【正文】 1 電動智能小車畢業(yè)設計論文 摘 要 STC89C51 單片機是一款八位單片機，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。這里介紹的是如何用 STC89C51 單片機來實現(xiàn)簡易智能電動車設計，該設計是結(jié)合科研項目而確定的設計類課題。本系統(tǒng)以設計題目的要求為目的，采用STC89C51 單片機為控制核心，利用避障傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。實驗測試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件 設計方法及測試結(jié)果分析。 采用的技術主要有： （ 1） 通過編程來控制小車的速度； （ 2） 傳感器的有效應用； （ 3） 新型顯示芯片的采用 . 關鍵詞 STC89C51 單片機、光電檢測器、 PWM 調(diào)速、電動小車 Design and create an intelligence electricity motive small car Abstract 89C51 is a 8 bit single chip puter. Its easily using and multifunction suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 89C51 single chip puter. This design bines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 89C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: (1) Reduce the speed by program the engine； (2) Efficient application of the sensor。 (3) The adoption of the new display chip. Keywords 89C51 single chip puter, light electricity detector, PWM speed 2 adjusting, Electricity motive small car 目 錄 第一章 前 言 ........................................................... 3 第二章 系統(tǒng)功能描述及設計思路 .......................................... 4 一 系統(tǒng) 功能描述 .................................................... 4 二 設計思路 ........................................................ 5 第三章 硬件設計 電路 .................................................... 6 一 80C51 單片機硬件結(jié)構(gòu) ............................................. 6 二 最小應用系統(tǒng)設計 ................................................ 7 三 主控器 .......................................................... 9 四 電機驅(qū)動控制 ................................................... 10 五 尋跡傳感器電路 ................................................. 11 六 避障傳感器電路 ................................................. 11 七 顯示電路 ....................................... 錯誤 !未定義書簽。 八 PWM 輸出控制電路 ................................................ 12 九 聲光提示電路 ................................................... 13 十 電源電路 ....................................................... 14 第四章 軟件設計 ....................................................... 15 一 軟件流程 ....................................................... 15 二 代碼分析 ....................................................... 16 第五章 小結(jié) ........................................................... 31 致 謝 ................................................................ 31 參 考 文 獻 ........................................................... 32 附錄 A 程序清單 ........................................................ 32 附錄 B 硬件原理圖 ...................................................... 45 3 第一章 前 言 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關于汽車的研究也就越來越受人關注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。本設計就是在這樣的背景下提出的，指導教師已經(jīng)有充分的準備。本題目是結(jié)合科研項目而確定的設計類課題。設計的智能電動小車應該能夠?qū)崟r顯示時間，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準確定位停車 。 根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎上，加裝光電、紅外線、避障傳感器等電路，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進行處理，然后由單片機根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設計 采用 MCS51 系列中的 STC89C51 單片機。以STC89C51 為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄 時間，自動尋跡和尋光功能。STC89C51 是一款八位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。它是第四代單片機的代表。 第四代單片機包括了 Intel 公司發(fā)展 MCS51 系列的新一代產(chǎn)品。新一代的單片機的最主要的技術特點是向外部接口電路擴展，以實現(xiàn) Microputer 完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如 A/D﹑ PWM﹑ PCA(可編程計數(shù)器陣列 )﹑ WDT(監(jiān)視定時器 )﹑高速 I/O 口﹑計數(shù)器的捕獲 /比較邏輯等。這一代單片機中，在總線方面最重要的進展是為單片機配置了芯片間的串行總線，為單片 機應用系統(tǒng)設計提供了更加靈活的方式。 Philips 公司還為這一代單片機 STC89C51 系列 8ｘ C592 單片機引入了具有較強功能的設備間網(wǎng)絡系統(tǒng)總線 CAN(Controller Area Network BUS). 新一代單片機為外部提供了相當完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴展與配置打下了良好的基礎。 本設計就采用了比較先進的 80C51 為控制核心， 80C51 采用 CHOMS 工藝，功耗很低。該設計具有實際意義，可以應用于考古、機器人、醫(yī)療器械等許多方面。尤其是 在足球機器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方 面也應用到了超聲波傳感器進行檢測。所以本設計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強。 4 第二章系統(tǒng)功能描述及設計思路 由于機械結(jié)構(gòu)的不同，智能車有兩種控制轉(zhuǎn)向的方式，一種是采用四輪雙電機結(jié)構(gòu)，前面兩個輪子用于控制轉(zhuǎn)向，后面兩個控制速度；另一種是采用三輪雙電機結(jié)構(gòu)，前面采用一個萬向輪，后面采用兩臺電動機分別控制兩個輪子，利用兩個輪子速度不同來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。這里設計的簡單智能小車采用的是第二種機械結(jié)構(gòu)。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。 一 系統(tǒng)功能描述 如圖 11所 示，設計制作一個智能小車，該小車能按照要求自行運動，按照虛線路徑通過一個建筑物中曲折的道路，并完成規(guī)劃的動作。設矩形建筑物有兩個門 A,B,門寬 24cm，建筑物的墻壁是 10cm 高， 2cm 厚的矮墻，建筑物內(nèi)無引導軌跡。 具體功能 如下： .要求智能小車從 A 門進入并開始自動計時，從 B門出來，在行進過程中，能自動選擇適當?shù)穆窂?，避開墻壁，找到通路，三分鐘之內(nèi)到達 B 門； .到達 B 門，停 5s，小車自動計時并數(shù)字顯示 AB 段所用的時間，并聲光報警； .自 B門外，循環(huán)形引導軌跡 BC前進（引導軌跡 為 2cm 寬）； .到達 C點后，小車停止前進并停止計時，顯示 BC段所用的時間； B C 圖 11 A 小車 5 二 設計思路 在本次設計中，小車底盤選取的是三輪雙電機結(jié)構(gòu)，通過后輪電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的不同實現(xiàn)對小車方向的控制。左右兩側(cè)電動機控制采用電動機驅(qū)動芯片 L298 實現(xiàn)驅(qū)動，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是通過單片機輸出的 PWM 脈沖寬度方式進行調(diào)節(jié)。為了保證小車 在建筑物內(nèi)行進過程中不碰壁，因此選用一組光電開關實現(xiàn)障礙物的檢測，當傳感器檢測到障礙物時進行及時避讓和調(diào)整。另外，在小車離開建筑物時，可以通過安裝在小車底部的光電開關檢測黑色循跡線，使得小車沿線運行。 6 第三章 硬件電路設計 一個單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設計包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴展，即單片機內(nèi)部的功能單元，如 ROM﹑ RAM﹑ I/O 口﹑定時 /記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當?shù)男酒?，設計相應的電路。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng) 功能要求配置外圍設備，如鍵盤顯示器﹑打印機﹑ A/D﹑ D/A轉(zhuǎn)換器等，要設計合適的接口電路。 一 STC89C51單片機硬件結(jié)構(gòu) STC89C51 單片機是把那些作為控制應用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上 [2]。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行 I/O 口、串行口、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。 1 微處理器 該單片機中有一個 8 位的微處理器，與通用的微處理