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智能電動小車軟件設(shè)計【4張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報告+外文翻譯】

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智能 電動 小車 軟件設(shè)計 cad圖紙 畢業(yè)論文 開題報告 講智能電動小車 外文翻譯
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智能電動小車軟件設(shè)計

43頁 17000字?jǐn)?shù)+論文說明書+開題報告+4張CAD圖紙【詳情如下】

外文翻譯-- 應(yīng)用于電氣系統(tǒng)的可編程序控制器.doc

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智能電動小車軟件設(shè)計

目錄

第一章 前 言 1

第二章 方案設(shè)計與論證 3

一 直流調(diào)速系統(tǒng) 3

二 檢測系統(tǒng) 4

三 顯示電路 9

四 系統(tǒng)原理圖 9

第三章 硬件設(shè)計 10

一 80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 10

二 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 11

三 前向通道設(shè)計 12

四 后向通道設(shè)計 15

五 顯示電路設(shè)計 17

第四章 軟件設(shè)計 20

一 主程序設(shè)計 20

二 顯示子程序設(shè)計 24

三 避障子程序設(shè)計 25

四 軟件抗干擾技術(shù) 26

五 “看門狗”技術(shù) 28

六 可編程邏輯器件 29

第五章 測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論 30

致  謝 31

參 考 文 獻(xiàn) 32

摘 要

80C51單片機(jī)是一款八位單片機(jī),他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。這里介紹的是如何用80C51單片機(jī)來實現(xiàn)長春工業(yè)大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計,該設(shè)計是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。本系統(tǒng)以設(shè)計題目的要求為目的,采用80C51單片機(jī)為控制核心,利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙,控制電動小汽車的自動避障,快慢速行駛,以及自動停車,并可以自動記錄時間、里程和速度,自動尋跡和尋光功能。整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單,可靠性能高。實驗測試結(jié)果滿足要求,本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法及測試結(jié)果分析

  采用的技術(shù)主要有:

(1) 通過編程來控制小車的速度;

(2) 傳感器的有效應(yīng)用;

(3) 新型顯示芯片的采用.

關(guān)鍵詞 80C51單片機(jī)、光電檢測器、PWM調(diào)速、電動小車

Design and create an intelligence electricity motive small car

Abstract

80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.

The adoption of technique as:

(1) Reduce the speed by program the engine;

(2) Efficient application of the sensor;

(3) The adoption of the new display chip.

Keywords  80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car

第一章 前 言

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目,全國各高校也都很重視該題目的研究??梢娖溲芯恳饬x很大。本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的,指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。本題目是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。設(shè)計的智能電動小車應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示時間、速度、里程,具有自動尋跡、尋光、避障功能,可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。

根據(jù)題目的要求,確定如下方案:在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上,加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測器,實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實時測量,并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理,然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。

這種方案能實現(xiàn)對電動車的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行實時控制,控制靈活、可靠,精度高,可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設(shè)計采用MCS-51系列中的80C51單片機(jī)。以80C51為控制核心,利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙,控制電動小汽車的自動避障,快慢速行駛,以及自動停車,并可以自動記錄時間、里程和速度,自動尋跡和尋光功能。80C51是一款八位單片機(jī),它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。它是第三代單片機(jī)的代表。

第三代單片機(jī)包括了Intel公司發(fā)展MCS-51系列的新一代產(chǎn)品,如8xC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8xC451﹑8xC452,還包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51為核心推出的大量各具特色﹑與80C51兼容的單片機(jī)。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點(diǎn)是向外部接口電路擴(kuò)展,以實現(xiàn)Microcomputer完善的控制功能為己任,將一些外部接口功能單元如A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時器)﹑高速I/O口﹑計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。這一代單片機(jī)中,在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線,為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計提供了更加靈活的方式。Philips公司還為這一代單片機(jī)80C51系列8xC592單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線----CAN(Controller Area Network BUS).

新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu),為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。 

本設(shè)計就采用了比較先進(jìn)的80C51為控制核心,80C51采用CHOMS工藝,功耗很低。該設(shè)計具有實際意義,可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。尤其是

在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景;在考古方面也應(yīng)用到了超聲波傳感器進(jìn)行檢測。所以本設(shè)計與實際相結(jié)合,現(xiàn)實意義很強(qiáng)

CPU必須在正確完成所有工作后才能發(fā)掃描輸入信號,且程序中發(fā)掃描信號的地方不能太多。否則,正好在哪里有死循環(huán),看門狗就不產(chǎn)生記滿輸出信號,不能重新啟動CPU。

4060的記滿輸出信號不但要接到MCS-51的RST腳,而且還應(yīng)接到其它芯片的RST腳,因為程序亂飛后,其它具有RST腳的芯片也混亂了,必須全部復(fù)位。

