智能小車課程設(shè)計

1、智能循跡小車【摘要】 本課題是基于低功耗單片機的智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)，小車完成的主要功能是能夠自主識別黑色引導線并依據(jù)黑線走向?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的尋線行駛。小車系統(tǒng)以單片機為系統(tǒng)把握處器；接受紅外傳感獵取賽道的信息，來對小車的方向和速度進行把握。此外，對整個把握軟件進行設(shè)計和程序的編制以及程序的調(diào)試，并最終完成軟件和硬件的融合，實現(xiàn)小車的預期功能。一、試驗目的      這次設(shè)計智能小車的目的是為了把握電路設(shè)計的方法和技巧。如何將學習到的理論學問運用到實際當中去，怎樣能夠活學活用，深化的了解電子元器件的使用方法，了解各種元器件的基本用途和方法，能夠機敏靈敏的推

2、斷電路中消滅的故障，學會獨立設(shè)計電路，積累更多的設(shè)計閱歷 ，加強焊接力量和技巧，完成基本的要求。并能完善的完成這次實訓。依據(jù)老師給的把握要求，和自己的發(fā)揮擴充力量，獨立的，大膽的去實踐，開拓創(chuàng)新，能夠?qū)⒆约旱南敕w現(xiàn)到實際電路當中去。二、設(shè)計方案該智能車接受紅外傳感器對賽道進行道路檢測，單片機依據(jù)采集到的信號的不同狀態(tài)推斷小車當前狀態(tài)，通過電機驅(qū)動芯片發(fā)出把握命令，把握電機的工作狀態(tài)以實現(xiàn)對小車姿勢的把握。三、各芯片說明W981216BH-6一種髙速度同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM), 具有 1M 字(words) *4 層(banks)*16 位(bits)的存儲結(jié)構(gòu)組織.傳輸數(shù)據(jù)帶寬最

3、高達 166M 字/秒(-6)。對SDRAM是否訪問是突發(fā)導向。在一個頁面連續(xù)的內(nèi)存位置可在一個1, 2, 4, 8或整頁突發(fā)訪問時長和行選擇組由活動命令。列地址自動生成的SDRAM的內(nèi)部計數(shù)器在突發(fā)運作。隨機欄也可以通過閱讀在每個時鐘周期供應其地址。該多組特性使交織在內(nèi)部銀行隱蔽預充電時間。通過讓一個可編程的模式寄存器，該系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)變突發(fā)長度，延時周期，交叉或連續(xù)突發(fā)最大限度地發(fā)揮其性能。 W981216BH是在抱負的主內(nèi)存高性能應用。特征：1、.3V±0.3V電源2、截至143 MHz時鐘頻率3、2,097,152字×4層×16 位組織4、自動刷新和自刷新5、

4、CAS 延時：2和36、突發(fā)長度：1, 2, 4, 8,和整頁7、突發(fā)讀，寫單人模式8、自動預充電和預充電把握9、4K刷新周期/ 64 msTE28F160C3BD70（快閃記憶體）該設(shè)備供應高性能異步的包兼容密度讀取與16位數(shù)據(jù)總線。該器件供應三種低功耗節(jié)電功能：自動節(jié)能待機（APS)，,模式和深度掉電模式，這三個功率節(jié)省功耗的功能顯著增加機敏性特點：1、柔性Smart Voltage技術(shù) 2.7 V 3.6 V讀/編程/擦除 2、1.65 V2.5 V或2.7 V3.6 V / O選項 降低整體系統(tǒng)功耗 3、優(yōu)化架構(gòu)的代碼，數(shù)據(jù)存儲4、柔性塊鎖定 鎖定/解鎖任何座，愛護上電5、低功耗6、1

5、28-bit愛護寄存器SN74LVC1G14施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與一般的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個閥值電壓，分別稱為正向閥值電壓和負向閥值電壓。這種單一的施密特觸發(fā)器逆變器是專為1.65-V到5.5-V VCC運作。該器件包含一個SN74LVC1G14逆變器和執(zhí)行布爾函數(shù)Y = A。施密特觸發(fā)器也有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器接受電位觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號電位維持；對于負向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。輸入的

