【正文】 。 第二章 主要介紹智能小車(chē)各功能模塊的硬件設(shè)計(jì)，所用芯片的參數(shù)和使 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 6 用說(shuō)明 。 第三章 小車(chē)平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路和材料的選擇 。 第四章 主要介紹藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)遙控小車(chē)的上位機(jī)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)過(guò)程 。 第五章 簡(jiǎn)要介紹本次設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)思想 和程序流程圖。 第六章 主要 介紹設(shè)計(jì)中所使用的軟件和其主要功能與應(yīng)用領(lǐng)域 。 第七章 對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié) 和 展望 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 7 第 二 章 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總框圖 智能小車(chē)由三個(gè)子功能系統(tǒng)組成：分別為巡黑線(xiàn)，超聲波測(cè)距以及通過(guò)PC端控制軟件藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)遙控小車(chē)。 （ 1）如圖 所示為實(shí)現(xiàn) 巡黑線(xiàn)功能 的 硬件設(shè)計(jì)框圖。 其原理為 路徑檢測(cè)電路檢測(cè)路面軌跡，并將路面信息傳送到單片機(jī)。單片機(jī) 1 根據(jù)已編制好的程序及算法得出小車(chē)轉(zhuǎn) 向的角度，然后給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出行駛控制信號(hào)，使直流電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的角度調(diào)節(jié)，后輪兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，最終使智能小車(chē)按照路面軌跡行走。 圖 巡黑線(xiàn)功能硬件設(shè)計(jì)框圖 （ 2）如圖 所示為實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距功能的硬件設(shè)計(jì)框圖。通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器接收到超聲波的時(shí)間差就可以計(jì)算出與障礙物的距離。單片機(jī) 2 根據(jù)超聲波測(cè)距模塊送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò) LCD1602液晶實(shí)時(shí)顯示出當(dāng)前智能小車(chē)與前方障礙物的距離。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 8 圖 超聲波測(cè)距功能硬件設(shè)計(jì)框 圖 （ 3）圖 為實(shí)現(xiàn) PC端控制軟件藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)遙控小車(chē)功能的硬件設(shè)計(jì)框圖。通過(guò) PC 端上位機(jī)軟件將控制命令發(fā)送給串口藍(lán)牙發(fā)送端，串口藍(lán)牙接收端將接收的信息送給單片機(jī) 2，單片機(jī) 2 對(duì)接收信息作解碼處理，將解碼結(jié)果送給單片機(jī) 1，單片機(jī) 1 根據(jù)輸入信號(hào)控制小車(chē)運(yùn)行狀態(tài)。 圖 PC 機(jī)藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)遙控功能硬件設(shè)計(jì)框圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 9 系統(tǒng)主要硬件單元設(shè)計(jì)原理圖 （ 1）最小系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)原理圖 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 12345678910U4ISP12345678(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17RESET9X119X218GND2021222324252627283233343536373839VCC40EA/VP31ALE/P30PSEN29U1AT89S52VCC RST C1+1C13C2+4C25T1IN11T2IN10R1OUT12R2OUT9VCC16V+2V6GND15T1OUT14T2OUT7R1IN13R2IN8U7MAX232104C8104C7 TXD RXD104C5104C6104C4VCC1 2 3 4 56 7 8 911 10J? D Connector 9GND12Y1XTAL 30pFC930pFC10GNDVCCRST復(fù)位按鍵16V以上10uFE110KR1GND123JPATAT52VCC10KR39ATMEGA RXD TXD RST+23USB USB頭GND223311K1 KGVCC1KR0L9GND123J31 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20P1 Header 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20P2 Header 20VCC X1 X2GNDVCC EA/VP RST RXD TXD X1X2 GNDVCC PSENPSENALE/PALE/PEA/VP1 2 3 4 5 6 7 8 9P3 Header 9VCC 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 10 （ 2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖 圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 12LED112LED212LED312LED41234P2 Header 41KR71KR3 1KR51KR15V5V1KR2 1KR4 1KR6 1KR8EN A6EN B11IN15IN27IN310IN412OUT12OUT23OUT313OUT414ISEN A1ISEN B15VS4VSS9GND8U1 L298N1 2P1 Header 25VGND12P3 Header 212P4 Header 25V 5VGND1122334455667788991010111112121313141415151616U2 TLP5214100pFC1 Cap2100pFC3 Cap25VGND104C2104C4GND12VD4D5D2D6D1D7D3D81 2P5 Header 21 2P6 Header 2GNDGND1 2P7 Header 2H12VGND南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 11 （ 3） 反射式紅外傳 感器原理圖 圖 發(fā)射式紅外傳感器原理圖 各功能模塊簡(jiǎn)介 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 （一） STC89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)中選用的宏晶科技的 STC89C52RC 型單片機(jī)，是一種低功耗、高性能、采用 CMOS 工藝的 8 位微處理器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型 80C51 單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。