【正文】 畢業(yè)設計報告 (論文 ) 報告 (論文 )題目 :基于單片機的自動往返小車 作者所在系部： 機械工程系 作者所在專業(yè)： 汽車檢測與維修 作者所在班級： 09122班 作 者 姓 名 ： 馮玉龍 作 者 學 號 ： 20213012223 指導教師姓名： 白亞雙 完 成 時 間 ： 2021 年 6月 6日 北華航天工業(yè)學院教務處制 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 I 摘要 本設計的控制系統(tǒng)采用 AT89C52 單片機；顯示系統(tǒng)采用 3 個 LED 數(shù)碼管顯示里程數(shù)， 4 個 LED 數(shù)碼管顯示一次往返的時間；電機正反轉采用橋式驅動控制， 2 檔電壓調速；里程記錄采用霍爾傳感器；跑道標志線采用光敏管檢測并使用軟件整形消抖措施；單片機、電機采用獨立穩(wěn)壓電源供電。 關鍵詞 ： 自動往返小 汽車； AT89C52。 傳感器 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 II Abstract The control system of with this design adopts embedded microcontroller unit such as AT89C52。 Show system to adopt 3 show a mileage for the LED figures tube number, 4 time taken care of to show to go back and forth once for the LED figures。 The electrical engineering is positive and negative to turn adoption bridge a type to drive a control, 2 file electric voltages adjust soon。 The adoption n. hall sensor of the mileage record spreads a feeling machine。 Runway scribe line adoption light the quick tube examination bine usage software orthopedics to eliminate to tremble measure。 The single slice39。s machine, electrical engineering adoption39。s independence is steady to press power supply power supply. Keywords： Automatic roundtrip car。 AT89C52。 sensors北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 目 錄 摘要 .................................................................... I Abstract ............................................................... II 緒 論 .................................................................. 1 第 1 章 方案設計及論證 .................................................. 2 基本原理 ......................................................... 2 可行性方案的介紹 ................................................. 2 系統(tǒng)方案確定 ..................................................... 4 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設計與實現(xiàn) ............................................. 5 系統(tǒng)元器件的選擇與介紹 ........................................... 5 AT89C52 芯片 ................................................ 5 霍耳傳感器（ HD3020） ....................................... 8 施密特觸發(fā)器（ 4093） ...................................... 9 LED 顯示器 ................................................ 10 MC7805 三端穩(wěn)壓器 ......................................... 11 發(fā)光二極管和光敏二極管 .................................... 11 三極管的開關作用 .......................................... 12 單元電路的設計 .................................................. 13 電機驅動電路 .............................................. 13 電機調速電路 .............................................. 14 傳感脈沖檢測電路 .......................................... 14 顯示電路 .................................................. 16 第 3 章 系 統(tǒng)的部分軟件設計 .............................................. 17 主程序 .......................................................... 17 跑道標志處理程序 (外中斷 0 服務程序 ) .............................. 17 里程計數(shù)處理程序（外中 斷 1 服務程序） ............................ 