循迹小车课程设计模板
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单片机课程设计——智能循迹小车学院:电子信息工程学院专业、班级:自动化121501姓名:王利民学号: 201215040121指导教师:金坤善2015年12月目录一、设计目的与要求……………………………………………………………1.1、设计目的…………………………………………………………………1.2、设计要求…………………………………………………………………二、系统原理及功能分析2.1、系统原理分析………………………………………………………………2.1.1、整体原理及系统框图………………………………………………2.1.2、循迹原理分析…………………………………………………2.1.3、电机转速控制原理分析……………………………………2.2、功能分析……………………………………………………………三、系统设计……………………………………………………………3.1、系统硬件电路选取和设计3.1.1、MCU…………………………………………………………3.1.2、循迹模块…………………………………………………………3.1.3、驱动模块……………………………………………………………3.1.4、电源…………………………………………………………3.1.5、供电电源…………………………………………………………3.2、系统软件设计………………………………………………………………四、测试结果五、总结……………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………附录…………………………………………………………………………………一、设计目的与要求1.1、设计目的1、能够熟练使用51单片机编写程序。
2、能够使用Altium Designer绘制出整体电路图,并明白各部分电路的工作原理。
3、了解电机的控制原理和红外传感器的原理,能够熟练使用。
4、了解循迹的方法和原理,找出最佳的循迹方案。
简易循迹小车装配课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解循迹小车的基本工作原理,掌握相关电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能掌握简易循迹小车的装配流程,了解各部件之间的相互关系。
3. 学生能了解编程控制的基本概念,对循迹小车的程序设计有初步的认识。
技能目标:1. 学生能够独立完成简易循迹小车的装配,提高动手实践能力。
2. 学生能够通过编程控制循迹小车,培养解决问题的能力和创新思维。
3. 学生能够运用所学的知识,对循迹小车进行调试和优化,提高实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过参与课程,培养对科学技术的热爱和兴趣,激发创新精神。
2. 学生在团队协作中,学会沟通、交流和合作,培养团队意识。
3. 学生在课程实践中,体验成功与失败,培养面对挑战的积极态度和克服困难的勇气。
课程性质:本课程为实践性课程,注重学生的动手能力和创新能力培养。
学生特点:六年级学生具有一定的认知能力和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,喜欢挑战。
教学要求:教师应关注学生的个体差异,引导他们主动参与课程实践,培养他们的创新意识和团队协作能力。
同时,注重课程目标的分解与落实,确保学生能够达到预期学习成果。
在教学过程中,注重过程评价和总结评价,及时给予学生反馈和指导。
二、教学内容1. 理论知识:- 了解简易循迹小车的原理,包括传感器的工作原理、电机驱动原理等。
- 学习电子元件的基本知识,如电阻、电容、二极管等。
- 掌握编程控制的基本概念,如条件语句、循环语句等。
2. 实践操作:- 装配简易循迹小车,包括电路连接、机械结构的组装。
- 学习使用编程软件,编写控制循迹小车运行的程序。
- 对循迹小车进行调试和优化,提高其运行性能。
3. 教学大纲:- 第一阶段:介绍简易循迹小车的基本原理和电子元件,让学生对课程内容有整体的认识。
- 第二阶段:学习编程控制的基本概念,为后续编程实践打下基础。
- 第三阶段:分组进行简易循迹小车的装配,培养学生的动手实践能力。
智能循迹小车设计专业:自动化班级: 0804班姓名:指导老师:2010年8月—-2010年10月摘要:本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现,小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器; 采用红外传感获取赛道的信息,来对小车的方向和速度进行控制.此外,对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试,并最终完成软件和硬件的融合,实现小车的预期功能。
引言当今世界,传感器技术和自动控制技术正在飞速发展,机械、电气和电子信息已经不再明显分家,自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要,“智能”这个词也已经成为了热门词汇。
现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平,特别是日本,比如日本本田制作的机器人,其仿人双足行走已经做得十分逼真,而且具有一定的学习能力,还据说其智商已达到6岁儿童的水平。
作为机械行业的代表产品—汽车,其与电子信息产业的融合速度也显著提高,呈现出两个明显的特点:一是电子装置占汽车整车(特别是轿车)的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展,汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点;二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。
