開題報(bào)告--單片機(jī)倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p>　題 目單片機(jī)倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)</p><p>　學(xué) 院</p><p>　專 業(yè)光信息科學(xué)與技術(shù)</p><p>　姓 名</p><p>　班 級(jí)</p><p>　學(xué) 號(hào)</p>

2、<p>　指導(dǎo)教師蔡本曉</p><p>　　一﹑本課題的研究意義</p><p>　　單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O接口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系

3、統(tǒng)。單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一種，它具有如下的特點(diǎn)：（1）具有優(yōu)異的性能價(jià)格比（2）集成度高，體積小，可靠性高（3）控制功能強(qiáng)，開發(fā)應(yīng)用方便（4）低電壓，低功耗。</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等。但是，單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義還在于：單

4、片機(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須有模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟件（編程）方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實(shí)。</p><p>　　電機(jī)控制是指，對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)、加速、運(yùn)轉(zhuǎn)、減

5、速及停止進(jìn)行的控制。根據(jù)不同電機(jī)的類型及電機(jī)的使用場合有不同的要求及目的。對(duì)于電動(dòng)機(jī)，通過電機(jī)控制，達(dá)到電機(jī)快速啟動(dòng)、快速響應(yīng)、高效率、高轉(zhuǎn)矩輸出及高過載能力的目的。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的

6、角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p>　　在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能做定量分析時(shí)，需要測量和控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在判斷旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的異常情況時(shí)，也通常采用測量和控制轉(zhuǎn)速的方法。電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量和控制方案可分成兩類，用測速發(fā)電機(jī)檢測或用脈沖發(fā)生器檢測。測速發(fā)電機(jī)的工作原理是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，它運(yùn)行

7、可靠，但體積大、精度低，且由于測量值是模擬量，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后讀入計(jì)算機(jī) 。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)提高，尤其是單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)以其功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉的顯著特點(diǎn)，使全數(shù)字化測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用。由于單片機(jī)具有體積小、性能強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)，越來越受到企業(yè)用戶的青睞</p><p>　　二﹑研究的基本內(nèi)容，主要重難點(diǎn)：</p><p>　　1、基本內(nèi)容 本課題主要開發(fā)一個(gè)能自動(dòng)循跡的智能

8、小車控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)主要以簡易智能機(jī)器人為開發(fā)平臺(tái)，選擇適當(dāng)?shù)膯纹瑱C(jī)為控制平臺(tái)，選擇常見的電機(jī)模型車為機(jī)械平臺(tái)，通過細(xì)化設(shè)計(jì)要求，結(jié)合傳感器技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)相關(guān)知識(shí)實(shí)現(xiàn)小車的各種功能。設(shè)計(jì)完成以由紅外線對(duì)管的自動(dòng)尋跡、紅外線超車組成的硬件模塊結(jié)合軟件設(shè)計(jì)組成多功能智能小車，共同實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)倒退、轉(zhuǎn)向行駛，自動(dòng)根據(jù)地面黑線尋跡導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)智能控制，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。 </p><p><b>　　2、重點(diǎn)和難

9、點(diǎn) </b></p><p>　?。?）、能前進(jìn)并且能左右調(diào)整方向 </p><p>　?。?）、基于單片機(jī)STC89C52控制，能基本實(shí)現(xiàn)小車勻速行駛 </p><p>　?。?）、小車能以黑線為軌跡前進(jìn)行駛，自動(dòng)調(diào)整方向沿著</p><p>　　三﹑ 研究步驟、方法及措施：</p><p>　　1 系統(tǒng)

10、設(shè)計(jì)： 智能尋跡小車采用后輪驅(qū)動(dòng)，左右后輪各用一個(gè)直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過調(diào)制后面兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的 在車體前部分別裝有左中右三或者兩個(gè)紅外反射式傳感器，當(dāng)小車左邊的傳感器檢測到黑線時(shí)，說明小車車頭向右邊偏移，這時(shí)主控芯片控制左輪電機(jī)減速，車體向左邊修正 同理當(dāng)小車的右邊傳感器檢測到黑線時(shí)，主控芯片控制右輪電機(jī)減速，車體向右邊修正 當(dāng)黑線在車體的中間，中間的傳感器一直檢測到黑線，這樣小車就會(huì)沿著黑線一直行走。 </

