基于单片机的步进电机驱动智能小车

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1、基于单片机的步进电机驱动智能小车研制基于单片机的步进电机驱动智能小车研制摘要我们本次设计采用ATMEL公司中的AT89S51单片机为控制核心，在最小系统的基础上，通过对外围传感器信号和控制按键的检测，控制步进电机的正转、反转、加速和停止使智能小车可以循着黑线自动循迹，碰到障碍物可以合理的避障，探测到金属可以发出报警信号，从而使智能小车实现合理行进。关键词：AT89S51单片机、智能小车、步进电机、自动循迹、避障、探测金属等ABSTRACTWethisdesignUSEStheATMELcompanyAT89S51ascontrolcore,thesmallestsystemof

2、basis,throughperipheralsensorsignalandthecontrolbuttonsdetection,thecontrolofthesteppermotorareturning,inversion,accelerationandstopmakeintelligentcarcanfollowtheblacklineautomatictracing,encounterobstaclescanfollowreasonableobstacle-avoidinganddetectingmetalcanalarm-immediately,thusmakeinte

3、lligentcarrealizereasonableprogression.Keywords:AT89S51,intelligentcar,steppingmotor,automaticfollowtracing,obstacleavoidance,detectmetal,etc-25-基于单片机的步进电机驱动智能小车研制目录1引言82系统设计92.1设计要求92.2总体设计方案92.2.1系统总体设计方案92.2.2基本模块设计方案103单元硬件电路设计123.1电源电路模块123.2光电寻迹模块123.3金属探测传感器模块133.4红外避障模块143.5单片机AT89S5

4、1核心模块143.5.1单片机芯片的选择143.5.2时钟及复位电路153.6按键控制模块设计173.7LCD显示电路183.7步进电机驱动设计电路194系统软件设计204.1主程序流程图204.2步进电机方向及速度控制程序流程图214.3金属探测及控制设计流程图214.4红外避障及控制设计流程图225系统调试235.1硬件调试235.1.1单元模块的测试235.2软件调试236心得体会24参考文献25附录26附录1系统程序26附录2实物图28-25-基于单片机的步进电机驱动智能小车研制1引言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几

5、乎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。同时，随着电力电子技术、微电子技术和计算机技术、新材料以及控制理论和电机本体技术的不断发展进步，用户对电机控制的速度、精度和实时性提出了更高的要求，因此作为微特电机重要分支的控制电机也得到了空前的发展。控制电机已经成为现代工业自动化系统、现代科学技术和现代军事装备中不可缺少的重要组件。它的应用范围非常广泛，例如火炮和雷达的自动定位，舰船方向舵的自动操纵，飞机的自动驾驶，遥远目标位置的显示，机床加工过程的自动控制和自动显示，阀门的遥控，以及机器人、电子计算机、自动记录仪表、医疗设备、录音录象设备

6、等中的自动控制系统。本次设计的智能小车可以显示计时和行程，具有自动寻迹、自动避障，金属探测等功能。根据设计要求，确定如下方案：在现有的（带有两个步进电机和一个万向轮）小车的基础上，加装光电寻迹、红外线避障及金属探测器，实现对小车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测到的数据传送至AT89S51单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对小车的智能控制。这种方案能实现对小车的运动状态进行实时控制。本次设计采用ATMEL公司中的AT89S51单片机。以AT89S51单片机为控制核心，利用红外线检测道路上的障碍，控制智能小车的自动避障，以反射式光电传感器检测小车要行走的路

7、线，控制小车的自动寻迹，利用金属探测器实现对小车的停止进行控制。-25-基于单片机的步进电机驱动智能小车研制2系统设计2.1设计要求设计一个步进电机驱动的智能小车。采用AT89S51单片机为控制核心，在最小系统的基础上，通过对外围传感器信号和控制按键的检测，控制步进电机的启动、加速和停止，使智能小车可以循着黑线行走，碰到障碍物可以合理避障，探测到金属可以发出报警信号，从而使智能小车实现合理的行走。（1）智能小车可实现正、反转控制；（2）智能小车行走速度、位置可控制；（3）智能小车可实现光电循