第一章 绪论学校代码：10129系 别：计算机技术与信息管理系年 份：2016 毕业设计说明书题 目: 基于STC12C5A60S2单片机的智能车设计小组成员:班 级：13级计算机网络技术班指导教师: 2016年05月IV摘 要沿袭着前一辈工程师的研发思路，使用资料较多的单片机和原理较简单的传感器搭建一个能够实现壁障和遥控功能的小车还是可以实现的。通过单片机对传感器和模块的控制和处理，让各个模块和芯片按照目的要求运作，便是这次设计的主要目的。本文的研究的思想就是利用单片机控制技术和传感器技术相结合，以STC12C5A60S2单片机为核心，L298N电机驱动、超声波模块、LM339电压比较器、LCD12864显示屏、HC-06从机蓝牙模块组成智能小车。利用LCD显示技术实现数字化显示。通过采集传感器的数据交给单片机处理并按照设定的程序代码区控制小车的运行。关键词：智能小车；单片机；红外壁障；超声波测距；蓝牙模块IAbstractArtificial intelligence as a new product of modern society, some time ago, Google Corporation developed AlphaGo program to beat the world chess champion, the artificial intelligence has been pulled into the peoples vision. Artificial intelligence will be the trend of future development. In the rapid development of the software at the same time, the hardware circuit also is in a period of rapid development, with the development of large-scale and ultra large scale integrated circuit prompted more and more intelligent hardware volume becomes smaller and smaller, more outstanding performance. In the development of high-tech industries at the same time, the power of life science and technology is constantly expanding peoples horizons. Typical is the advent of smart phones, Samsung apple HUAWEI as the representative, quickly put the previous generation of functional machine market occupied, and update speed is still accelerating. Followed by the UAV, Xinjiang zero as the representative, consumer grade UAV also began to appear in peoples field of vision, lowered the threshold, so that everyone can become a professional aerial expert. And intelligent vehicle currently in China is still in the development stage to be temporarily without a can as the flagship model of the benchmark, which prompted the a large number of innovative companies in the continuous thinking and research, the purpose is to fill the smart car a gap in the market.Followed the previous generation of Engineers research and development ideas, the use of more information on the microcontroller and the principle of a simple sensor to build a wall barrier and remote control function of the car can still be achieved. Through the control and processing of the sensor and the module, it is the main purpose of this design to make each module and the chip operate according to the purpose.Key