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燕山大学课程设计说明书课程名称嵌入式单片机原理及应用题目基于电磁导线路径检测的智能循迹小车设计____学院（系）电气工程学院________年级专业14级检测2班_______学生姓名张鹏程黄力张艺龄____指导教师温江涛__________教师职称副教授__________燕山大学《嵌入式单片机原理及应用》课程设计任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系学号140103020146学生姓名张鹏程专业（班级）检测14-2140103020208黄力检测14-2140103020151张艺龄检测14-2设计题目基于电磁导线路径检测的智能循迹小车设计设计技术参数设计一款循迹小车，实现如下设计参数:1.准确性要求：能实现小车从规定区域出发，沿规定赛道行进，并停止在终点区域。2.在满足准确性要求的基础上，用时尽可能短。设计要求1使用统一发放的小车底盘（含标准轮胎、电机、减速齿轮组、电机驱动模块），要求四轮驱动。2要求使用自制的电感传感器（数量不限），若使用购置的电磁传感器，则本课设总成绩按80%计分。自制传感器的认定标准为“基板是万用板”。3设计报告中要求综合比较两种以上的方案（可以是其他原理循迹方案，或电感原理的其他设计方案），评价各方案优缺点。4设计报告中要求给出所使用电感传感器的关键参数。5设计报告中要求必须包含整体结构图、程序流程图、引脚连接图。6设计报告中要求包含关键芯片、模块的Datasheet关键页，并在打印版上用彩色笔圈出设计参考的关键内容（如某运放的供电电压等）。7要求提交工作日志，要求同传感器课程设计。工作计划第18周周日下发设计要求；第19周周一开始课程设计，至第20周周六结束；第20周周五进行设计验收答辩。参考资料嵌入式单片机STM32设计及应用技术张淑清国防工业出版社STM32数据手册STM32固件库函数手册C语言编程相关书籍指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2017年1月13日单片机课程设计报告I摘要为了实现智能小车的自动循迹，本文设计了一种基于电磁传感器的智能车控制系统，系统采用32位STM32F103ZET6为核心控制器，设计了电源模块电路、单片机控制电路、电动机驱动模块电路及信号采集电路等相关电路。系统利用两个电磁传感器采集赛道信息，单片机采用控制算法调节智能循迹小车的行驶路径，实现了智能车自动循迹行驶功能。实验证明，该智能循迹小车能够准确快速地对道路轨道进行辨识和跟踪，具有适应性强，实时性好，速度快的优点。关键词：单片机；自动循迹；电磁传感器；单片机课程设计报告IIAbstractInordertorealizetheautomatictrackingofintelligentvehicle,thispaperdesignsakindofintelligentvehiclecontrolsystembasedonelectromagneticsensor.Thesystemuses32bitSTM32F103ZET6asthecorecontroller,anddesignsthecircuitofpowersupplymodule,MCUcontrolmodulecircuit,motordrivemodulecircuitandsignalacquisitioncircuit.Weusetwoelectromagneticsensorstocollectandtrackinformation,MCUcontroltheintelligenttrackingcar’sdrivingpathbyusingcontrolalgorithm.Systemrealizetheautomatictrackingfunctionofsmartcardriving.Experimentsshowthattheintelligenttrackingcarcanquicklyandaccuratelyidentifyandtracktheroadtrack,hasstrongadaptability,goodreal-time,fastspeed.Keyword：MCU;Automatictracking;Electromagneticsensor;单片机课程设计报告I目录摘要第1章设计总体规划.........................................................................................................11.1设计要求分解.....................................................................................11.2设计规划及团队分工..................................................................................1第2章系统的主要硬件电路的设计及介绍..........................................................22.1系统的总体设计方案.......................................................................................22.1.1系统的总体构架.........................................................................................................22.1.2STM32的简介...................................................................................22.2系统模块电路介绍..........................................................................................32.2.1电源模块.......................................................................................32.2.2单片机控制电路模块......................................................................................52.2.3电磁传感器模块.......................................................................................62.2.4电动机驱动模块...................................................................................72.2.5OLED显示模块...................................................................................72.2.6干簧管模块...................................................................................8第3章软件设计.....................................................................................................93.1主程序软件设计.............................................................................................93.2子程序软件设计.............................................................................................93.2.1ADC采集与传输模块......................................................................................103.2.2小车循迹控制模块..................................................................................103.2.3定时器中断..................................................................................123.2.4PWM输出..................................................................................12总结与致谢...............................................................................................................13参考文献...................................................................................................................14附录1C语言程序..................................................................................15附录2实物图..................................................................................34评审意见单片机课程设计报告-1-第1章设计总体规划1.1设计要求分解根据设计要求，我们将整体方案制定为如下步骤：1.将给定的各模块组装在车上，测试各模块能否正常工作，确保后续工作顺利进行。2.设计电感传感器距离车体的距离、距离地面的高度等有关安装位置的参数。3.确定各部分工作电压，合理设计电源模块，保证各个模块能被良好供电。4.编写程序，测试电机不同占空比情况下电机的驱动能力。5.调试程序，改变车速，使得车体能够平稳运行。6.编写程序，使得小车在偏离轨道时能够根据AD采集的电压值自动调整路径。7.调整参数，记录变化，进而找出最佳配置。8.根据数据完善小车硬件设计、优化算法和程序设计。1.2设计规划及团队分工人员分工贡献比例张鹏程制定整体方案，编写程序，程序调试，焊接电路板36%黄力编写程序，硬件调试，撰写报告，制作PPT32%张艺龄硬件调试，撰写报告，制作PPT32%单片机课程设计报告-2-第2章系统的主要硬件电路的设计及介绍2.1系统的总体设计方案2.1.1系统的总体框架系统主要由电源模块、电磁传感器模块、L298N电机驱动模块、OLED显示模块和单片机控制模块五大部分组成。可充电锂电池的12V电压经过降压、稳压后可调节成稳定的5V直流电压，然后供给STM32F103ZET6单片机控制板和电磁传感器，而L298N电机驱动模块采用锂电池直接供电。单片机将传感器采集到的电压值转换成数字AD值使其实时显示在OLED显示屏上，同时通过简单的算法处理后去控制电机驱动模块，进而控制小车的运行状态。图2-1系统的总体结构框图2.1.2ST