18 計時程序（ T1定時中斷服務程序） ................................. 20 總 結 ................................................................. 21 致 謝 ................................................................. 22 參考文獻 ............................................................... 23 附錄一 程序清單 ....................................................... 24 附錄二：硬件原理圖 ..................................................... 33 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 1 緒 論 當今社會， 隨著科技發(fā)展的日新月異，特別是計算機技術突飛猛進的發(fā)展，計算機技術帶來了科研和生產(chǎn)的許多重大飛躍，同時計算機也越來越廣泛的被應用到人們的生活、工作領域的各個方面。單片微型計算機以其其體積小、功能強、速度快、價格低等優(yōu)點，在數(shù)據(jù)處理和實時控制等應用中有著無以倫比的優(yōu)越性，可廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機器人、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動化設備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個人信息終端及通訊產(chǎn)品中。隨著微控制技術（以軟件代硬件的高性能控制技術）的日益完善和發(fā)展，單片機的應用必將導致傳統(tǒng)控制技術發(fā)生巨 大的變化。單片微型計算機的應用廣度和深度，已經(jīng)成為一個國家科技水平的一項重要標志。 此論文的題目是自動往返小汽車。 基于設計 要求將設計分為以下幾個模塊：AT89C5電機驅動、電機調速、里程檢測、跑道標志檢測、數(shù)碼顯示模塊。 控制系統(tǒng)采用 AT89C52 單片機；顯示系統(tǒng)采用 3個 LED 數(shù)碼管顯示里程數(shù)， 4 個 LED 數(shù)碼管顯示一次往返的時間；電機正反轉采用橋式驅動控制， 2 檔電壓調速；里程記錄采用霍爾傳感器；跑道標志線采用光敏管檢測并使用軟件整形消抖措施；單片機、電機采用獨立穩(wěn)壓電源供電。 本論文將 詳細 介紹硬件設計和軟 件設計的思路及方法。由于本人在單片機的設計方面還存在一些不足，在論文的寫作和論證上尚存在一些不足之處，敬請各位老師批評指正。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 2 基于單片機的自動往返小車 第 1 章 方案設計及論證 基本 原理 根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有電動小車的基礎上，加裝傳感器，實現(xiàn)對路面特殊軌跡的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至主控制器進行處理，然后由主控制器根據(jù)所檢測的數(shù)據(jù)對電動車進行控制， 實現(xiàn)按照路徑自動行駛。 這種方案如圖 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。 圖 自動 往返 小車原理圖 可行性方案的介紹 方案一： 本設計 選 用兩塊單片機 (89C52 和 89C2051)作為自動往返小汽車的檢測和控制核心。路面黑線檢測使用反射式紅外傳感器，車速和距離檢測使用斷續(xù)式光電開關，利用 PWM 技術動態(tài)控制電動機的轉速?；谶@些完備而可靠的硬件設計，使用了一套獨特的軟件算法，實現(xiàn)了小車在限速和壓線過程中的精確控制。本設計的主要特色 : 高效 的 H 型 PWM 電路，提高電源利用率 ； 控制電路電源和電動機電源隔離，信號通過光電禍合器傳輸 ； 脈沖調制路面檢測，超強糾錯，免受路面雜質干擾 ； 優(yōu)化的軟件算法，智能化的自動控制， 定位精確 。后置式紅、綠方向燈行駛狀態(tài)一目了然。 方框圖如 12 所示。 電動小車 控制器 傳感器 控制信號 路面數(shù)據(jù) 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 3 圖 12 方案一方框圖 方案二： 系統(tǒng)采用單片機 AT89C51 作為核心器件實現(xiàn)小車行駛的自動控制。控制過程是利用反射式光電檢測器采集的數(shù)據(jù)，通過軟件完成對小車在不同路段的行駛速度實時控制，用數(shù)碼管實現(xiàn)對指定行程和所用時間顯示，同時利用紅外數(shù)據(jù)傳輸方式將在 限速區(qū)、終點區(qū)和返回到起點區(qū)后的時間和距離數(shù)據(jù)向手持顯示裝置單相傳送。鍵盤設置在小車中，對速度的控制調整更加方便、精確。方框圖如 13 所示 。 圖 13 方案二方框圖 數(shù)據(jù)采集 1線標志檢測 數(shù)據(jù)采集 2 圈數(shù)檢測 單 片 機 A T 8 9 C 5 1 顯示結果 電動機控制 紅外發(fā)射 鍵盤輸入 紅外接收 單 片 機 A T 8 9 C 5 1 速度、時間、里程顯示 鍵盤輸入 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 4 方案三： 采用單片機 AT89C52 作為系統(tǒng)的控制中心。電機電路采用兩對互補三極管控制電機的驅動 。檢測電路采用光敏管來控制小車的快行 ,慢行 ,停止 。用數(shù)碼管實現(xiàn)對指定行程和所用時間的顯示。方框圖如 14 所示 。 圖 14 方案三方框圖 系統(tǒng)方案確定 從上述方案可知：方案一應用了兩塊芯片作為控制部分，雖然設計目的更加明確，但這樣的選擇對軟件編程造成了很大困難；而方案二應用了相同的兩塊芯片作為控制部分，應用起來比較煩瑣，也很不經(jīng)濟；所以從應用和實際生產(chǎn)方面考慮，選用方案三。 里程檢測 AT89C52 數(shù)碼顯示 電機驅動 電機調速 跑道標志檢測 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 5 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設計與實現(xiàn) 系統(tǒng)元器件的選擇與介紹 下面介紹 AT8