片內(nèi) 8K Flash 存儲(chǔ)器可在線(xiàn)重新編程，或使用通用的非易失性存儲(chǔ)器編程器。 STC89C52RC 單片機(jī)，基于 STC89C51 內(nèi)核，是新一代增強(qiáng)型單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) STC89C51,速度快 8～ 12 倍，帶 ADC,4 路 PWM,雙串口，有全球唯一 ID 號(hào)，加密性好，抗干擾強(qiáng)。 （二）單片機(jī)引腳功能 STC89C52RC 采用 40PIN 封裝的雙列直插 DIP 結(jié)構(gòu) (如圖 所示 )， 40 個(gè)引腳中，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線(xiàn)兩根， 4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線(xiàn)與 P3 復(fù)用。 STC89C52RC 的引腳圖如圖 所示，其引腳功能如下： 1. PIN20:接地腳。 2. PIN40:正電源腳，工作時(shí)，接 +5V 電源。 VCCDF1LEDDS1LED1KRIN11 2UNA74HC04300RF110KRS1470RO1GND231A411UGALM324GNDVCCRP1POWERLEDVCCOUT123P1Header 3VCCGNDOUT南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 12 3. PIN19:時(shí)鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 4. PIN18:時(shí)鐘 XTAL2 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端 。 5. STC89C52RC 的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18 和19 腳外接石英晶體（ 212MHz）和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10p30p。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 XTAL1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL2 腳輸入。 6. 輸入輸出（ I/O）： PIN39PIN32 為 輸入輸出腳。 PIN1PIN8 為 輸入輸出腳。 PIN21PIN28 為 輸入輸出腳。 PIN10PIN17 為 輸入輸出腳，且具有第二引腳功能。 7. PIN9： RESET/Vpd 復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) STC89C52RC 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。STC89C52RC 的復(fù)位電路可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位。此外，RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 8. PIN30:ALE 當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工 作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出，如果單片機(jī)是 EPROM,在編程其間，將用于輸入編程脈沖。 9. PIN29:當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)， PC 的 16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0和 P2 口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。 10. PIN31:EA/Vpp 程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線(xiàn)， STC89C52RC 內(nèi)置有 4KB 的程序存儲(chǔ)器，當(dāng) EA 為高電平并且程序地址小于 4KB 時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)區(qū)指令數(shù)據(jù)，而超過(guò) 4KB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)，如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指 令。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 13 圖 STC89C52 芯片實(shí)物圖 圖 STC89C52 芯片引腳圖 （三）單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成 ： STC89C52RC 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器，通過(guò)19 腳和 18 腳引出。反向放大器的輸入端為 XTAL1,輸出端為 XTAL2,在 XTAL1和 XTAL2 兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器形成單片機(jī)工作時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)振蕩電路如圖 所示。電容 C9 和 C10 的取值范圍：（ 20～ 30） pF,對(duì)振蕩器有微調(diào)作用。晶振頻率用 fosc 表示，頻率范圍是～ 12MHz。 圖 振蕩電路 (T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C52RC(T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8RST9(RXD)(TXD)(INT0)(INT1)(T0)(T1)(WR)(RD)(A8)(A9)(A10)(A11)(A12)(A13)(A14)(A15)PSENALE/PROGEA/VPP(AD7)(AD6)(AD5)(AD4)(AD3)(AD2)(AD1)(AD0)STC89C52RC12Y1XTAL 30pFC930pFC10GNDX1X2南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 14