6、信號只要幅度大于vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。施密特觸發(fā)器的應用：1、波形變換：可將三角波、正弦波等變換成矩形波2、脈沖波的整形：數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，消滅上升沿和下降沿消滅不夠抱負的狀況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較抱負的矩形脈沖3、脈沖鑒幅：幅度不同、不規(guī)章的脈沖信號時加到施密特觸發(fā)器的輸入端時，能選擇幅度大于欲設(shè)值的脈沖信號進行輸出。晶振作用：給單片機正常工作供應穩(wěn)定的時鐘信號。MAX3221MAX3221由一條線驅(qū)動器，一條線接收器和一個帶有±15-kVESD愛護的雙電荷泵。該器件可滿足TIA/EIA-232-F要求，

7、并在一個異步通信把握器和串行端口連接器之間供應接口。電荷泵和四個小型外接電容器可在3V到5.5V電源電壓下工作。這些器件在數(shù)據(jù)信號率達到250 kbit / s和最高的30-V/µs 驅(qū)動輸出回轉(zhuǎn)率時工作。應用：1、電池供電，手持，和便攜式設(shè)備2、PDAs和掌上PCs3、筆記本，Subnotebooks和筆記本電腦4、數(shù)碼相機5、移動電話和無線設(shè)備RS232 RS-232是現(xiàn)在主流的串行通信接口之一。MAX809R是功能單一的MAX809/MAX810微處理器復位芯片。用于監(jiān)測微處理器和其它規(guī)律供應電壓系統(tǒng).它可以在上電、掉電、和節(jié)電狀況下向微把握器供應復位信號。當電源電壓低于預設(shè)的

8、門檻電壓時，器件會發(fā)出復位信號，直到在一段時間內(nèi)電源電壓又恢復到高于門檻電壓為止。 MAX809有低電平有效的復位輸出，而MAX810有高電平有效的復位輸出。典型值是17uA的低電平電流時MAX809/MAX810能抱負地用于便攜式，電池供電的設(shè)備，它們使用3管腳的SOT23封裝。應用：嵌入式把握器、電池供電系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、PDA和手持式設(shè)備LED FOR DEBUG（LED調(diào)試）LED：發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光CD4066CD4066是四雙向模擬開關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號的多路傳輸。引出端排列與CC4016全都，但具有比較低的導

9、通阻抗。另外，導通阻抗在整個輸入信號范圍內(nèi)基本不變。CD4066由四個相互獨立的雙向開關(guān)組成，每個開關(guān)有一個把握信號，開關(guān)中的p和n器件在把握信號作用下同時開關(guān)。這種結(jié)構(gòu)消退了開關(guān)晶體管閥值電壓隨輸入信號的變化，因此在整個工作信號范圍內(nèi)導通阻抗比較低。與單通道開關(guān)相比，具有輸入信號峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號范圍內(nèi)導通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點。應用：（1）模擬信號開關(guān)/多路復用：信號選通、調(diào)制器、靜噪把握、解調(diào)器、 削波器、換向開關(guān)（2）數(shù)字信號開關(guān)/多路復用3、傳輸門規(guī)律實現(xiàn)4、模擬到數(shù)字及數(shù)模轉(zhuǎn)換5、數(shù)字把握頻率，阻抗，相位和Analog Signal GainVS2576VS2576

