成绩评定表课程设计任务书目录一设计要求 (1)二设计方案与论证 (1)2.1主控系统 (1)2.2信息采集模块 (1)2.3显示模块的选择 (2)2.4计算机串口 (2)三总体设计及电路图 (3)3.1主板总体设计框图 (3)3.2信号检测模块 (3)3.3显示模块 (6)四元器件清单 (8)五元器件识别与检测 (8)5.1 电阻的识别与检测 (8)5.2 二极管三极管识别与检测 (10)5.3 电容的识别与检测 (11)5.4 单片机的识别与检测 (11)六硬件制作与调试 (11)6.1检查元件 (11)6.2焊接元件 (12)6.3电路的调试 (12)6.4 结果显示 (12)七设计心得 (13)八参考文献 (14)附录一整机电路图 (15)附录二程序 (16)一设计要求1.实现距离信号的采集和数字转换。

2.实现LCD1602液晶的数据显示。

3.成和计算机的简单数据传送。

二设计方案与论证根据课设题目要求，确定如下方案，依靠HC-SR04超声波测距传感器来获取距离信息。

通过液晶LCD1602显示屏显示出来，同时通过计算机串口接收在计算机上显示出来，实现实时同步传输。

2.1主控系统根据设计要求，该设计属于多输入量的复杂程序控制问题。

综合各方面问题考虑，51单片机显现了巨大的优越性—控制简单，方便，快捷。

STC89C52RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。

STC89C52RC系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051单片机，拥有全新的流水线/ 精简指令集结构,内部集成MAX810 ，有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能，价格低廉等优点。

而且体积小，程序空间大。

综合考虑，最终决定采用STC89C52单片机。

2.2信息采集模块采用激光测距距离远，精度高，但是成本夜相应太高。

故放弃该方案。

采用HC-SR04超声波传感器，将传感器置于前侧发射超声波信号，接受超声波信号来感知障碍物，探测距离。

由单片对距离进行判断，然后对采集的数据加以处理。

而且收发一体，控制简单，精度高，价格低廉。

2.3显示模块的选择采用字符液晶LCD1602显示信息，1602是一款比较通用的字符液晶模块，能显示字符和数字等信息，且价格便宜，容易控制。

显示模块采用的是液晶LCD1602。

也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。

它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。

1602LCD 是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。

2.4计算机串口此次串口采用51单片机下载软件的串口调试助手，设置波特率4800，数据位为8，停止位为1.打开串口为接收模式，计算机串口就能接收到数据。

点击清空接受区，能将接收区清空，继续重新接收。

如图2-1所示：图2-1串口调试助手三 总体设计及电路图 3.1主板总体设计框图该系统由五个部分组成：时钟电路、复位电路、驱动电路、检测电路、转向电路。

时钟电路和复位电路为单片机工作提供基本动力。

驱动部分使小车能够运动起来。

检测电路对前方道路障碍情况。

，其根本是对数据进行采集。

智能车系统主框图和所需原件清单如图3-1所示：图3-1主板设计框图3.2信号检测模块所用测距模块为HC-SR04超声波测距模块，通过发射超声波和接收超声波，利用定时器计算路程时间来实现对障碍的普安段。

实物和引脚如图3-2所示。

工作原理的时序图如图3-3和模拟工作图如图3-4所示.图3-2 HC-SR04实物引脚图1.引脚功能.VCC 电源端.Trig 控制端.Echo 接收端.GND 公共地图3-3 超声波时序图图3-4 模拟工作图2.工作原理：(1)采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)若有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间测试距离 = （高电平时间 * 声速（340M/S）/2）;超声波测距模块由单片机控制，分为发射和接受部分并由定时器进行驱动，每隔一定的时间发射超声波。

超声波信号遇到障碍物反射回来被接收器接收，通过放大处理反馈到单片机进而完成测距任务。

定时器流程图如图3-5所示。

图3-6 为超声波发射和接收电路图。

图3-5 定时器中断子程序图3-6 超声波发射和接收3.3显示模块采用字符液晶LCD1602显示信息，1602是一款比较通用的字符液晶模块，能显示字符和数字等信息，且价格便宜，容易控制。

引脚图如3-7所示：图3-7 液晶显示电路LCD1602的主要技术参数：1、显示容量:16×2个字符第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。

当RS 和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。

第15脚：背光源正极四元器件清单元器件清单如表4-1所示：五元器件识别与检测5.1 电阻的识别与检测1.色环电阻的识别方法色环电阻的识别方法是指电阻上面用了四道色环或者五道色环或者六道色环来表示电阻值。

可以从任意角度一次性的读取代表电阻值的颜色信息。

先找标志误差的色环，从而排定色环顺序。

最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般绝少用做电阻色环的第一环，所以在电阻上只要有金环和银环，就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。