无容置疑,机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内,都开始重视起来,主要表现在大学生的各种大型的创新比赛,比如:亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛(ABU ROBCON)、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。
但很现实的状况是,国内不论是在机械还是电气领域,与国外的差距还是很明显的,所以作为机电一体化学生,必须加倍努力,为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。
循迹小车课程设计
循迹小车课程设计是一个涉及多个学科领域的项目,包括电子、控制理论、机械设计和人工智能等。
以下是一个可能的循迹小车课程设计大纲:
一、项目背景和目标
介绍循迹小车的概念和应用场景,如智能物流、无人驾驶等。
阐述项目目标,如实现自动循迹、避障、数据采集等功能。
二、硬件选型和搭建
选择合适的微控制器、电机、传感器等硬件设备。
设计并搭建小车的机械结构,确保稳定性和灵活性。
三、控制算法设计
介绍PID控制、模糊逻辑控制等常见控制算法。
根据需求选择合适的算法,并进行参数调整。
四、循迹功能实现
编写代码实现小车的自动循迹功能,包括路径识别、电机控制等。
通过调试和优化,提高小车循迹的准确性和稳定性。
五、避障功能实现
介绍超声波、红外等常见传感器及其工作原理。
编写代码实现小车的避障功能,包括障碍物检测、路径规划等。
通过实验验证避障功能的可靠性和准确性。
六、数据采集与分析
使用传感器采集小车运行过程中的数据,如速度、位置、时间等。
分析采集到的数据,评估小车的性能表现,为后续优化提供依据。
七、系统集成与调试
将所有模块集成到小车中,进行系统调试。
解决调试过程中遇到的问题,优化系统性能。
八、总结与展望
总结项目成果,分析优缺点。
提出改进和扩展的方向,为后续研究提供思路。
课程设计循迹小车一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握循迹小车的基本原理和制作方法,培养学生的动手能力和创新能力。
知识目标包括:了解循迹小车的工作原理、熟悉常见的电子元件及其功能、掌握基本的电路连接和编程技巧。
技能目标包括:能够独立完成循迹小车的组装、调试和编程,培养学生的动手能力和解决问题的能力。
情感态度价值观目标包括:培养学生对科学的兴趣和好奇心,增强学生的团队合作意识和环保意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括循迹小车的原理、组成和制作方法。
首先,介绍循迹小车的工作原理,让学生了解其运行机制。
其次,讲解循迹小车的组成,包括电子元件、电路连接和编程等方面。
最后,教授学生如何动手制作循迹小车,培养学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程采用多种教学方法相结合的方式。
首先,运用讲授法,向学生讲解循迹小车的基本原理和制作方法。
其次,通过讨论法,引导学生进行思考和交流,提高学生的理解能力。
再次,运用案例分析法,分析实际案例,使学生更好地掌握知识。
最后,利用实验法,让学生亲自动手操作,培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施,我们将选择和准备以下教学资源。
教材:《循迹小车制作教程》,为学生提供基本的学习资料。
参考书:《电子制作入门》、《编程技巧与应用》等,为学生提供更多的学习参考。
多媒体资料:制作PPT和视频教程,为学生提供直观的学习资源。
实验设备:准备循迹小车制作所需的电子元件、工具和设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,我们将采用多种评估方式。
平时表现方面,将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的积极性等给予评分。
作业方面,将根据学生完成作业的质量、创新性和准确性等进行评分。
考试方面,将设置选择题、填空题、简答题和综合分析题等多种题型,全面测试学生对知识的掌握和应用能力。
此外,还将设置实验操作考核,评估学生的动手能力和实验技能。
stc52循迹小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握STC52单片机的原理与应用,了解循迹小车的基本工作原理。
2. 学生能描述传感器在循迹小车中的作用,并解释循迹原理。
3. 学生能运用所学的编程知识,编写STC52单片机程序,实现循迹小车的功能。
技能目标:1. 学生能独立完成循迹小车的组装和调试,提高动手操作能力。
2. 学生能运用所学知识,解决循迹小车在运行过程中遇到的问题,培养问题解决能力。
3. 学生能通过团队协作,共同完成任务,提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对单片机及电子制作的兴趣,激发创新意识。
2. 学生通过实践活动,体会团队合作的重要性,增强团队精神和集体荣誉感。
3. 学生能够在探索过程中,勇于面对挫折,培养坚持不懈、勇于挑战的精神。
课程性质:本课程为实践性课程,以项目式教学为主,注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点:学生具备一定的电子基础知识,对单片机有初步了解,对实践活动有较高的兴趣。
教学要求:教师需引导学生主动参与,鼓励学生动手实践,关注学生个体差异,提供个性化指导。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,培养学生综合运用知识的能力。
通过课程目标的分解与实施,确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容1. 理论知识:- STC52单片机原理与编程基础;- 传感器工作原理及在循迹小车中的应用;- 循迹小车整体设计原理与实现方法。
2. 实践操作:- 循迹小车的组装与调试;- STC52单片机程序编写与下载;- 循迹小车运行测试及问题解决。