10、系列電壓調(diào)整器是單片集成電路，供應了全部轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)整器的有效功能，在極好的線路和負載調(diào)解下具有3A的驅(qū)動力量。這種器件適合于3.3V，5V，12V，15V的固定電壓，和可調(diào)的輸出形式。只需最少數(shù)量的外圍器件，調(diào)整器就會被使用，內(nèi)部包含有頻率補償和一個固定頻率的振蕩器。VS2576系列供應了一個高效的，比較流行的三端線性調(diào)整器，他從根根上降低了半導體散熱片的尺寸，在很多狀況下不需要散熱。    現(xiàn)在幾個不同的生產(chǎn)商已經(jīng)生產(chǎn)了由VS2576優(yōu)化制作的標準的電感器系列，這個特性大大簡化了功耗開關(guān)模式的設(shè)計。   其他特性還包括在指定的輸入電

11、壓和輸出負載條件下，保證±4%輸出電壓的誤差和±10%振蕩器頻率的誤差。還包括外圍關(guān)閉電路，典型值為50uA備用電流。輸出轉(zhuǎn)換還包括在出錯條件下，環(huán)路電流限制和出于芯片愛護熱敏關(guān)閉電路。主要特點：1、3.3V，5V，12V，15V的固定電壓和可調(diào)整的輸出形式2、可調(diào)整形式輸出電壓的范圍在1.23V到37V之間（對于高壓系列為57V），誤差范圍±4%3、保證3A的輸出電流4、輸入電壓范圍，對于高壓系列為40V到60V5、僅僅需要四個外圍器件6、內(nèi)部振蕩器為52kHz的固定頻率7、TTL關(guān)斷電路力量，低功耗等待模式8、高效C39：穩(wěn)壓器二極管特點：總功耗：1、最大.

12、1.3 W；2、工作電壓范圍：標稱3.3 V到75 V (E24范圍）IN5822：3.0安培壘肖特基整流器RED：溝通線路頻率分頻器P89LPC938FDH（微把握器（MCU）8-bit微把握器，帶有加速two-clock 80C51核心8 kb的3 V byte-erasable閃光10-bit A/D轉(zhuǎn)換器該P89LPC938是一種單芯片微把握器，低成本封裝，基于一個高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行在2到4個時鐘周期的指令，六倍標準80C51器件。很多系統(tǒng)級的功能已被納入P89LPC938，從而削減元件數(shù)量，電路板空間。主要特點：1、256-byte RAM數(shù)據(jù)存儲器和幫助512-byte片

13、上RAM2、CCU供應PWM,輸入捕獲，輸出比較功能3、精確度的內(nèi)部RC振蕩器時不需要外部振蕩器的操作組件。該RC振蕩器選項可選，并ne可調(diào)4、 8-input復10-bit的A / D轉(zhuǎn)換器.兩個可選擇的模擬比較器輸入和參考源功能：1、一個高性能80C51 CPU供應111 ns指令周期222 ns全部除乘法和除法指令時，在18 MHz。執(zhí)行，這是六倍的標準80C51性能運行在相同的時鐘頻率.較低的時鐘頻率相同的性能結(jié)果，降低功耗EMI。2、串行Flash ICP允許簡潔的生產(chǎn)與商用EPROM編碼程序員。閃光平安 bits防止讀數(shù)敏感的應用程序。3、串行Flash ISP允許編碼，而該設(shè)備是

14、安裝在最終應用。4、在應用中的Flash程序存儲器的編程.這允許轉(zhuǎn)變代碼在程序運行。5、看門狗有獨立的片內(nèi)振蕩器，無需外部元件?？撮T狗預分頻器有8種選擇AMS1084-3.3可調(diào)和固定的電壓調(diào)整器AMS1084系列旨在供應5A輸出電流和操作到1V input-to-output差距。該裝置的漏失電壓為保證在最大輸出的最大1.5V當前，削減在低負載電流。片上微調(diào)調(diào)整參考電壓1%.電流限制也修剪，超負荷的壓力下最小同時在條件穩(wěn)壓器和電源電路。該AMS1084設(shè)備的引腳與老式三端穩(wěn)壓器兼容，并在3鉛TO-220 包裝，3供應和2鉛TO-263（塑膠DD)和TO-252 (D PAK) 包裝。特征：1