words: intelligent car；single chip microcomputer；infrared wall obstacle； ultrasonic distance measuring；Bluetooth module目 录第1章 绪论11.1 智能车研究的背景和意义11.2 智能车的研究现状11.3 智能车研究目前常用的方法1第2章 系统需求分析32.1 系统设计与功能32.2 系统设计原理图32.3 主要器件介绍32.3.1 单片机32.3.2 LCD12864显示模块102.3.3 HC-SR04超声波传感器112.3.4 L298N电压驱动芯片122.3.5 LM339电压比较器芯片122.3.6 DS18B20温度传感器132.3.7 HC-06从机蓝牙模块142.3.8 9G小舵机14第三章 系统硬件设计163.1 单片机最小系统183.2 基于L298N的电机驱动电路设计193.3 基于LM339的红外探测传感器设计203.4 LCD12864液晶屏电路213.5 蜂鸣器电路223.6 超声波模块电路233.7 DS18B20温度传感器电路233.8 串口程序烧录及串行蓝牙通讯电路233.9 PCB板图243.10实物图26第四章 系统软件设计274.1 开发环境274.2 软件程序设计284.2.1 软件延时程序设计284.2.2 液晶屏程序设计284.2.3 超声波程序设计294.2.3 红外壁障程序设计294.2.4 DS18B20程序设计294.2.5 HC-06蓝牙模块程序设计304.2.6 舵机旋转程序设计314.2.7 主函数程序设计32第五章 系统测试335.1 硬件测试335.2 软件测试335.3 软件的下载34总结38参考文献39致谢40第一章 绪论第1章 绪论众所周知，科技行业现在的发展状况可以用日新月异来形容，即使技术含量极高的航天事业，也能被其他国家独立研发出来，前几年的朝鲜发射卫星就是鲜明的例子。所以高科技行业是永远不会有休息的时候，今天开发出来的新型玩具，可能第二年就被更有趣的所替代，智能车领域也符合科技发展的规律，传感器的质量和算法的优越决定了智能车的性能。而在玩具领域，智能车目前还处于发展阶段。因此设计出来一款可以稳定实现特定功能的小车具有重要的意义和市场价值。1.1 智能车研究的背景和意义随着科技的进步和人们生活水平的不断提高，给孩子创造一个科技环绕的生活环境不仅能让小孩变得爱思考和爱动手。传感器和主控芯片价格的越来越低，让自己创造个智能小车的门槛变得越来越低。1.2 智能车的研究现状现在智能车仍处于发展阶段，市场上还没有一套完整的智能车玩具。智能车依旧只能活在实验室中，为创客们学习提供一个良好的平台。以飞思卡尔半导体（现被恩智浦收购）公司举办的飞思卡尔杯智能车竞赛将智能硬件带到了高校校园，越来越多的爱动手的大学生已经加入到智能车的开发中，对环境的感知技术也在不断突破，从之前的简单利用红外线的方法识别黑白线变成用线性CCD检测比赛道路，再到现在流行的双车追逐。这无一不表现出智能车将会成为大学生动手创造的一个良好平台。但是想要把智能车给产业化，就目前的形式来说，挑战还是蛮大的，因为传感器的质量决定小车智能化的程度，而想在小车上使用高端的传感器去作为玩具普及到日常生活，这很显然是不现实的，但是选用价格低廉的传感器便会导致小车性能下降，产品品质不高。所以现在智能车想产业化融入日常生活还有待突破。1.3 智能车研究目前常用的方法无论智能车还是普通车，最先考虑的应当是车子的动力系统，优秀的动力才是小车的前提，对于小车的驱动，目前最常用的是采用MOS管搭建，芯片厂商根据这个思路生产了很多的电机驱动芯片，如L298N、BTN7971B、TB6612等。电机，电机分为有刷和无刷，航模用的三相电机还有KV值区别。而我们这次设计本着成本低的原则，选用价格低廉的180g小马达和L298N驱动芯片便能实现要求。主控芯片，主控芯片选用设计要求的51单片机。传感器也选用价格便宜的红外探头采集电压经比较电路反馈给单片机的方案。41第二章 系统需求分析第2章 系统需求分析2.1 系统设计与功能本设计是基于STC12C5A60S2单片机的智能小车，主要完成以下任务：（1）选择STC12C5A60S2单片机，了解其基本特性和功能、以及应用。（2）正确使用相关传感器采集周围的环境，并让单片机能正确做出处理。（3）通过单片机对LCD的控制，显示单片机发送需要显示的数据信息。2.2 系统设计原理图小车主要由增强型51单片机STC12C5A60S2、HC-SR04超声波模块、L298N电机驱动、LM339电压比较器、DS1302温度传感器、9G小舵机、HC-06从机蓝牙模块构成。在系统结构方面，主要是由单片机采集红外、超声波和蓝牙的数据，分析完成后让电机按照程序设定的方向旋转，并给液晶屏对应的指令，让它能够显示中间数据以及系统状态。图2-1 系统设计结构图Pig2-1 system design structure2.3 主要器件介绍2.3.1 单片机单片机也习惯性称为微控制器（Microcontroler Unit，MCU），是因为它最早被用在工控领域。单片机是计算机领域的一个重要分支，它不是处理某一项特定功能的芯片，而是集成了计算机能作为控制器的最核心部分，它是一个简化的计算机系统，能处理运算量不高的情况下的控制核心，它是大规模和超大规模集成电路发展的产物。作为计算机领域的一个重要分支