11、p><p><b>　　2 硬件設(shè)計(jì)： </b></p><p><b>　　主控芯片的選擇 </b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的主控芯片未定。擬采取STC89C52、PIC16877或spec061，三種芯片中的一種。此三種芯片都是低功耗高性CMOS 8位微控制器，具有8K的系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，使用高密度非易失性

12、存儲(chǔ)器技術(shù)制造，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程 Flash。性能方面，三種芯片各有千秋，PIC采用精簡指令集，凌陽具有語音識(shí)別功能，能夠進(jìn)行簡單的語音處理。初次擬采用PIC進(jìn)行前期工作，因?yàn)楸救藢?duì)于PIC更為熟悉。</p><p><b>　　車體的選擇 </b></p><p>　　在本次智能尋跡小車的

13、選擇過程中，我們選擇了后面兩輪驅(qū)動(dòng)，前方向輪轉(zhuǎn)向的小車，即后左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流減速電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，車頭前部裝一個(gè)方向。</p><p><b>　　循跡模塊</b></p><p>　　尋跡模塊我們可以用光敏電阻組成。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化 當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時(shí)，光線發(fā)射較弱 因此當(dāng)

14、光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化 將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平，但是這種方式受環(huán)境影響大，工作不穩(wěn)定，因此，我們將研究幾種方案，選擇性價(jià)比和各方面更好的紅外傳感器</p><p>　　四﹑ 研究工作進(jìn)度：</p><p><b>　　五、主要參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]王德安， 常春玲.，基于單片

15、機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制[J]. 自動(dòng)化與儀表, 2005, 20(3): 52-54. </p><p>　　[2]李學(xué)海.，PIC單片機(jī)實(shí)用教程[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2007.2</p><p>　　[3]常敏，王涵，范江波.單片機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)與實(shí)踐[M]. 北京：電子工業(yè)出版社,2009： 219-234.</p><p>　　[4]孫源文， 基于單

16、片機(jī)的直流電機(jī)控制[J]. 科技信息, 2011 (35): 268-269.</p><p>　　[5]馬正強(qiáng)，Keil與proteus完美結(jié)合教程[D]. 四川：涼山機(jī)電學(xué)校.</p><p>　　[6]龍之一，易幼慶.C語言程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：科學(xué)出版社.2004 </p><p>　　[7]潘永雄，沙河.電子線路CAD實(shí)用教程[M].西安：西安電子科技大

17、學(xué)出版社.2007.7</p><p>　　[8]房玉明, 杭柏林， 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)[J]. 電機(jī)與控制應(yīng)用, 2006, 33(4): 61-64. </p><p>　　[9] Smither,M.A.,Pugh,D.R.and Woolard,L.M. “C.M.R.R.Analysis of the 3-Op-Amp Instrumentation Amplifi

18、er” [D]. Electronics Letters,2 Feb.1989</p><p>　　[10]Sedra,A.S.andSmith,K.C.“MicroelectronicCircuits”[J].4thEdition.Oxford University Press.1998</p><p>　　六、指導(dǎo)教師審核意見： </p><p>　　指導(dǎo)教師簽

19、字： </p><p><b>　　年　　月　　日</b></p><p>　　七、系（教研室）評(píng)議意見： </p><p>　　系（教研室）主任簽字： </p><p><b>　　年　　月　　日</b></p><p&g

20、t;　　八、開題小組評(píng)審意見：</p><p>　　開題小組負(fù)責(zé)人簽字：　　　　 </p><p><b>　　年　　月　　日</b></p><p>　　九、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)審核意見：</p><p>　　1．通過； 2．完善后通過；　　　　　3．未通過 </p><p>