15、、三端可調(diào)或固定1.5V, 2.5V, 2.85V, 3.0V, 3.3V, 3.5V和5.0V2、電流輸出5A3、操作低至1V 漏失4、線路調(diào)整：0.015%5、負載調(diào)整率：0.1%6、TO-220, TO-263和TO-252封裝應用：1、高效率線性穩(wěn)壓器2、用于開關(guān)電源的后穩(wěn)壓器3、微處理器供應4、電池充電器5、恒流穩(wěn)壓器6、筆記本電腦/個人電腦耗材AMS1117_2.5AMS1117系列穩(wěn)壓器有可調(diào)版與多種固定電壓版，設(shè)計用于供應1A輸出電流且工作壓差可低至1V。在最大輸出電流時，AMS1117器件的壓差保證最大不超過1.3V，并隨負載電流的減小而漸漸降低。 AMS1117的片上微調(diào)把

16、基準電壓調(diào)整到1.5%的誤差以內(nèi)，而且電流限制也得到了調(diào)整，以盡量削減因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。 AMS1117器件引腳上兼容其他三端SCSI穩(wěn)壓器，供應適用貼片安裝的SOT-223，8引腳SOIC，和TO-252(DPAK)塑料封裝。應用：高效率線性穩(wěn)壓器、用于開關(guān)電源的后穩(wěn)壓器、5V到3.3V線性穩(wěn)壓器、電池充電器、樂觀SCSI終結(jié)者、筆記本電腦的電源管理、電池供電的儀器IN4148是一種小型的高速開關(guān)二極管，開關(guān)比較快速，廣泛用于信號頻率較高的電路進行單向?qū)ǜ綦x,以及通訊、電腦板、電視機電路及工業(yè)把握電路中CORE 雙核芯片，即在一枚芯片上封裝入兩個處理器。HEADER 5

17、X 25 X2的接插件，用于接線。復位電路復位電路是必不行少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.755.25V。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開頭正常工作。單片機復位電路主要有四種類型：（1）微分型復位電路；（2）積分型復位電路；（3）比較器型復位電路；（4）看門狗型復位電路。復位電路工作原理：VCC上電時，C充電，在10K電阻上消滅電壓，使得單片機復位；幾個毫秒后，C布滿，10K電阻上電流降為0，電

18、壓也為0，使得單片機進入工作狀態(tài)。DS1232LPS該DS1232LP/LPS芯片低功耗MicroMonitor監(jiān)視微處理器三個重要條件：電源供應器，軟件執(zhí)行和外部過騎.引腳說明：PBRST按鍵復位輸入TD延時設(shè)置TOL選擇5%或10% V CC檢測GND地面RST復位輸出（高）RST復位輸出（低電平有效，開漏）意法半導體選通輸入VCC+5伏電源SKP1：揚聲器PDIUSBP11ADPDIUSBP11A是一個通用的USB收發(fā)器芯片。USB接口主要用于傳輸數(shù)據(jù)。74HCT541為八進制非反相緩沖器/線路驅(qū)動器與三態(tài)輸出特征：1、非反相輸出2、輸出力量：總線 驅(qū)動器3、ICC類別：MSI4、 試驗小結(jié) 計算機的進展日新月異，其技術(shù)也突飛猛進，嵌入式系統(tǒng)是近年來進展很快的計算機方面的學科方向，并快速滲透到把握、自動化、儀器儀表等學科。 依據(jù)本次課程設(shè)計要求，我們系統(tǒng)地閱讀了大量的資料，并認真分析了設(shè)計課題的需求，還系統(tǒng)學習了ARM系列單片機的工作原理及其使用方法，并獨自設(shè)計智能小車的整個項目。雖然條件艱苦，但經(jīng)過不懈鉆研和努力，爭辯全部所需的元器件，并系統(tǒng)的進行了多項試驗，最終做出了整個小車的硬件系統(tǒng)，然后結(jié)合課題任務(wù)和小車硬件進行了程序的編