3. 教学大纲:- 第一阶段:STC52单片机原理学习与编程基础(1课时)- 熟悉STC52单片机的内部结构及功能;- 掌握单片机编程的基本语法及编程技巧。
- 第二阶段:传感器原理及在循迹小车中的应用(1课时)- 学习传感器工作原理;- 探讨传感器在循迹小车中的具体应用。
- 第三阶段:循迹小车组装、调试与运行(2课时)- 按照设计图纸,完成循迹小车的组装;- 编写程序,实现循迹功能;- 进行运行测试,分析并解决可能出现的问题。
一、课设题目:循迹小车二、课设要求:1、小车能识别黑色轨迹自主行走;2、小车速度可调;3、设计电路,编写程序,软件硬件仿真、调试。
三、任务时间表:1、六用7-10号完成方案的大体框架,确定大致元器件,完成电路图绘制,进行编程,仿真;2、六月13-14号焊接硬件;3、六月15-17号调试修改。
四、框架图:五、小车各模块电路图及说明:1、电机驱动控制部分:采用专门的电机控制芯片L298。
特点:(1) 工作电压高,最高工作电压可达46V;输出电流大,瞬间峰值电流可达3A,持续工作电流为2A。
(1) 内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器、线圈等感性负载。
(2) 采用标准TTL逻辑电平信号控制;具有两个使能控制端,在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作。
(3) 有一个逻辑电源输入端,使内部逻辑电路部分在低电压下工作;可以外接检测电阻,将变化量反馈给控制电路。
引脚图和引脚功能表:L298管脚图它可同时对两个电机进行驱动控制,电路简单,控制效果好,干扰小,因此我们采用此方案,电路图如下:2、传感器探测部分:采用光电传感器ST188。
特点:1、采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
2、检测距离可调整范围大,4—13mm可用。
3、采用非接触检测方式。
应用范围1、IC卡电度表脉冲数据采样。
2、集中抄表系统数据采集。
3、传真机纸张检测。
4、与方向判别电路ST288A结合使用可判别被测物的运动方向及正反转测量、行程测量等。
外形尺寸:ST188引脚图(单位mm)3、中央处理模块:STC89C51单片机。
硬件结构:STC89C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。
如果按功能划分,它由如下功能部件组成,即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。
它们都是通过片内单一总线连接而成,其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。
单片机循迹小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理,掌握其编程方法。
2. 学习并掌握循迹小车的工作原理,包括传感器、驱动电路及控制算法。
3. 了解机器人技术中的自动导航与路径跟踪技术。
技能目标:1. 能够运用单片机进行程序编写,实现对循迹小车的控制。
2. 能够独立完成循迹小车的组装和调试,提高动手实践能力。
3. 能够通过小组合作,解决实际问题,培养团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术和编程的兴趣,激发创新意识。
2. 培养学生面对问题时的耐心和毅力,形成积极向上的学习态度。
3. 增强学生的环保意识,认识到科技发展对环境保护的重要性。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点:学生处于好奇心强、动手能力逐渐提高的阶段,对新鲜事物有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点,采用任务驱动法,引导学生自主探究,培养实际操作能力。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,确保学生能够学以致用。
通过课程学习,使学生达到预定的学习成果,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容- 单片机原理与编程基础:介绍单片机的组成、工作原理,基础编程语法及逻辑控制。
- 传感器原理:讲解循迹传感器的工作原理及其在循迹小车中的应用。
- 驱动电路:阐述电机驱动电路的原理与设计方法。
2. 实践操作:- 循迹小车组装:指导学生按照原理图进行电路连接,完成小车组装。
- 程序编写:教授学生编写单片机程序,实现对循迹小车的控制。
- 调试优化:教授学生如何调试程序,对小车进行性能优化。
3. 教学大纲:- 第一阶段(2课时):介绍单片机原理与编程基础,使学生了解单片机的基本使用方法。
- 第二阶段(2课时):讲解传感器原理与驱动电路,让学生明白循迹小车的工作原理。
- 第三阶段(3课时):指导学生进行循迹小车的组装、编程和调试。
4. 教材关联:- 教科书第四章:单片机原理与应用。
- 教科书第五章:传感器与自动控制系统。
循迹小车课程设计报告
一、概述
本课程是针对中小学电子爱好者,设计一款基于Arduino开发
板的循迹小车。
课程分为两部分,理论学习和实战操作。
二、理论学习
1. 基础知识学习
学习Arduino开发板的基本用法,了解循迹传感器的原理和应用。
2. 循迹算法学习
介绍循迹控制算法,如PID控制,模糊控制等。
3. 电路原理图学习
通过示例电路,学习循迹小车的电路原理,理解各个组件的作
用与连接方式。
三、实战操作
1. 简单循迹小车搭建
学生通过教师提供的视频教程,自行搭建一个简单的循迹小车。
2. 电路焊接操作
学生进行电路焊接操作,提高电路实际操作能力。
3. 循迹小车控制程序编写
学生通过Arduino开发板,编写循迹小车控制程序,实现小车的运动。
四、实施效果
本课程的实施效果如下:
1. 学生提高Arduino开发板的使用能力。
2. 学生通过理论学习,了解循迹控制算法的原理。
3. 学生通过实战操作,提高电路焊接和程序编写能力。
4. 学生通过小车的装配,加深对电子学原理的理解能力。
五、总结
