機(jī)電課程設(shè)計之智能車設(shè)計報告

1、機(jī)電課程設(shè)計之智能車設(shè)計報告一、機(jī)電課程設(shè)計的性質(zhì)與任務(wù)機(jī)電一體化課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動化專業(yè)學(xué)生必修的一門實踐環(huán)節(jié)的專業(yè)課。課程的任務(wù)是使學(xué)生通過設(shè)計實踐進(jìn)一步加深理解機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法，包括機(jī)械系統(tǒng)的部件選擇與設(shè)計、微機(jī)控制系統(tǒng)及接口設(shè)計、執(zhí)行元件的選用等。為畢業(yè)設(shè)計、將來從事機(jī)電一體化技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。 二、課程設(shè)計的基本要求1、使學(xué)生加深理解機(jī)電一體化系統(tǒng)的總體方案設(shè)計，機(jī)械系統(tǒng)的部件選擇與設(shè)計。2、使學(xué)生加深理解伺服系統(tǒng)選型及傳動設(shè)計、傳感器和執(zhí)行元件選用、微機(jī)控制系統(tǒng)及接口設(shè)計。3、學(xué)會對簡單實用電路的設(shè)計分析，提高學(xué)生的分析計算能力。三

2、、課程設(shè)計的總體思路機(jī)電一體化課程設(shè)計，將機(jī)電專業(yè)理論課程的相關(guān)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生在受到完整的設(shè)計過程訓(xùn)練的同時，對機(jī)械本體和電子、電氣控制的軟硬件的設(shè)計過程有了全面的了解。使學(xué)生掌握機(jī)電工程設(shè)計的基本方法，提高其分析問題和解決實際工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，將整個課程內(nèi)容有機(jī)而系統(tǒng)地結(jié)合起來。使學(xué)生具備獨(dú)立設(shè)計機(jī)電一體化產(chǎn)品的能力，提高綜合應(yīng)用已有知識解決問題的能力，更好地培養(yǎng)機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。四、課程設(shè)計的目的和結(jié)果機(jī)電一體化課程設(shè)計不僅要求同學(xué)們掌握機(jī)電一體化相關(guān)的基本理論和技術(shù)技能，還要使學(xué)生“做中學(xué)”以熟練運(yùn)用系統(tǒng)的有機(jī)集成技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計，同

3、時加強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，促進(jìn)交流與合作，拓展視野，勇于創(chuàng)新，提高思考與決策水平，形成解決實際問題的能力和終身學(xué)習(xí)的能力。1、發(fā)揮主體，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力由于機(jī)電一體化技術(shù)，操作性強(qiáng)，更新速度快，內(nèi)部也變化多端，僅僅依靠老師在課堂上的一點時間并不能講全其中的變化，在課程設(shè)計教學(xué)實踐環(huán)節(jié)中，尤其要注意自主性學(xué)習(xí)、學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，愛護(hù)和保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立思考。讓學(xué)生邊看書、邊查閱相關(guān)資料、邊自己動手實踐，積極主動地去獲取知識、獲取信息，逐步掌握千變?nèi)f化的機(jī)電技術(shù)，適應(yīng)信息社會飛速發(fā)展的需要。2、加強(qiáng)整合，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力機(jī)電一體化技術(shù)與很多學(xué)科有著千絲萬縷

4、的聯(lián)系，在課程設(shè)計中，要注重學(xué)科之間的有機(jī)融合，通過合理的構(gòu)建課程設(shè)計教學(xué)團(tuán)隊，請具有豐富的機(jī)械設(shè)計、機(jī)電控制、電路設(shè)計實際經(jīng)驗的教師參與課程設(shè)計的具體指導(dǎo)。指導(dǎo)合作學(xué)生完成機(jī)電項目的系統(tǒng)設(shè)計，熟練掌握項目所涉及的相關(guān)內(nèi)容，而且在實際操作中通過不斷的探究獲得新的知識，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力。3、開放交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力在整個課程設(shè)計過程中，嘗試以學(xué)生為主體，教師起引導(dǎo)作用。根據(jù)學(xué)生自愿組成若干小組，每組共同完成一個項目，組內(nèi)成員各自有不同的分工，由小組長負(fù)責(zé)牽頭。由學(xué)生自發(fā)組織相關(guān)資源自行去學(xué)習(xí)、收集素材。遇到問題，由小組成員商討解決，解決不了的提請老師幫忙。通過這樣的形式，不但培

5、養(yǎng)了自己獲取信息、傳輸信息、處理信息和應(yīng)用信息的能力，而且也培養(yǎng)了自己與他人合作的能力。4、注重應(yīng)用和實踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力機(jī)電一體化技術(shù)其特有的實踐性決定了課程設(shè)計過程不宜單靠設(shè)計圖紙來完成，讓學(xué)生動腦動手，把原先設(shè)計與思考的東西展示出來，通過不斷的對比和修改，把原先思考與設(shè)計環(huán)節(jié)預(yù)料不合理、不充分、不完善的地方糾正過來，對自己的設(shè)計作不斷的修改和完善，從而達(dá)到創(chuàng)新的目的。五、智能車結(jié)構(gòu)及原理1、小車結(jié)構(gòu)如圖示2、尋光電路分析1）有光照情況 光敏電阻r1變小，v2變大 假設(shè)v2=4.6vt，v3電壓 4v，v2v3 反向端大于同向端，則out5輸出低電平0給單片機(jī)識別，單片機(jī)通過if來掃描

