【正文】 and the writing of the single chip microputer control procedures. The small car design mainly by the single chip microputer control system module, motor driver module, methodist tracing module, obstacle avoidance module, display module and wireless access launch module, integrated drive, control, sensors and energy equal to one. With AT89C51 singlechip microputer control system for core, foreign set control, using linear regulator chip to voltage stability of control for single chip microputer and other peripherals for the reliable power supply, the use of infrared pipe is black and white signal detection, use L298N motor driver module to the dc motor stability control, use wireless remote control chip HT6221 remote controlled, launch instruction encoding signals, then through the integrated infrared sensor HS0038 receiving, single chip mands decoding instruction, again through the two dc motivation of the control, realize the small car parking, backing up, turn right, turn left, the state function. The design also use of a tube of infrared infrared in different colors of physical surface has a different reflection properties characteristics for the car to acquire the follow mark obstacle avoidance function, achieve intelligent driving car, and use LCD1602 show car instant motions Based on the perfect design of the hardware and software system, it is well realized on car tracing obstacle avoidance, displaying motion state and other functions. Keywords SCM。當(dāng)今市場(chǎng)傳統(tǒng)低科技含量產(chǎn)品比重逐步縮水，而高科技含量的電子產(chǎn)品則蒸蒸日上。比如說蘋 果公司把產(chǎn)品 90%的利潤(rùn)帶走，而只給制造商留下 10%，少部分人拿走了巨額財(cái)富，卻要讓數(shù)十萬(wàn)人再去瓜分那可憐的 10%利潤(rùn)。也同時(shí) 希望在設(shè)計(jì)中使用 更多的 先進(jìn)技術(shù)且能有效的控制設(shè)計(jì)成本，使其表現(xiàn)出極高的性價(jià)比和極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí) ,從而加強(qiáng)理論與實(shí)踐的相結(jié)合。 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 2 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)紅外遙控的電動(dòng)車，使之可按遙控器的控制行走。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。將系統(tǒng)拆分成以上的這些基本功能模塊后，再根據(jù)各個(gè)模塊所要完成的功能分別去設(shè)計(jì)，也就是按照 “逐步求精 ”的思想去設(shè)計(jì)本系統(tǒng)，這將使設(shè)計(jì)工作細(xì)化，也有助于制定進(jìn)度安排。據(jù)此，擬定了以下兩種方案并進(jìn)行了綜合的比較論證，具體如下： 方案一： 選用一片 CPLD（如 EPM7128LC8415）作為系統(tǒng)的核心部件，實(shí)現(xiàn)控制與處理的功能。若采用該方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題。這樣一來，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案設(shè)計(jì)與論證 方案一： 采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制 ,通過開關(guān)的切換對(duì)小車的速度進(jìn)行調(diào)整 .此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單 ,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢 ,易損壞 ,壽命較短 ,可靠性不高。 方案三： 采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)?，F(xiàn)市面上有很多此種芯片，我選用了L298N。此方案雖然軟件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，但是硬件設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，并且用數(shù) 碼管進(jìn)行狀態(tài)顯示很不直觀。并且用數(shù)碼管顯示不直觀。 循跡模塊方案設(shè)計(jì)與論證 方案一： 采用簡(jiǎn)易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測(cè)，但實(shí)際效果并不理想，對(duì)行駛過程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測(cè)幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。只不過如果小車運(yùn)動(dòng)速度 過快，由于慣性的緣故， 左右只有一級(jí)方向控制傳感器的情況下， 不能很好地實(shí)現(xiàn)循跡功能， 有可能跨國(guó)黑線，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)所要求的功能不能很好地實(shí)現(xiàn)， 故未采納此方案。其中 R1 與 L1 為第一級(jí)方向控制傳感器， R2 與 L2 為第二級(jí)方向控制傳感器。 通過比較，我選擇第三種方案來實(shí)現(xiàn)循跡 功能 。但此方案過于依賴硬件、成本較高、缺乏創(chuàng)造性，而且置于小車左方的紅外對(duì)管用到的幾率很小，所以 最終未采用。 通過比較，我采用方案三。 所以，我選擇了方案三來實(shí)現(xiàn)供電。不過這些工作都由一塊集成電路完成，自己需要做的是搭建外圍電路，當(dāng)選定一種型號(hào)的發(fā)射 IC 后只要按照它的說明書上的典型電路搭建就可以了。接收電路 RX2 的 4 腳和 5 腳之間接的電阻阻值要和 TX2 的 11 腳、 12 腳間的電阻阻值接近，相差在 20%之第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 9 內(nèi)方可正確的解碼，本設(shè)計(jì)中這兩個(gè) 電阻都選用 150KΩ； 2 腳接地； 13 腳接 35V電源； 3 腳接輸入信號(hào)，由一體化紅外接收頭 1838 輸出的信號(hào)需要加一個(gè)反向器才是正確的編碼信號(hào)； 6 腳、 7 腳、 10 腳、 11 腳、 12 腳為 5 路遙控命令的輸出端，分別和 TX2 的 5 路輸入端的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。 