本课程以实战为主,理论为辅,充分利用学生的动手能力和创造能力,锤炼学生的动手能力和团队合作精神。
在实施中,教师应注意保障学生的安全,严格要求学生的动作规范。
通过开展此
课程,旨在激发学生对电子技术的兴趣,培养学生的科学实验精神。
课程设计智能循迹小车一、教学目标本课程旨在通过智能循迹小车的制作与编程,让学生掌握基础的电子电路知识、传感器原理以及简单的编程技巧。
在知识目标方面,学生需要理解电子元件的功能,如电机、传感器等,并能够运用编程语言对小车进行控制。
技能目标方面,学生应能够独立完成智能循迹小车的组装,并进行编程调试。
情感态度价值观目标方面,通过课程的学习,培养学生对科技创新的兴趣,增强动手实践能力,并培养团队合作意识。
二、教学内容教学内容将围绕智能循迹小车的制作与编程展开。
首先,学生将学习电子电路基础知识,包括电机、传感器等元件的功能和应用。
接着,学生将学习编程语言,并通过实践操作,掌握如何编写程序控制小车。
最后,学生将进行智能循迹小车的组装和调试,以巩固所学知识。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,将采用多种教学方法。
包括讲授法,用于传授电子电路知识和编程技巧;讨论法,让学生在团队中交流想法,共同解决问题;案例分析法,分析实际案例,让学生更好地理解理论知识;实验法,让学生动手实践,提高操作技能。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材将提供理论知识的学习,参考书将提供额外的学习资料。
多媒体资料包括教学视频和图片,用于辅助学生理解复杂概念。
实验设备包括智能循迹小车套件、电子元件、编程软件等,让学生能够进行实际操作和编程练习。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生的课堂参与度和团队合作表现,通过观察和记录学生在课堂上的表现来进行评估。
作业方面,学生需要完成一系列与智能循迹小车相关的实践任务,如组装、编程和调试,通过提交作业来评估学生的实践能力。
考试则主要评估学生对电子电路知识、传感器原理和编程技巧的理解和应用,通过书面考试来评估学生的理论水平。
六、教学安排本课程的教学安排将分为10个课时,每个课时45分钟。
前5个课时用于讲解电子电路知识和传感器原理,中间3个课时用于编程技巧的学习和实践,最后2个课时用于智能循迹小车的组装和调试。
无编程循迹小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解循迹小车的基本工作原理,掌握相关的物理知识和科学原理。
2. 学生能够描述并解释传感器在循迹小车中的作用,了解不同类型传感器的特点和应用。
3. 学生能够掌握无编程环境下,通过图形化编程软件对循迹小车进行控制和调试的基本步骤。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,动手搭建和组装循迹小车,展示实际操作能力。
2. 学生能够通过小组合作,进行问题分析、方案设计和实验调试,提高团队协作和问题解决能力。
3. 学生能够运用图形化编程软件对循迹小车进行路径规划,培养逻辑思维和编程能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学技术的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 学生在小组合作中,学会尊重他人、倾听意见,培养良好的沟通能力和团队精神。
3. 学生通过实际操作,体验科技带来的乐趣,增强自信心和成就感,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为实践性、探究性和协作性课程,旨在培养学生的动手能力、逻辑思维和团队协作能力。
学生特点:针对初中年级学生,他们对新鲜事物充满好奇,具备一定的物理知识和动手能力,但编程经验相对不足。
教学要求:注重实践操作与理论知识的结合,鼓励学生主动探索和合作学习,提高解决问题的能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 循迹小车基本原理学习:包括小车运动学基础、传感器工作原理、电路组成等,对应教材中“机器人结构与原理”章节。
2. 循迹小车搭建与组装:介绍小车各部件的功能和组装方法,使学生掌握实际操作技能,对应教材中“机器人组装与调试”章节。
3. 图形化编程软件使用:学习并掌握图形化编程软件的基本操作,实现对循迹小车的控制,对应教材中“编程基础”章节。
4. 路径规划与编程实现:通过小组合作,设计并实现循迹小车的路径规划,锻炼学生的逻辑思维和编程能力,对应教材中“项目实践”章节。
5. 小车调试与优化:学生根据实际运行情况,对小车进行调试和优化,提高小车循迹性能,对应教材中“机器人调试与优化”章节。
d21循迹小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握循迹小车的基本原理,包括传感器的工作原理和电路连接方式。
2. 学生能描述循迹小车的主要组成部分,如电机、电池、控制板等,并了解它们的功能和作用。
3. 学生能掌握基本的编程知识,通过编写程序控制循迹小车的行驶路径。
技能目标:1. 学生能够运用所学的知识,独立组装和调试循迹小车,确保其正常运行。
2. 学生能够运用编程语言,设计并实现循迹小车的路径跟踪功能。
3. 学生能够通过团队合作,解决循迹小车在运行过程中遇到的问题,提高问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学技术的兴趣和好奇心,增强学习动力和自信心。
2. 学生在团队合作中学会互相尊重、协作和沟通,培养良好的团队精神和合作意识。
3. 学生能够认识到科技对社会发展的积极作用,激发创新意识和责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的科技课程,结合课本知识,通过实际操作和团队合作,培养学生的动手能力、创新意识和问题解决能力。
学生特点:六年级学生具备一定的物理知识和编程基础,对科技产品充满好奇心,善于合作与探究。
