1)設計一臺自動尋電動小車。 2)電動車能自動尋跡，按設定好的軌跡前進。 3)尋跡由小車前端左右兩個光電開關完成， 通過調整RW2和RW4可以改變光電 開關的靈敏度。 4)設計結束學生應撰寫課程設計報告一份，完成課程設計答辯； 5)課程設計報告內容包括：課程設計題目；設計計劃與方案論證；設計方案實 現（含程序） ；課程設計心得。 6）課程設計報告的撰寫格式應符合單片機實用技術課程設計報告格式要求。 4、參考資料參考資料 1李廣弟,朱月秀,王秀山編著.單片機基礎. 北京:北京航空航天大學出版社,2001 2 何立民編著.MCS-51 系列單片機應用系統設計系統配置與接口技術.北京:北 京航空航天大學出版社,1999 3 蔡美琴等編著.MCS-51 單片機系統及應用.北京:高等教育出版社.1992 5.設計進度設計進度（2013年年6月月3日至日至2011年年6月月10日）日） 時間時間設計內容設計內容 第1-2天查閱資料， 方案比較、 設計與論證， 理論分析與計算 第3-5天硬件電路調試 第6-8天系統調試 第9-10天書寫報告、答辯 6.設計地點設計地點 新實驗樓323微機實驗室 吉林工程技術師范學院 3 二二、評語及成績、評語及成績 評分項目評分標準 量化 分數 1.獨立分析 與 解 決 問 題的能力 很 強 較 強 一 般 不 具 有 10 2. 課 程 設 計 的 答 辯 情況 有 見 解 回 答 準 確 回 答 正 確 基 本 正 確 有 錯 誤 25 3. 課 程 設 計 論 文 及 插 圖 的 規 范程度 規 范 整 潔 正 確 雜 亂 有 錯 誤 25 4.工具軟件 的使用 熟練 使用 會使 用 需要 學習 10 5.輔導答疑積 極 認 真 應 付 消 極 10 6.設計態度積 極 認 真 應 付 消 極 10 7.出勤 全勤缺勤次數10 附加評語 量化 總分 成績： 指導教師：王彬 吉林工程技術師范學院 4 目錄 第一章 緒論.5 第二章 課程設計內容.6 2.1 設計要求6 2.2 硬件原理圖.6 2.3 動態顯示程序調試. 9 第三章 小車程序設計.10 3.1 匯編語言程序設計. 10 3.2 調試程序設計 12 第四章 課程設計總結.14 參考文獻. 15 吉林工程技術師范學院 5 第一章第一章 緒論緒論 單片機自 20 世紀 70 年代問世以來，已廣泛的應用于工業而自動化、自動檢 測與控制、智能儀器儀表、機電一體化設備、汽車電子、家用電器等各個方面。 那么，什么是單片機？ 單片機就是在一片半導體硅片上集成了中央處理器、存儲器、并行 IO 口、 串行 IO 口、定時器計數器、中斷系統、系統時鐘電路及系統總線的微型計算 機。 這樣一塊集成電路芯片具有一臺微型計算機的屬性，因而被稱為單片機微型 計算機，簡稱單片機。 單片機主要應用于測控領域。由于單片機在使用時，通常是處于測控系統的 核心地位并嵌入其中，所以國際上通常把單片機稱為嵌入式控制器或微控制器。 而在我國，大部分工程技術人員還是習慣使用“單片機”這一名稱。 單片機的問世是計算機技術發展史上的一個重要里程碑，因為它的誕生標志 著計算機正式形成了通用計算機系統和嵌入式計算機系統兩大分支。 單片機體積 小，成本低，可廣泛的嵌入到如工業控制單元、機器人、智能儀器儀表、汽車電 子系統、家用電器、辦公自動化設備、金融電子系統、玩具、個人信息終端及通 信產品中。 吉林工程技術師范學院 6 第二章第二章 課程設計內容課程設計內容 2.12.1 設計要求設計要求 設計一臺自動尋跡電動小車，要求：電動車能自動尋跡，按設定好的軌跡從 區域 1 前進至區域 3，并在黑線末端停車，小車前進路線圖如圖 5-1 所示。在區 域 1 和區域 3 內，小車緩慢前進，在區域 2 內小車全速前進。尋跡用過小車前端 左右兩個光電開關完成，通過調整 RW2 和 RW4 可以改變觀點開關的靈敏度。 區域 1區域 2區域 3 圖 5.1 循跡小車路線 2.22.2 硬件原理圖硬件原理圖 尋跡檢測原理如圖 5-2 所示，由光電開關和比較器組成，漫反射式光電開關 能反映反射光的強弱，用比較器進行分辨，從而實尋跡。 