本章小結(jié) 本章將系統(tǒng)拆分成了若干個(gè)功 能模塊，并且對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵部分進(jìn)行了方案的分析與選擇。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。 AT89C51單 片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 GND：接地。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口 作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流 （ ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置 位無(wú)效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)使用片 內(nèi)振蕩器時(shí)，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)采用外接時(shí)鐘源時(shí)，該引腳接外部時(shí)鐘振蕩器的信號(hào) 。 L298N 可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī) , OUT l、 OUT2 和 OUT OUT4 之間分別接兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。這些特性使得 L298N很適合用作小型直流電機(jī)控制芯片。 L298N 見圖 33 圖 33 L298N 它的引腳 2， 3， 13， 14 為 L298N 芯片輸入到電動(dòng)機(jī)的輸出端，其中引腳 2和 3 能控制兩相電機(jī)，對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，即可控制一個(gè)電動(dòng)機(jī)。表 31 是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系： 表 31 L298N 芯片引腳的邏輯關(guān)系 EN A（ B） IN1（ IN3） IN2（ IN4） 電機(jī)運(yùn)行情況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2（ IN4） 同 IN1（ IN3） 快速停止 L X X 停止 控制使能引腳 ENA 或者 ENB 就可以實(shí)現(xiàn) PWM 脈寬速度調(diào)整。由于本芯片的工作電流比較大，發(fā)熱量也比較大，所以在本芯片的散熱片上又連接了一塊鋁合金，以增大它的散熱面積。 同理，只要讓兩個(gè)電機(jī)同時(shí)反轉(zhuǎn)，就實(shí)現(xiàn)了小車的倒退功能。比如讓右側(cè)的輪子停轉(zhuǎn)，左側(cè)的輪子前傳，對(duì)應(yīng)的端口P4_7P4_4 輸出狀態(tài)為 0001，此時(shí)小車就會(huì)向右前方旋轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)右前轉(zhuǎn)。但是由于慣性的作用，雖然一側(cè)的電機(jī)停轉(zhuǎn)了，另一側(cè)的輪子會(huì)帶著停轉(zhuǎn)的輪子一起運(yùn)動(dòng)，這樣小車偏轉(zhuǎn)的趨勢(shì)就不明顯，小車轉(zhuǎn)彎的半徑就會(huì)比較大，不能達(dá)到理想的目的。 調(diào)速部分直接連接到了 單片機(jī)接口，只要在程序中進(jìn)行合理的設(shè)置，在相應(yīng)的端口就有 PWM 信號(hào)產(chǎn)生，加在小車電機(jī)兩端的電機(jī)就是 PWM 電壓信號(hào)。筆者在該模塊中利用了簡(jiǎn)單、應(yīng)用也比較普遍的檢測(cè)方法 紅外探 測(cè)法。 TCRT5000 光電對(duì)管簡(jiǎn)介 在小車具體的循跡行走過程中， 我選用 TCRT5000 型光電對(duì)管。1V177。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用 “+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用 “”表示。兩個(gè)輸入吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 18 端電壓差別大于 10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把 LM324用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。另外，各 比較器的輸出端允許連接在一起使用。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色地面時(shí)發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號(hào)，再通過LM324 作比較器來采 集高低電平，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè) 。 圖 35 報(bào)警系統(tǒng) 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 19 無(wú)線 遙控系統(tǒng) 無(wú)線模塊由發(fā)射電路和接收電路兩部分組成，發(fā)射電路主要是是通過遙控器芯片 HT6221 控制，接收電路是用一體化紅外接收頭 HS0038。 D7 是按鍵指示，在有按鍵按下時(shí)此二極管亮。 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 20 HT6221 簡(jiǎn)介 HT6221 是一款常用的遙控器芯片，其各引腳功能說明見表 33： 表 33 HT6221 引腳說明 引腳號(hào) 引腳名稱 I/O 描述 14 R1R4 輸入 鍵盤行控制，高電平有效 5 DOUT 輸出 串行數(shù)據(jù)輸出引腳， 38KHz 發(fā)射頻率 6 VDD 輸入 7 D7 輸入 最重要數(shù)據(jù)位代碼設(shè)置 8 X2 輸出 455KHz 振蕩器輸出 9 X1 輸入 455KHz 振蕩器輸入 10 Vss 輸入 地 11 LED 輸出 發(fā)射輸出 1219 C8C1 輸入 /輸出 鍵盤列控制 20 AIN 輸入 低 8 位地址碼輸入 紅外接收電路 紅外接收電路最簡(jiǎn)單，使用 HS0038（如圖 37）一體化紅外接收頭，只需要連接 3 只引腳就可以了，至于信號(hào)的解調(diào)是它內(nèi)部做的事，只需搞清楚它的輸出信號(hào)就可以了。 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊 。 LCD1602 引腳說明 字符型 LCD1602 通常有 14 條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來的 2條線是背光電源線 VCC（ 15 腳）和地線 GND（ 16 腳）。 RST變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位， CPU從初始狀態(tài)開始工作。 RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括 VCC的上升時(shí)間和振蕩器起振的時(shí)間， Vss上升時(shí)間若為 10ms，振蕩器起振的時(shí)間和頻率有關(guān)。復(fù)位電路如圖 38 所示。 CMOS型單片機(jī)內(nèi)部（如 AT89C51）有一個(gè)可控的負(fù)反饋反相放大器，外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容組成振蕩器，圖 38為 CMOS型單片機(jī)時(shí)鐘電路框圖。電容 C1和 C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率 f起微調(diào)作用（ CC2大， f變小），其典型值為 22pF。這樣不僅能使我們能夠正確的選擇合適的元器件，而且能讓我們對(duì)各個(gè)主要器件的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有詳細(xì)的了解，為以后系統(tǒng)程序的編寫做了充分的準(zhǔn)備。紅外。 圖 41 發(fā)送端主程序流程圖 發(fā)送端中斷子程序流程圖 圖 42 為發(fā)送端中斷子程序流程圖，該中斷運(yùn)為定時(shí) 0 中斷，主