教学要求:教师应关注学生的个体差异,提供适当的指导与帮助,确保学生在课程中能够达到预期的学习成果。
同时,注重培养学生的创新思维和实际操作能力,将理论知识与实际应用相结合。
通过课程评估,及时了解学生的学习进度,调整教学策略,提高教学质量。
二、教学内容1. 循迹小车原理介绍:讲解循迹小车的工作原理,包括黑线传感器的作用、信号处理和电机控制的基本知识,关联课本中有关传感器和电路的内容。
2. 小车组装与调试:详细指导学生如何组装循迹小车,包括选择合适的材料、电池和电机,介绍控制板的使用方法,对应课本中关于机器人结构和组装的知识点。
3. 编程控制:教授学生使用编程软件,编写控制循迹小车的基础代码,实现小车沿预设路径行驶,涵盖课本中介绍的编程基础和逻辑控制。
4. 路径设计:指导学生设计循迹小车的路径,包括直线、曲线和复杂的轨迹,结合课本中的几何知识。
DIY循迹小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解循迹小车的基本工作原理,掌握相关的物理和工程知识,如传感器应用、电路连接等。
2. 学生能够描述并解释循迹小车各部件的功能,如电机、电池、控制板等。
3. 学生了解并掌握基本的编程知识,能够运用编程思维控制循迹小车的运动。
技能目标:1. 学生能够动手搭建循迹小车,培养实际操作能力和问题解决能力。
2. 学生通过编程,实现循迹小车的自动循迹功能,提高逻辑思维和创新能力。
3. 学生能够团队合作,共同完成循迹小车的制作和调试,提升沟通协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学技术的兴趣和热情,增强创新意识。
2. 学生在实践过程中,培养耐心、细心和自信的品质,勇于面对困难和挑战。
3. 学生通过团队合作,学会分享、尊重和关心他人,培养良好的团队精神。
课程性质:本课程为实践性强的综合课程,结合物理、工程和计算机等多学科知识。
学生特点:六年级学生,具备一定的科学知识基础,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:注重培养学生的动手能力、逻辑思维和团队协作能力,将理论与实践相结合,提高学生的综合素养。
通过课程目标的分解,使学生在完成具体学习成果的过程中,达到课程目标的要求。
二、教学内容1. 引言:介绍循迹小车的基本概念,激发学生兴趣。
- 简介循迹小车的应用场景和原理。
- 引导学生思考循迹小车的工作方式。
2. 知识准备:- 物理知识:介绍传感器的工作原理,如光电传感器。
- 工程知识:介绍电路连接、电机控制等基本知识。
- 编程知识:引入基础编程概念,如循环、条件语句等。
3. 实践操作:- 分组进行循迹小车的搭建,指导学生认识并安装各部件。
- 编程实践:教授学生如何编写控制程序,实现循迹功能。
4. 教学内容安排与进度:- 第一节课:介绍循迹小车原理,进行知识准备。
- 第二节课:分组搭建循迹小车,进行电路连接和电机控制。
- 第三节课:学习编程知识,编写控制程序。
- 第四节课:调试循迹小车,优化程序,实现最佳循迹效果。
竭诚为您提供优质文档/双击可除循迹小车策划书篇一:循迹小车方案书循迹小车方案书一、课设题目:循迹小车二、课设要求:1、完成基本设计功能(顺利走一完黑色轨迹一周)2、所用时间长短3、自己发挥部分(音乐、彩灯、壁障、显示等)三、任务时间表:1、元月4-6号完成方案的大体框架,确定大致元器件及元器件相关参数。
2、元月7号完成电路图绘制3、元月8号确定元器件清单4、元月9-10进行编程,仿真5、元月11号购买元器件四、框架图五、小车各模块电路图及说明1电源部分:方案1:采用6节1.5V干电池供电,电压达到9v,经7805稳压后给支流电机供电,给单片机系统和其他芯片供电。
但干电池电量有限,使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便,因此,我们放弃了这种方案。
方案2:采用2节4.2V 可充电式锂电池串联共8.6V给直流电机供电,经过7805的电压变换后给支流电机供电,给单片机系统和其他芯片供电。
但由于电压不太够,价格昂贵,因此,我们放弃了。
方案3:采用:9V蓄电池为直流电机供电,将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。
蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。
但蓄电池的体积过于庞大,使用极为不方便,因此,我们放弃了。
图1循迹小车框架图方案4:直接采用9V直流电源,由稳压模块将220v交流电转换为9V直流电,再经7805稳压到5V供单片机,电机使用。
但其不能用于远距离,且在运行中要注意电线的干扰。
由于用于本次设计演示的标轨道不太大,在演示时我们可以人为控制电源线部分,所以我们采用此方案,因为它最经济实惠。
电路图如下:图2电源模块电路图2、电机驱动控制部分:这部分采用专门的电机控制芯片L298,它可同时对两个电机进行驱动控制,电路简单,控制效果好,干扰小,因此我们采用此方案,电路图如下图3电机驱动控制部分电路图L298的具体参数如下:L298管脚排列如下:3传感器探测部分:方案1:用光敏电阻组成光敏探测器。
循迹小车课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解循迹小车的基本工作原理,掌握相关电路知识与编程技巧。
2. 让学生掌握传感器的工作原理,了解其在循迹小车中的作用。
3. 让学生了解并掌握速度、方向控制方法,以及小车行进过程中的平衡调节。
技能目标:1. 培养学生动手搭建循迹小车的能力,提高学生的实践操作技巧。
2. 培养学生运用编程语言对循迹小车进行控制的能力,提高学生的逻辑思维能力。
3. 培养学生团队协作、问题解决和创新能力,使学生在实践中学会自主学习和探究。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对科学技术的热爱,增强学生的科技意识。
2. 培养学生勇于挑战、积极进取的精神风貌,提高学生的自信心。
3. 培养学生关爱环境、节能环保的观念,使学生在创作过程中关注社会问题。