六 可編程邏輯器件

可編程邏輯器件GAL16V8是LATTICE公司研制的一種電可擦除的可重復(fù)編程的低密度PLD器件。它采用更為靈活的可編I/O結(jié)構(gòu),并采用了先進(jìn)的EECOMS工藝,數(shù)秒內(nèi)即可完成芯片的擦除和編程過程,并可反復(fù)改寫,是產(chǎn)品開發(fā)研制的理想器件之一。

GAL16V8技術(shù)特性

(1)電可擦除工藝     

可重編程單元

100%成品率

可重配置邏輯

(2)高性能E2CMOS工藝      

低功耗:45mA最大運(yùn)行功耗,35mA最大維持功耗

高速度:15~25us最快存取速度

(3)8個輸出邏輯單元

對于復(fù)雜邏輯設(shè)計具有最大靈活性

GAL16V8可仿真20條引腳的PAL器件,具有功能 / 熔絲圖 /參數(shù)的完全兼容性

(4)預(yù)置、加電復(fù)位全部寄存器

(5)具有保密單元、電子標(biāo)簽

(6)數(shù)據(jù)保持超過20年。

80C51按鍵電路直接由80C51接口電路查詢。消抖(延時20ms)由軟件延時完成。

第五章 測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論

測試方法與儀器:

1、 測試儀器   

測試儀器包括秒表、數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、示波器、MCS51仿真機(jī)、直流穩(wěn)壓電源等。

2、測試方法   

數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止/導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù);

信號發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號的接收與傳輸;

MCS51仿真機(jī)用于測試軟件;

直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電;

秒表用于產(chǎn)品測試,按照任務(wù)書的基本要求對制成的電動車進(jìn)行產(chǎn)品測試。

測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析:                       

⑴ 計時精度分析  計時系統(tǒng)采用了新型顯示芯片。理論上的誤差不到1秒/年。

⑵ 測距精度分析  測速系統(tǒng)采用了電機(jī)軸光電碼盤檢測技術(shù)。電機(jī)軸與車輪軸之間采用了齒輪箱二級減速,變比1/16。車輪周長135mm,光電碼盤與電機(jī)軸安裝在一起,電機(jī)軸每一轉(zhuǎn)產(chǎn)生2個脈沖,車輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生32個脈沖,理論測量精度可達(dá)135mm/32=4.22mm<4.5mm

⑶ 定位精度分析 本設(shè)計采用實際測量與軟件補(bǔ)償技術(shù),理論上可使定位精度提高到誤差<10mm。

3、結(jié)論

歷時三個月的設(shè)計過程中,我首先邊查資料,邊在實驗室焊接小車的線路板。在焊接過程中,我感覺到即使是一個簡單的電路,要想很輕松的焊好,也不是很容易的事情。有時是“虛焊”的原因,有時可能是阻值選錯。在焊接顯示電路時,我就錯將680歐的電阻焊成了6.8千歐。這使我深深感受到理論與實際間的差距。通過這樣的設(shè)計,提高了我的動手能力。每天在實驗室除了焊接線路板,還可以上機(jī)編程,使我軟件調(diào)試知識也提高了。

    本設(shè)計采用的是80C51單片機(jī),這主要是因為該單片機(jī)的穩(wěn)定性比較好。還可以采用其它系列的單片機(jī)。比如采用陵陽單片機(jī),就可以簡化編程,但其穩(wěn)定性不是很好。                   

致  謝

歷時三個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)告一段落。經(jīng)過自己不斷的搜索努力以及白老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助,本設(shè)計已經(jīng)基本完成。在這段時間里,白老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和熱忱的工作作風(fēng)令我十分欽佩,他的指導(dǎo)使我受益非淺。同時本系120實驗室的開放也為我的設(shè)計提供了實習(xí)場地。在此對白文峰老師和牛曉升老師表示深深的感謝。

通過這次畢業(yè)設(shè)計,使我深刻地認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)知識的重要性,也理解了理論聯(lián)系實際的含義,并且檢驗了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計中對于知識的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這三個月的設(shè)計是對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程,為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。

由于自身水平有限,設(shè)計中一定存在很多不足之處,敬請各位老師批評指正。

參 考 文 獻(xiàn)

1 何立民,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,北京:航天航空大學(xué)出版社,2~5,46~50

2 李廣弟,單片機(jī)基礎(chǔ),北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001,56~64

3 何希才,新型實用電子電路400例,電子工業(yè)出版社,2000年,60~65

4 趙負(fù)圖,傳感器集成電路手冊,第一版,化學(xué)工業(yè)出版社,2004,590~591

5 陳伯時,電力拖動自動控制系統(tǒng),第二版,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000年6月,127~130

6 張毅剛,彭喜元,新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計,第一版,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003,25~27,411~417

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