電機控制用 L293D 實現，L293D 是電機控制專用芯片，接口簡單如圖 5-3 所 示。用 P0.0P0.5 進行控制。P0.0EN3P0.1IN1P0.2IN2P0.3EN4 P0.4IN3P0.5IN4 傳感器信號輸入分別為 P0.6-S1P0.7-S2 吉林工程技術師范學院 7 圖 5-2 循跡檢測電路原理圖 圖 5-3 電機驅動原理圖 鍵盤:圖2-2為鍵盤接口， 采用線性鍵盤， P0.2， P0.1,P2.2， P2.3分別對應K4K1. 吉林工程技術師范學院 8 圖 2-1 數碼顯示 吉林工程技術師范學院 9 圖 2-2 按鍵電路 2.32.3 動態顯示程序調試動態顯示程序調試 本設計采用動態呢顯示方式，段選由 74LS164 口輸出，為選由 P1 口輸出顯 示掃描在定時中斷中進行，用 T0 或 T1 定時 5MS，以后程序中的定時問題，都可 以以這 4MS 為基準。顯示緩沖單元設計為 30H,31H,32H,33H,用 11H 記錄顯示單 元，用 10H 記錄顯示位，10H 中的內容分別為：1110 111B,1101 1111B,1011 1111B,0111 1111B. 對應關系為：30HP14;31HP15;32HP16;33HP17. 初始化值為： （11H）=30H;（10H）=0FEH. 把要顯示的數送顯示單元緩沖單元即可。 吉林工程技術師范學院 10 第三章第三章 小車程序設計小車程序設計 3.13.1 匯編語言程序設計匯編語言程序設計 SEC-FLAG BIT 04H K-FLAG BIT 00H STOP SEC-BIT 06H IN1 BIT P0.1 IN2 BIT P0.2 IN3 BIT P0.4 IN4 BIT P0.3 EN1 BIT P0.0 EN2 BIT P0.5 S1 BIT P0.6 S2 BIT P0.7 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH AJMPT11K ORG 0030H MAIN:MOV SP,#60H MOV PSW,#00H MOV P1，#0FFH MOV SCON,#00H MOV TMOD,#12H MOV TH0，#38H MOV TL0，#38H MOV TH1，#0ECH MOV TL1，#78H MOV 14H,#200 SETB TR1 SETB ET1 SETB EA CLR SEC-FLAG CLR CISHU MOV 30H,#1 MOV 31H,#2 MOV 32H,#3 MOV 33H,#4 MOV 10H,#0EFH MOV 11H,#30H MOV 12H,#0 MOV 40H,#0 SETB EN1 SETB EN2 START: JNB S1，H1 JNB S2，H2 ACALL GO AJMP START H2： ACALL LEFT /ACALL T1S H1：JNB S2，H3 ACALL RIGHT /ACALL T1S AJMP START H3：SJMPAA AA:ACALL STOP /LCALL GO /ACALL T1S AJMP START T11K: PUSHACC PUSH PSW SETB RS0 MOV TH1，#0ECH MOV TL1，#78H DJNZ 14H,Z1 MOV 14H,#200 SETB SEC-FLAG Z1： ORL P1，#0FFH MOVA,11H MOV R0，A MOVA,R0 MOV DPTR,#DBB MOVCA,A+DPTR MOV SBUF,A Z2： 吉林工程技術師范學院 11 JNB TI,Z2 CLR TI MOVA,10H ANL P1，A RLA MOV 10H,A INC 11H MOVA,11H CJNEA,#34H,TOD MOV 10H,#0EFH MOV 11H,#30H JNB SEC-FLAG,TOD CLR SEC-FLAG,STOP3 INC 40H AJMP STOP4 STOP3:INC 41H STOP4:MOVA,40H ACALL