本课程针对五年级学生,结合学生好奇心强、动手能力逐渐增强的特点,注重实践与理论相结合,引导学生通过动手操作、合作探究的方式,掌握循迹小车的基本知识。
课程目标具体、可衡量,旨在帮助学生在实践中提高学科素养,培养创新精神和实践能力,为今后的学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 基本原理与知识:- 介绍循迹小车的组成、工作原理及各部分功能。
- 引导学生了解传感器(如红外线传感器、光电传感器)的原理和应用。
- 深入讲解电路知识,包括电路图识读、电子元件的选用等。
2. 技术与编程:- 教授编程语言(如Scratch、Python等)的基本语法和逻辑结构。
- 指导学生运用编程语言对循迹小车进行控制,实现前进、后退、转弯等功能。
- 分析速度、方向控制方法,探讨如何优化小车行进过程中的平衡调节。
3. 实践操作与拓展:- 安排学生分组搭建循迹小车,培养学生的动手实践能力。
- 组织学生进行小车调试,引导他们解决实际操作过程中遇到的问题。
- 鼓励学生发挥创意,为小车添加附加功能,如避障、自动充电等。
教学内容根据课程目标进行科学、系统地组织,参照教材相关章节,确保学生能够逐步掌握循迹小车相关知识。
循迹小车介绍:AT89C52单片机为循迹小车的检测和控制中心,实习小车的自动检测路径,正确循迹.系统通过I0口控制小车的前进及转向.循迹是小车在黑色地板上沿着白色线行驶,采用光电二极管进行信号采集,若光敏二极管检测到黑线时输出低电平,当有光时产生高电平,信号传送给单片机,来控制小车的转向,从而达到自动循迹的功能.一设计要求:(1)循迹:按预先设定的轨迹自动行驶.(2)完成单片机最小系统的设计.(3)完成外围应用电路的设计和实现.(4)完成软件对硬件的检测和调试.小车行驶路线图:发车区二循迹原理:循迹是小车在黑色地板上演着白线行走,采用光电探测器,系统电路发光二极管发出可见光照射到黑带时,光线被吸收,呈现高阻态,输出为低电平.当照射到白线时,光线被反射回来被光敏二极管检测到,其阻抗会减小,输出高电平.三系统模块方案的确定:1 光电传感器进行循迹2 采用AT89C52单片机作为主控制器3 L293D作为电机驱动芯片4 LED作动态显示四硬件系统的设计1单片机最小系统的设计:2 检测电路的设计:检测电路用红外发光管和高敏光电二极管将光信号转换成电信号.3 LED显示电路的设计:LED显示电路4 电机驱动电路的设计:采用L293D芯片, L293D通过内部逻辑生成使能信号,H桥电路的输入量可以用来设置马达的转向,使能信号可以用于脉宽的调整(pwm)电机驱动电路5 电源模块的设计:LM7805开关电压调节器是降压型电源管理单片机集成电路,能够输出3A的驱动电流同时具有良好的线性和负载调节特性.四软件系统的设计:1 系统程序流程图:图3.1系统程序流程图2 光电检测子程序:图3.2检测子程序流程图 3 驱动电机子程序:4 LED显示子程序:六系统程序清单:ORG 0HENY EQU P1.3ENZ EQU P1.6YQ EQU P1.7ZH EQU P1.5ZQ EQU P1.4YH EQU P1.2SL EQU 30HSH EQU 31HML EQU 32HKEY EQU 33HSED EQU P2.7AJMP MAINORG 03HAJMP INTT0ORG 0BHAJMP TT0ORG 13HAJMP INTT1MAIN:MOV SP,#67H JNB P0.4,DD1 AJMP YAODD1:AJMP DDYAO:MOV KEY,00H MOV P1,00HSETB ENZSETB ENYMOV P0,00HCLR P2.0INT:JB SED,$LCALL DELAYJB SED,INTMOV R5,#05HTT3:DJNZ R5,TT5AJMP EXIT1TT5:MOV DPL,#00HMOV DPH,#00HJNB SED,$TT6:NOPNOPNOPNOPINC DPTRJB SED,TT6MOV A,DPHCLR CSUBB A,KEYCLR CRRC AMOV KEY,AAJMP TT3TT7:MOV A,KEYSETB CRRC AMOV KEY,AAJMP TT3EXIT1: MOV A,KEYSWAP AANL A,#0FHCJNE A,#02H,DD2 SETB ZQLACALL DELAYCLRZQAJMP INTDD4: CJNE A,#04H,INT SETB ZHSETB YHLACALL DELAYCLR ZHCLR YHAJMP INT DELAY:MOV R7,#70LL:MOV R6,#50DJNZ R6,$DJNZ R7,LLRETDD: CLR AMOV SL,AMOV SH,AMOV ML,AMOV P1,#00HMOV TMOD,#01H MOV TL0,#0AFH MOV TH0,#03CH MOV R7,#20SETB ET0SETB EX0CLR EX1SETB IT0SETB IT1SETB EASETB ENZSETB ENYSETB ZQSETB YQSETB TR0PP:LCALL DISAJMP PPINTT0:PUSH ACCPUSH PSWJNB P3.1,LL1 JNB P3.0,LL2 AJMP EXITLL1:CLR ZQKK1:JNB P3.0,HOUJNB P3.0,LL2 AJMP EXITLL2:CLR YQJNB P3.1,HOU KK2:JNB P3.0,KK2SETB YQAJMP EXITHOU:MOV P1,#00HSETB ZHSETB YHCLR EX0SETB EX1AJMP EXIT INTT1:PUSH ACCPUSH PSWJNB P3.4,LL8 JNB P3.5,LL9 AJMP EXITLL8:CLR ZHKK3:JNB P3.4,$SETB ZHAJMP EXITLL9:CLR YHKK4:JNB,P3.5,$SETB YHAJMP EXIT EXIT:POP PSWPOP ACCRETIDEL:MOV R2,#5LL5:MOV R3,#80DJNZ R3,$DJNZ R2,LL5RETDEL1:MOV R4,#10 KK:MOV R5,#100LCALL DELDJNZ R5,$DJNZ R4,KKRETTT0:PUSH ACCPUSH