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1、机电课程设计之智能车设计报告一、机电课程设计的性质与任务机电一体化课程设计是机械设计制造及其自动化专业和农业机械化及自动化专业学生必修的一门实践环节的专业课。课程的任务是使学生通过设计实践进一步加深理解机电一体化系统的设计原理和方法，包括机械系统的部件选择与设计、微机控制系统及接口设计、执行元件的选用等。为毕业设计、将来从事机电一体化技术工作打下基础。 二、课程设计的基本要求1、使学生加深理解机电一体化系统的总体方案设计，机械系统的部件选择与设计。2、使学生加深理解伺服系统选型及传动设计、传感器和执行元件选用、微机控制系统及接口设计。3、学会对简单实用电路的设计分析，提高学生的分析计算能力。三
2、、课程设计的总体思路机电一体化课程设计，将机电专业理论课程的相关内容有机结合起来，使学生在受到完整的设计过程训练的同时，对机械本体和电子、电气控制的软硬件的设计过程有了全面的了解。使学生掌握机电工程设计的基本方法，提高其分析问题和解决实际工程问题的能力，培养学生的工程观念，将整个课程内容有机而系统地结合起来。使学生具备独立设计机电一体化产品的能力，提高综合应用已有知识解决问题的能力，更好地培养机电一体化专业学生的专业技术能力和综合素质。四、课程设计的目的和结果机电一体化课程设计不仅要求同学们掌握机电一体化相关的基本理论和技术技能，还要使学生“做中学”以熟练运用系统的有机集成技术进行工程设计，同
3、时加强团队协作能力的培养，促进交流与合作，拓展视野，勇于创新，提高思考与决策水平，形成解决实际问题的能力和终身学习的能力。1、发挥主体，培养学生自主学习能力由于机电一体化技术，操作性强，更新速度快，内部也变化多端，仅仅依靠老师在课堂上的一点时间并不能讲全其中的变化，在课程设计教学实践环节中，尤其要注意自主性学习、学生学习方法的指导，爱护和保护学生的好奇心和求知欲，帮助学生自主学习，独立思考。让学生边看书、边查阅相关资料、边自己动手实践，积极主动地去获取知识、获取信息，逐步掌握千变万化的机电技术，适应信息社会飞速发展的需要。2、加强整合，培养学生的系统设计能力机电一体化技术与很多学科有着千丝万缕
4、的联系，在课程设计中，要注重学科之间的有机融合，通过合理的构建课程设计教学团队，请具有丰富的机械设计、机电控制、电路设计实际经验的教师参与课程设计的具体指导。指导合作学生完成机电项目的系统设计，熟练掌握项目所涉及的相关内容，而且在实际操作中通过不断的探究获得新的知识，进而培养学生的系统设计能力。3、开放交流，培养学生的团队协作能力在整个课程设计过程中，尝试以学生为主体，教师起引导作用。根据学生自愿组成若干小组，每组共同完成一个项目，组内成员各自有不同的分工，由小组长负责牵头。由学生自发组织相关资源自行去学习、收集素材。遇到问题，由小组成员商讨解决，解决不了的提请老师帮忙。通过这样的形式，不但培
5、养了自己获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力，而且也培养了自己与他人合作的能力。4、注重应用和实践，培养学生的创新能力机电一体化技术其特有的实践性决定了课程设计过程不宜单靠设计图纸来完成，让学生动脑动手，把原先设计与思考的东西展示出来，通过不断的对比和修改，把原先思考与设计环节预料不合理、不充分、不完善的地方纠正过来，对自己的设计作不断的修改和完善，从而达到创新的目的。五、智能车结构及原理1、小车结构如图示2、寻光电路分析1）有光照情况 光敏电阻R1变小，V2变大 假设V2=4.6VT，V3电压 4V，V2V3 反向端大于同向端，则OUT5输出低电平0给单片机识别，单片机通过if来扫描
6、out5引脚电平状态。2）无光照情况：光敏电阻R1变大，V2变小 假设V2=3.2V，V3电压不变还是 4V，V2V3 同向端大于反向端 ，则OUT5输出为高电平1给单片机识别，单片机通过if来扫描out5引脚电平状态3、寻迹电路分析若没有检测到黑线，则H4发光到白纸光反射到H4接收端，H4接收端导通，使得T1接地=0；有检测到黑线，则H4发光到黑线光全部被吸收，H4接收端，没有收到任何信号，因而H4不导通（即接收管截止），则T1=VCC。检测到白纸有接收到反射光 LM324 2脚比较器反向端T1=0V，3脚比较器同向端=3V，同向端大于反向端则OUT1输出1检测到黑线没接收到反射光了 LM3
7、24 2脚比较器反向端T1=5V，3脚比较器同向端=3V，反向端大于同向端则OUT1输出04、传感器电路分析5、小车寻迹算法1）单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法P1.3 P1.2 P1.3 P1.20 1 0 1 前进0 0 0 0 停止0 1 0 0 左转弯0 0 0 1 右转弯2）根据上述的分析编写出寻迹核心程序x=P0&0x0F;switch(x)case 0x0B: you();break;/U5检测到 case 0x09: you();break;/U3、U5检测到 case 0x08: you();break;/U3检测到case 0x02: zuo();break;/U9检