BCDM TOD:CLR RS0 POP PSW POPACC RETI DDB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H DB 0F8H,80H,90H,89H,8EH,0C8H,0BFH,0 FFH BCDM:MOV 30H,#14 MOV B,#100 DIVAB MOV 31H,A MOVA,B MOV B,#10 DIVAB MOV 32H,A MOV 33H,B /小車前進/ GO: SETB IN1 CLR IN2 SETB IN3 CLR IN4 RET /小車停止/ STOP: H: CLR IN1 CLR IN2 CLR IN3 CLR IN4 SETB STOP-SEC MOV R1,41H CJNE R1，#03，H JNB CISHU,HE AJMP H HE: SETB CISHU CLR STOP-SEC /左拐/ LEFT: SETB IN1 CLR IN2 CLR IN3 CLR IN4 RET /右拐/ RIGHT: CLR IN1 CLR IN2 SETB IN3 CLR IN4 RET /1S 延時/ T1S: MOV R4，#10 SS3：MOV R2，#100 SS2：MOV R3，#200 SS1：NOP NOP DJNZ R3,SS1 DJNZ R2,SS2 DJNZ R4,SS3 RET END 吉林工程技術師范學院 12 3.23.2 調試程序設計調試程序設計 1、小車運行調試 START: SETB EN1 SETB EN2 ACALL GO ACALL T1S ACALL STOP ACALL T1S ACALL LEFT ACALL RIGHT ACALL T1S SJMP START 2、PWM 調速程序 用定時器 T0 做脈寬控制 IN1 BIT P0.1 IN2 BIT P0.2 IN3 BIT P0.4 IN4 BIT P0.3 EN1 BIT P0.0 EN2 BIT P0.5 S1 BIT P0.6 S2 BIT P0.7 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMPT00K ORG 0030H MAIN:MOV SP,#60H MOV PSW,#00H MOV P1，#0FFH MOV SCON,#00H MOV TMOD,#12H MOV TH0，#38H MOV TL0，#38H SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SETB EN1 SETB EN2 LOP: MOV 43H,#60 吉林工程技術師范學院 13 MOV 44H,#0 MOV P1,#00H ACALL GO SJMP LOP ;# T00K: INC 41H INC 42H MOVA,41H CLR C SUBBA,43H JC MK11 CLR EN1 SJMP MK12 MK11:SETB EN1 MK12:MOVA,41H CJNEA,#100,MK13 MOV 41H,#0 NOP MK13:MOVA,42H CLR C SUBBA,44H JC MK21 CLR EN2 SJMP MK22 MK12:SETB EN2 MK22:MOVA,42H CJNEA,#100,MK23 MOV 42H,#0 MK23: RETI ;# 吉林工程技術師范學院 14 第四章第四章 課程設計總結課程設計總結 在這次的課程設計的過程中，讓我加深了對單片機的理論知識的理解以及單 片機的外部硬件連接，設計的過程是：1、了解設計的內容即小車的自動尋跡 ； 2、調試；3、設計程序 4,、小車的自動運行。 設計過程中我不斷的查找教材，詳細的了解小車的運行過程以及原理，讓我 對單片機產生了很大的好奇，產生了興趣。 通過這次課程設計，我提高了自己的鍛煉能力，和同學之間探討學習的積極 性也提高了，特別是觀察、分析和解決問題的實際能力有所提高。本次的課程設 計的主要的目的就是讓我們在課堂上學的知識有效的加以利用，