PSWDJNZ R7,EXTMOV R7,#20INC SLMOV A,SLCJNE A,#10,EXT MOV SL,#00HINC SHMOV A,SHCJNE A,#6,EXT MOV SH,#00HINC SHMOV A,SHCJNE A,#6,EXT MOV SH,#00HINC MLMOV A,MLCJNE A,#10,EXT MOV ML,#00H EXT:MOV TL0,#0AFHMOV TH0,#3CHPOP PSWPOP ACCRETIDIS:MOV DPTR,#TABMOV A,SLMOVC A,@A+DPTR MOV P2,ACLR P0.2MOV A,SHMOVC A,@A+DPTR MOV P2,ACLR P0.1LCALL DELSETB P0.1MOV A,MLMOVC A,@A+DPTRMOV P2,ACLR P0.0LCALL DELSETB P0.0RETTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND五参考文献:1 郭文川.MCS-51单片机原理.接口及应用.电子工业出版社,2012年2 宋文年.自动检测技术.北京:高等教育出版社,2004年3 杨素行.模拟电子技术简明教程.北京:高等教育出版社,2003年4 余孟尝.数字电子技术基础简明教程.北京:高等叫出版社5 211TC中国电子网6 万方数据资源统一服务系统。
智能循迹小车控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解智能循迹小车的基本原理,掌握相关的电子电路知识。
2. 学生能够解释循迹传感器的工作原理,并描述其在智能小车控制中的应用。
3. 学生能够掌握编程语言(如Python或C语言)的基本语句,用于编写智能小车的控制程序。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,独立组装并调试智能循迹小车。
2. 学生能够运用编程语言,编写并优化循迹小车的控制程序,实现准确循迹行驶。
3. 学生能够通过小组合作,解决实际操作过程中遇到的问题,提高团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对智能硬件和编程的兴趣,提高学习主动性和创新意识。
2. 学生能够在课程学习中,树立科学精神,遵循客观规律,培养严谨的学习态度。
3. 学生能够通过小组合作,学会尊重他人意见,形成良好的沟通与协作能力。
课程性质:本课程为实践性强的学科,结合理论知识与动手操作,培养学生创新思维和实际操作能力。
学生特点:学生处于好奇心强、动手欲望高的年级,对智能硬件和编程有一定的基础,但需进一步提高实践能力。
教学要求:注重理论知识与实践操作相结合,充分调动学生的主观能动性,培养其解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 智能小车的基本原理及结构组成。
- 循迹传感器的工作原理及特性。
- 编程语言的基本语法和语句,以Python或C语言为例。
- 电路连接和电子元件的使用方法。
2. 实践操作:- 智能循迹小车的组装和调试。
- 编写循迹小车控制程序,实现基本循迹功能。
- 优化程序,提高循迹准确性和行驶速度。
- 小组合作,解决实际操作过程中遇到的问题。
3. 教学大纲:- 第一阶段:理论知识学习,包括智能小车原理、传感器原理、编程语言基础等。
- 第二阶段:实践操作,分为组装调试、编程控制、优化改进三个部分。
- 第三阶段:小组展示和评价,分享学习成果,总结经验教训。
测控课程设计巡轨迹小车一、教学目标本课程旨在通过“测控课程设计巡轨迹小车”的实践活动,让学生掌握以下知识目标:1.理解巡轨迹小车的工作原理和基本构成;2.学习测控技术的基本概念和应用;3.熟悉电路图的阅读和简单电路的搭建;4.学习使用编程软件进行简单的程序设计。
5.能够分析并解决巡轨迹小车在运行过程中出现的问题;6.能够独立完成巡轨迹小车的电路搭建和程序设计;7.能够对巡轨迹小车进行简单的维护和故障排除。
情感态度价值观目标:1.培养学生的动手能力和团队协作精神;2.培养学生对科技创新的兴趣和热情;3.培养学生对工程伦理的认知和尊重。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几个部分:1.巡轨迹小车的工作原理和基本构成;2.测控技术的基本概念和应用;3.电路图的阅读和简单电路的搭建;4.编程软件的使用和简单程序设计。
第一周:介绍巡轨迹小车的工作原理和基本构成;第二周:学习测控技术的基本概念和应用;第三周:学习电路图的阅读和简单电路的搭建;第四周:学习编程软件的使用和简单程序设计。
三、教学方法为了达到课程目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:用于讲解基本概念、原理和方法;2.实验法:通过动手实践,让学生加深对知识的理解和应用;3.案例分析法:通过分析实际案例,让学生了解测控技术的应用;4.讨论法:通过小组讨论,培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《测控技术基础》;2.参考书:相关领域的专业书籍;3.多媒体资料:教学PPT、视频教程等;4.实验设备:巡轨迹小车、电路实验板、编程软件等。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,评估学生的学习态度和理解程度;2.作业:布置相关的编程和实践作业,评估学生的掌握情况和实际操作能力;3.实验报告:评估学生在实验过程中的观察、分析和解决问题的能力;4.考试:通过期末考试,全面评估学生对课程知识的掌握程度。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
课程设计说明书(论文)
课程名称:单片机课程设计
设计题目:智能循迹小车
院系:电气学院测控系
班级:光电五班
设计者:谢鹏、于鸿杰
学号:1110100426、
指导教师:胡瑞强
设计时间:2014.9.10
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