8、测到case 0x06: zuo();break;/U7、U9检测到case 0x0E: zuo();break;/U7检测到case 0x0C: zhi();break;/U3、U7检测到case 0x0A: zhi();break;/全检测不到时case 0x05: zhi(); k+;break;/全检测到default : break;6、程序调试黑色物体遮挡传感器检测T1脚电压变化是否正常。调节电位器R13,使得3脚电压介于（2脚）T1电压的最大和最小值之间。 将所编程序利用USB接口烧入智能车的单片机里，看小车是否启动。如若未动，则需重新更改程序并烧入。若跑动，则将小车置于轨道起跑
9、线处，启动电源开关，测试小车是否按照所定轨道运行。观察小车是在哪个环节出了问题，是否能够定向转弯，是否能够直走等等。如果出现上述问题，则需改变传感器的高低电平是否有错误，还有即是电机驱动部分是否有误。如此反复调试，直到小车能够达到标准要求，按照既定轨道运行。7、智能车设计调试的最终程序如下：include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit P00=P00; /U5sbit P01=P01; /U3sbit P02=P02; /U7sbit P03=P03; /U9sbit P04=P04; /电机控制线sbit P
10、05=P05; /电机控制线sbit P06=P06; /电机控制线sbit P07=P07; /电机控制线uchar tt;void init()/T0中断初始化 TMOD=0x11;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;void time0() interrupt 1/定时器0中断服务函数tt+;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;void delay(int a)/延时 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()/循迹模块uchar x,k;k=0;while(1)x=P0&0x0F;switch(x)case 0x0B: you();break;/U5检测到 case 0x09: you();break;/U3、U5检测到 case 0x08: you();break;/
12、U3检测到case 0x02: zuo();break;/U9检测到case 0x06: zuo();break;/U7、U9检测到case 0x0E: zuo();break;/U7检测到case 0x0C: zhi();break;/U3、U7检测到case 0x0A: zhi();break;/全检测不到时case 0x05: zhi(); k+;break;/全检测到default : break;if(k=1) break;void main()/主函数delay(20);while(1)xunji();break;ting();8、软件设计流程如图所示：六、总结 机电课程设计是重要
13、的教学环节之一，是学生将课堂教学知识运用于实践的有效途径。本次智能车设计以及编程调试实践，我们充分运用了学过的单片机控制原理、传感检测系统以及接口技术等。通过该设计，使得我们对单片机控制部分不再是单纯抽象的片面印象，而是更加深入的内在了解和掌握，这为我们以后的毕业设计和参与科研设计工作打下了坚实基础，做了厚重铺垫。在这次课程设计当中，每个小组都遇到了许多前所未有的难题。通过求助同学，请教老师，一步一步，解决了多数问题。当然，解答疑问的过程也就是我们对知识的融会贯通和领悟巩固的过程。以前的抽象机电知识在此刻得到了诠释，我们也对其也进行了重新认识。通过设计，提高了我们综合应用已有知识解决问题的能力。由于所学知识以及实验环境的限制，我们并未总体设计智能车，主要是对其软件控制部分进行了编程和调试。只是完成了整个设计中的软件环节，但仅仅是在该环节，就让同学们受阻而停滞不前。经过了前后2次设计，能够完全将程序调试正确的小组少有。虽然失败了，但同学们的收获远远大于书本所得，这是值得大家欣慰的。总之，课程设计教学作为教学的一个重要组成部分，要努力让学生得到多方面能力的发展，为同学们全面素质的发展打下良好的基础，实现人的可持续发展，为学生一生的发展奠基。在此感谢我们的指导老师，谢谢您给了我们如此珍贵的锻炼机会，也谢谢您让我们明白了更多的道理。