具体识别如图5-1所示：图5-12.排阻的识别方法在标示的三位数字中，从左至右的第一、第二位为有效数字，第三位表示前两位数字乘10的N次方(单位为Ω)。

如果阻值中有小数点，则用“R”表示，并占一位有效数字。

例如：标示为“103”的阻值为10×10^3=10kΩ；标示为“222”的阻值为22×10^2=2.2kΩ；标示为“105”的阻值为10×10^5=1MΩ。

需要注意的是，要将这种标示法与一般的数字表示方法区别开来，如标示为220的电阻器阻值为22×10^0=22Ω，只有标志为221的电阻器阻值才为220Ω。

标示为“0”或…000”的排阻阻值为OΩ，这种排阻实际上是跳线(短路线)。

一些精密排阻采用四位数字加一个字母的标示方法(或者只有四位数字)。

前三位数字分别表示阻值的百位、十位、个位数字，第四位数字表示前面三个数字乘10的N次方，单位为欧姆；数字后面的第一个英文字母代表误差(G=2%、F=1%、D=0.25%、B=O.1%、A或W=0.05%、Q=0.02%、T=0.01%、V=0.005%)。

如标示为“2341”的排阻的电阻为234×10=2340Ω。

3.电阻的检测方法用万用表检测固定电阻器。

在用表测量前，需对万用表调零，选择要使用的挡位，将红、黑两根表笔短接，调节调零螺母使表头指针阻值为零，然后用表笔接被测固定电阻器的两个引出端，此时表头指针偏转的指示值，即为被测电阻器的阻值。

如果指针不摆动，则可将万用表换到阻值较大挡位，并重新调零后再次测量。

注意：1.在路检测时，一定要切断机器的电源，否则测量不准．而且容易损坏万用表；2.开检测时人体手指不要同时碰到万用表的两支表棒，也不要碰到被测固定电阻器的两根引脚，以免影响测量结果。

5.2 二极管三极管识别与检测1.常用三极管的识别常用三极管封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，对于金属外壳三极管，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点从左向右依次为e b c；对于塑料外壳三极管使其平面朝向自己，三个引脚从左到右依次为e b c。

2.二极管检测方法利用数值万用表测电阻档，分别用红黑表笔接二极管两端，若电阻无穷大则红笔为二极管负极，反之为正极。

3.三极管的检测方法利用指针型万用表可以判三极管的类型和极性，其步骤如下：①判断基极B和管型时万用表置R×1K档，先将红表笔接某一假定基极B，黑表笔分别接另两个极，如果电阻均很小（或很大），则假定的基极是正确的。

基极确定后，红笔接基极，黑笔分别接另外两个电极时测得的电阻均小，则此管为NPN型三极管，反之为PNP型。

②判断发射极E。

若被测管为PNP三极管，假定红笔接的是C极，黑笔接的是E极。

用手指捏住B、C两极（或在B、C间串接一个100KΩ电阻）但不要使B、C直接接触。

若测得电阻较小，则红笔接的是集电极C，黑笔接的是发射极E。

如果两次测得的电阻相差不大说明管子的性能较差。

按照同样方法可以判别NPN型三极管的极性。

③利用数字型万用表测量三极管的电流放大倍数β：将功能开关置於hFE档。

对NPN三极管，将发射极（e）、基极（b）和集电极（c）分别插入管插座NPN边的e、b和c孔中，显示器显示的数字即是三极管的电流放大倍数β。

对PNP三极管，同样将发射极（e）、基极（b）和集电极（c）分别插入管插座PNP边对应的e、b和c孔中，显示器显示的数字即是该管的电流放大倍数β。

5.3 电容的识别与检测电容器的好坏可用万用表的电阻挡检测。

检测时，据电容器容量的大小，100μF 以上的电容器用“R×100”挡，1～100μF的电容器用“R×1k”挡，1μF以下的电容器用“R×10k”挡。

用万用表的两表笔（不分正、负）分别去与电容器的两引线相接，在刚接触的一瞬间，表针应向右偏转，然后缓慢向左回归。

对调两表笔后再测，表针应重复以上过程。

电容器容量越大，表针右偏越大，向左回归也越慢。

对于容量检测时，如果万用表表针不动，说明该电容器已断路损坏；如果表针向右偏转后不向左回归，说明该电容器已短路损坏；如果表针向左回归稳定后，阻值指示小于500kΩ，说明该电容器漏电较大，也不宜使用。

5.4 单片机的识别与检测1.用万用表测量单片机的Vcc与GND两脚，测量工作电压是否正常，日前常用的单片机电压一般为5V或者3.3V，若电压不在这两个值可能是供电出现问题。