开题报告
1 绪论
1.1课题目的
《单片机原理及应用》是一门应用设计类课程,也是一门工程实践性很强的课。
做到理论与实践相结合,灵活运用、融会贯通,提高实际动手能力,是我们学习这门课的最终目的。
在这次的单片机课程设计中,我们的主要目的是:
(1)设计一辆电动小车,使它能够从起始端出发,自动地沿着黑线行驶。
(2)在此基础上适当地进行功能扩展,扩展目标初步定为:增加红外遥控功能。
进一步学习单片机原理及其应用,了解红外探测器的工作原理。
1.2 课题意义
电动智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气控制工程、智能控制等学科。
智能控制技术是一门跨学科的综合性技术,当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。
本课题所设计的智能电动小车能沿着黑线自动行驶,既具有操作机(机械本体)、控制器、直流电机驱动器和检测传感装置,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成灵活运动的自动化电子生产设备。
随着工业电子自动化的不断发展,工业机器人被广泛应用于工业生产的各个部门,如采掘、喷涂、焊接、医疗等各大领域。
由于工业机器人的出现,它不断替代了人们的繁重劳动,大大提高了劳动生产率,减轻了人们的劳动强度,此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作,日益体现出它的优越性。
电动智能控制小车模拟机器人的运作,可以通过自己的动手排除故障,更加可以给学生一个实践操作的空间,加强学生的动手能力和思维能力。
在制作的产品中,发现一些比较符合实际应用的电动小车玩具,而且成本低廉,能够运用于实际生产并且有一定的新颖度,在社会有一定的需求。
在制作中提高自身对社会需求方向的灵敏度,发现商机,为自己以后实现创业这个宏伟的目标中打下一个坚实的基础。
1.3 设计要求
(1)自动循迹小车从安全区域启动。
(2)小车按指定路线运行,自动区分直线轨道和弯道轨道,在指定弯路处拐弯,实现灵活前进、转弯等功能。
(3)小车完成指定运行任务。
(4)小车完成扩展部分功能:红外遥控。
2 课题设计
2.1设计原理
(一)、
这里的循迹是指小车在黑色地板上循白线行走,通常采取的方法是红外探测法。
红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点,在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,小车上的接收管接收不到红外光。
单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
红外探测器探测距离有限,一般最大不应超过3cm。
(二)、模块方案比较及论证
根据设计要求,本系统主要由控制器模块、电源模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、电压比较模块等模块构成。
为较好的实现各模块的功能,我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。
方案1:购买玩具电动车。
购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。
但是一般的说来,玩具电动车具有如下缺点:首先,这种玩具电动车由于装配紧凑,使得各种所需传感器的安装十分不方便。
其次,这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动,不能适应该题目的方格地图,不能方便迅速的实现原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。
再次,玩具电动车的电机多为玩具直流电机,力矩小,空载转速快,负载性能差,不易调速。
而且这种电动车一般都价格不菲。
因此我们放弃了此方案。
方案2:自己制作电动车。
经过反复考虑论证,我们制定了左右两轮分别驱
动,、前万向轮转向的方案。
即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直
流电机进行驱动,车体前部装一个万向轮。
这样,当两个直流电机转向相反同时
转速相同时就可以实现电动车的原地旋转,由此可以轻松的实现小车坐标不变的
90度和180度的转弯。
在安装时我们保证两个驱动电机同轴。
当小车前进时,左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。
这种结构使得小车在前进时比较平稳,可以避免出现前轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。
为了防止小车重心的偏移,前万向轮起支撑作用。
综上考虑,我们选择了方案2。
2.2设计内容
(一)、小车总体结构图
本系统为智能电动车,对于电动车来说,其驱动轮的驱动电机的选择就显得十分重要。
由于本实验要实现对路径的准确定位和精确测量,我们综合考虑了一下两种方案。
方案1:采用步进电机作为该系统的驱动电机。
由于其转过的角度可以精确的定位,可以实现小车前进路程和位置的精确定位。
虽然采用步进电机有诸多优点,到是由于我们考虑到简单性,所以放弃了使用步进电机。
方案2:采用直流减速电机。
直流减速电机转动力矩大,体积小,重量轻,装配简单,使用方便。
由于其内部由高速电动机提供原始动力,带动变速(减速)齿轮组,可以产生较大扭力。
能够较好的满足系统的要求,因此我们选择了此方案。
电机驱动模块
方案1:采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
L298N是一个具高电压大电流的全桥驱动芯片,它相应频率高,一片L298N可以分别控制两个直流电机,而且还带有控制使能端。
用该芯片作为电机驱动,操作方便,稳定性好,性能优良。
方案2:对于直流电机用分立元件构成驱动电路。
由分立元件构成电机驱动电路,结构简单,价格低廉,在实际应用中应用广泛。
但是这种电路工作性能不够稳定。
因此我们选用了方案1。