6、out5引腳電平狀態(tài)。2）無光照情況：光敏電阻r1變大，v2變小 假設(shè)v2=3.2v，v3電壓不變還是 4v，v2v3 同向端大于反向端 ，則out5輸出為高電平1給單片機(jī)識別，單片機(jī)通過if來掃描out5引腳電平狀態(tài)3、尋跡電路分析若沒有檢測到黑線，則h4發(fā)光到白紙光反射到h4接收端，h4接收端導(dǎo)通，使得t1接地=0；有檢測到黑線，則h4發(fā)光到黑線光全部被吸收，h4接收端，沒有收到任何信號，因而h4不導(dǎo)通（即接收管截止），則t1=vcc。檢測到白紙有接收到反射光 lm324 2腳比較器反向端t1=0v，3腳比較器同向端=3v，同向端大于反向端則out1輸出1檢測到黑線沒接收到反射光了 lm3

7、24 2腳比較器反向端t1=5v，3腳比較器同向端=3v，反向端大于同向端則out1輸出04、傳感器電路分析5、小車尋跡算法1）單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動電路控制小車運(yùn)行方法p1.3 p1.2 p1.3 p1.20 1 0 1 前進(jìn)0 0 0 0 停止0 1 0 0 左轉(zhuǎn)彎0 0 0 1 右轉(zhuǎn)彎2）根據(jù)上述的分析編寫出尋跡核心程序x=p0&0x0f;switch(x)case 0x0b: you();break;/u5檢測到 case 0x09: you();break;/u3、u5檢測到 case 0x08: you();break;/u3檢測到case 0x02: zuo();break;/u9檢

8、測到case 0x06: zuo();break;/u7、u9檢測到case 0x0e: zuo();break;/u7檢測到case 0x0c: zhi();break;/u3、u7檢測到case 0x0a: zhi();break;/全檢測不到時case 0x05: zhi(); k+;break;/全檢測到default : break;6、程序調(diào)試黑色物體遮擋傳感器檢測t1腳電壓變化是否正常。調(diào)節(jié)電位器r13,使得3腳電壓介于（2腳）t1電壓的最大和最小值之間。 將所編程序利用usb接口燒入智能車的單片機(jī)里，看小車是否啟動。如若未動，則需重新更改程序并燒入。若跑動，則將小車置于軌道起跑

9、線處，啟動電源開關(guān)，測試小車是否按照所定軌道運(yùn)行。觀察小車是在哪個環(huán)節(jié)出了問題，是否能夠定向轉(zhuǎn)彎，是否能夠直走等等。如果出現(xiàn)上述問題，則需改變傳感器的高低電平是否有錯誤，還有即是電機(jī)驅(qū)動部分是否有誤。如此反復(fù)調(diào)試，直到小車能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，按照既定軌道運(yùn)行。7、智能車設(shè)計調(diào)試的最終程序如下：include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit p00=p00; /u5sbit p01=p01; /u3sbit p02=p02; /u7sbit p03=p03; /u9sbit p04=p04; /電機(jī)控制線sbit p

10、05=p05; /電機(jī)控制線sbit p06=p06; /電機(jī)控制線sbit p07=p07; /電機(jī)控制線uchar tt;void init()/t0中斷初始化 tmod=0x11;th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;ea=1;et0=1;tr0=1;void time0() interrupt 1/定時器0中斷服務(wù)函數(shù)tt+;th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;void delay(int a)/延時 a/20秒tt=0;init();while(1)if(tt=a) tr0=0;br

11、eak;void zuo()/左走 p04=0;p05=1;p06=0;p07=0;void you()/右走 p04=0;p05=0;p06=0;p07=1;void zhi()/直走 p04=0;p05=1;p06=0;p07=1;void ting()/停p04=0;p05=0;p06=0;p07=0;void xunji()/循跡模塊uchar x,k;k=0;while(1)x=p0&0x0f;switch(x)case 0x0b: you();break;/u5檢測到 case 0x09: you();break;/u3、u5檢測到 case 0x08: you();break;/

12、u3檢測到case 0x02: zuo();break;/u9檢測到case 0x06: zuo();break;/u7、u9檢測到case 0x0e: zuo();break;/u7檢測到case 0x0c: zhi();break;/u3、u7檢測到case 0x0a: zhi();break;/全檢測不到時case 0x05: zhi(); k+;break;/全檢測到default : break;if(k=1) break;void main()/主函數(shù)delay(20);while(1)xunji();break;ting();8、軟件設(shè)計流程如圖所示：六、總結(jié) 機(jī)電課程設(shè)計是重要

13、的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是學(xué)生將課堂教學(xué)知識運(yùn)用于實踐的有效途徑。本次智能車設(shè)計以及編程調(diào)試實踐，我們充分運(yùn)用了學(xué)過的單片機(jī)控制原理、傳感檢測系統(tǒng)以及接口技術(shù)等。通過該設(shè)計，使得我們對單片機(jī)控制部分不再是單純抽象的片面印象，而是更加深入的內(nèi)在了解和掌握，這為我們以后的畢業(yè)設(shè)計和參與科研設(shè)計工作打下了堅實基礎(chǔ)，做了厚重鋪墊。在這次課程設(shè)計當(dāng)中，每個小組都遇到了許多前所未有的難題。通過求助同學(xué)，請教老師，一步一步，解決了多數(shù)問題。當(dāng)然，解答疑問的過程也就是我們對知識的融會貫通和領(lǐng)悟鞏固的過程。以前的抽象機(jī)電知識在此刻得到了詮釋，我們也對其也進(jìn)行了重新認(rèn)識。通過設(shè)計，提高了我們綜合應(yīng)用已有知識解決問題的能力。由于所學(xué)知識以及實驗環(huán)境的限制，我們并未總體設(shè)計智能車，主要是對其軟件控制部分進(jìn)行了編程和調(diào)試。只是完成了整個設(shè)計中的軟件環(huán)