资源描述
基于C51单片机的灭火/避火小车设计,理学院毕业论文答辩,灭火小车控制系统的设计背景和意义,设计背景：利用红外线传感器和单片机设计温度相关的小控制系统，系统以STC12C5A60S2单片机为核心，具体利用火焰传感器探测火焰，L298N驱动电机前后转动，来实现小车灭火。意义：熟悉和应用单片机，了解火焰传感器。根据本设计的要求，将采用深圳宏晶公司生产的增强型8051内核单片机STC12C5A60S2；五路火焰传感器。,智能小车,小车由增强型8051单片机STC12C5A60S2芯片及各芯片模块、L298N电机驱动模块、蜂鸣器模块、LED灯显示模块和各硬件接口模块组成。硬件模块包括：电源输出口、功能选择拨码开关、ULN2003开关、ULN2003输出端口及其PWMDAC输出端口、L298N电机驱动输出端口及其继电器输出端口、脉冲计数器接口、舵机控制接口、光耦功能选择开关。具体实现智能小车灭火、避火还需要增加火焰传感器模块。小车实图如下图所示：,火焰传感器模块、蜂鸣器模块,本实验实现智能小车灭火或避火使用五路火焰传感器，五路火焰传感器设计，探测范围广（大于120度）能够输出数字信号（高低电平），易于使用，能够输出模拟信号（电压信号），可以更加精确的测量信号，适合高精度的场合，五路输出全部具有状态指示灯，使得不论在调试或是在实际运用中都带来极大的方便；数字输出距离可调，模拟输出灵敏度可调，设计更加灵活；采用百分之一的电阻设计，信号输出更加精确，适合需求高精度测量的场合。模块原理：本产品能够探测火焰发出的波段范围分别为700-1100nm的短波近红外线，通过电信号（电压信号）进行输出蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，在电路中用字母“H”或“HA”表示。蜂鸣器采用直流电压供电，其能发出单调的或者某个固定频率的声音，如嘀嘀嘀，嘟嘟嘟等。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型，通常在计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件使用。图为五路火焰传感器,小车开发板原理图,STC12C5A60S2芯片及L298N原理图,灭火的实现,小车初始化后主程序开始判断是否有火源，若没有火，小车原地右转，继续寻找火源。若有火就调用寻火程序，找到火源并灭火；当发现前面有火，中间的火焰传感器有信号（指示灯亮）则小车前进，当发现左侧有火,左中或左侧的火焰传感器有信号则小车左转，当发现右边有火，右中或右侧的火焰传感器有信号则小车右转，并停车、报警，因此实现小车灭火。实现小车灭火程序框图如图所示,避火的实现,若有火就调用寻火程序，找到火源并避火；当发现前面有火，中间的火焰传感器有信号（指示灯亮）则小车后退远离火源，当发现左侧有火,左中或左侧的火焰传感器有信号则小车先左转再后退，当发现右边有火，右中或右侧的火焰传感器有信号则小车先右转再后退，并报警，因此实现小车避火。实现小车避火程序框图如图所示。,后退,程序的下载,在计算机上点击windows的开始键，输入设备管理器。按回车键进入。在端口（COM和LPT）项中看到我们安装的串口，在我们电脑上为COM3：打开光盘赠送的STC_ISP_V488.exe，设置芯片型号STC12C5A60S2，选择端口COM3，波特率都设置为14400。点击打开程序文件按钮，选择需要下载的HEX文件，这里选择firecar.hex，点击Download/下载，当提示仍在连接中，请给MCU上电.时，打开开发板上面USB接口旁的开关，稍等片刻后即可完成下载，图为下载程序图。,开发板与火焰传感器连接实现智能小车灭火、避火,1、具体线路连接程序下载完毕后对开发板进行设置，并连接传感器。开发板设置：拨码开关都置于打开状态即拨到ON一侧、光电隔离开关关闭、连接电池、马达连线。连接火焰传感器具体连线：从左到右依次连接P0.0-P0.4、GND-GND、VCC-VCC。2、硬件调试上电前的调试：在上电前，必须确保电路中不存在断路或短路情况，这一工作是整个调试工作的第一步，也是非常重要的一个步骤。在这部分调试中主要使用的工具是万用表，用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况等。上电后的调试：在确保硬件电路正常，无异常情况(断路或短路)方可上电调试，上电调试的目的是检验电路是否接错，还要检验原理是否正确。同时针对以下各部分进行特别调试。,实验结果,打开开关，小车初始状态为原地右转，寻找火源，结果如下图。1)灭火当打火机火焰在正前方时，中间的火焰传感器有信号，小车前进；当打火机火焰在左侧时，火焰传感器左、左中中任意一个有信号或两个都有信号，此时小车左转；当打火机火焰在右侧时，火焰传感器右、右中中任意一个有信号或两个都有信号，此时小车右转；停车并报警。2）避火当打火机火焰在正前方时，中间的火焰传感器有信号，小车报警并后退；当打火机火焰在左侧时，火焰传感器左、左中中任意一个有信号或两个都有信号，此时小车报警并先左转在后退；当打火机火焰在右侧时，火焰传感器右、右中中任意 一个有信号或两个都有信号，此时小车报警并先右转再后退。,结论,本次毕业设计按照课题“基于C51单片机的灭火/避火小车设计”的要求设计了所需的硬件电路，以STC12C5A60S2为主控中心、L298N等芯片共同组成了本系统的硬件电路。利用五路火焰传感器信号的变化，很灵巧的实现小车避火。本设计的智能小车结构简单、具有一定的实际应用价值，并可根据用户的不同需求对小车进行调整，使得人们能够方便灵活地控制小车的前进、后退、停车等相应的功能。此次设计实现智能小车寻找到火源后做出反应，火焰传感器有信号，报警并向左转、向右转或后退；实验过程中灯光对火焰采集信号有很大的影响，需要稍暗一些的环境才能得出实验结果。通过写此论文，使对各芯片的工作原理有了更深入的认识，能够理论联系实际，同时也建立起了很强的思考能力，并学习到了课本以外的东西，最重要的是锻炼了我分析问题和处理问题的能力，编程能力也得到提高了，并且电路原理及焊接电路我也进一步提高了很多，有了独立思考和独立动手的能力，这将为以后走向工作岗位打下了坚实的基础。,谢谢欣赏,
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