【正文】 式和外部時鐘方式。 最小應用系統(tǒng)設計80C51是片內有ROM/EPROM的單片機，因此，這種芯片構成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠?？捎脕磉M行串行通訊，擴展并行I/O口，甚至與多個單片機相連構成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應用更廣。它們都是通過片內單一總線連接而成，其基本結構依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結構模式。本設計中用一片四位共陰數(shù)碼管做顯示器，并具有雙重功能，在小車行駛中顯示小車的速度狀態(tài)，在小車停止時顯示小車的路程。遮光盤在凹槽中轉動時，缺口進入凹槽時，紅外線可以通過，缺口離開凹槽紅外線被阻擋。綜合考慮系統(tǒng)的各項性能，最后我們決定采用數(shù)字器件——施密特觸發(fā)器。簡單電壓比較器結構簡單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說如果輸入信號因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會反復的從一個電平跳到另一個電平。但實際集成運放的最大轉換速率總是有限的，因此比較器輸出電壓的跳變不可能是理想的階躍信號。因此比較器的性能分析方法與放大、運算電路是不同的。但在實際操作中，往往滿足了高共模抑制比的要求，卻使運算放大器輸出飽和；為獲得單片機能識別的TTL電平卻又無法抑制共模干擾。圖21 電動車的方向檢測電路方案一：使用普通單級比例放大電路。該電路包括一個紅外發(fā)光二極管、一個紅外光敏三極管及其上拉電阻。我們在設計中采用了常用的雙極式H型變換器，它是由4個三極電力晶體管和4個續(xù)流二極管組成的橋式電路。由于電流波形比VM系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機的損耗和發(fā)熱都比較小。VM系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向導電性，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。簡稱VM系統(tǒng)。 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。本設計采用MCS51系列中的80s52單片機。 關鍵詞：單片機；電機驅動；紅外RPR220采集信號Abstract The design is based on the core ponents of MCU AT89S52 car tracking control, the use of motor driver chipL298 to take control of car before and after the two motors inside the speed and steering. Infrared body sensor installed in the car site collection RPR220 road signals, and then treated after a givenMicrocontroller for processing. Mouse machinery installed in the car rear wheel pass axis is used to measure speed and distance car ride to facilitate the to control car speed. The design used for the expansion of 74hc164 chip I / O port expansion, followed by an external two stored functions with the driver chip 74hc573 used to drive the digital control and LCD Module 12864. This design uses a C instead of assembly language programming language, mainly due to the C language has a very strong readability and portability, easy to improve and expand, in the software development can be greatly shorten the development cycle, using the C language for microcontroller programming SCM is also an inevitable trend of development and application.Keywords: MCU； Motor drives；Infrared RPR220 acquisition signals目錄1 前言 12 方案設計與論證 3 直流調速系統(tǒng) 3 檢測系統(tǒng) 4 行車起始、終點及光線檢測 4 5 8 9 系統(tǒng)原理圖 93 硬件設計 10 80C51單片機硬件結構 10 最小應用系統(tǒng)設計 11 12 12 前向通道設計 13 后向通道設計 15 顯示電路設計 194軟件設計 21 21 顯示子程序設計 23 紅外掃描子程序設計 25 軟件抗干擾技術 30 “看門狗”技術 33 可編程邏輯器件 335 測試數(shù)據(jù)、測試結果分析及結論 35參考文獻 36附錄 37致謝 481 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。鼠標機械滾輪安裝于小車后輪通軸上，用來測小車的行駛速度和路程，方便于控制小車速度。設計的智能電動小車應該能夠實時顯示時間、速度、里程，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。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。且技術落后，因此擱置不用。脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation），簡稱PWM。脈寬調速也可通過單片機控制繼電器的閉合來實現(xiàn)，但是驅動能力有限。本系統(tǒng)共設計兩個紅外一體，分別放置在電動車車頭的左、右兩個方向，用來控制電動車的行走方向，當左側光電管檢測到黑線時，單片機控制轉向電機向左轉；當右側光電管檢測到黑線時，單片機控制轉向電機向右轉；當中間兩個光電管都檢測到黑線時，單片機控制直行。最后經(jīng)反接制動實現(xiàn)停車。選擇優(yōu)質元件構成比例放大電路，雖然可以達到一定的精度，但有時仍不能滿足某些特殊要求。對它的要求是：鑒別要準確，反應要靈敏，動作要迅速，抗干擾能力要強，還應有一定的保護措施，以防止因過電壓或過電流而造成器件損壞。由于比較器的輸入信號是模擬量，而它的輸出電平是離散的，因此電壓比較器可作為模擬電路與數(shù)字電路之間的過渡電路。(3) 如果選用集成運放構成比較器，為了提高響應速度可以加限幅措施，以避免集成運放內部的管子進入深飽和區(qū)。所以抗干擾能力強。測長輪的周長為記數(shù)的單位，最好取有效值為單一的數(shù)值（），精度根據(jù)電動車控制的需要確定。測距原理：將光柵安裝在電機軸上，當電機轉動時，光柵也隨之轉動，同時安裝在光柵一側的紅外發(fā)光二極管點亮，在光柵的另一側設有紅外三極管，用于接收紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線信號。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轉換器等，要設計合適的接口電路。4 中斷系統(tǒng)具有5個中斷源，2級中斷優(yōu)先權。特別值得一提的是該單片機CPU中的位處理器，它實際上是一個完整的1位微計算機，這個一位微計算機有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。 (3)應用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。在設計印刷電路板時，晶體和電容應盡可能靠近單片機芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。除了上電復位外，有時還需要按鍵手動復位。在通道電路設計中還涉及到模擬電路諸多問題。由于在該通道中主要是傳感器與傳感器有關的信號調節(jié)、變換電路,故也可稱為傳感器接口通道。靈敏度好，抗干擾能力強測量范圍廣泛，可實現(xiàn)遠程控制。首先因其抗干擾能力太弱，所以并不適合做循跡小車只用系統(tǒng)。反射式紅外RPR220內部發(fā)射頭是一個砷化鎵紅外發(fā)射二極管，接收頭是一個高靈敏度的硅平面光電三極管。根據(jù)單片機的輸出和控制對象實現(xiàn)控制信號的要求，后向通道具有以下特點：（1）小信號輸出、大功率控制。單片機在完成控制處理后，總是以數(shù)字信號通過I/O口或數(shù)據(jù)總線送給控制對象。對于二進制輸出的數(shù)字量采用D/A變換器；對于頻率量輸出則可以采用本設計調速采用PWM調速[5]：為順利實現(xiàn)電動小汽車的左轉和右轉，本設計采用了可逆PWM變換器。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。圖34是L298N控制器原理圖，由3個虛線框圖組成。（3）虛線框圖3是一個長延時電路。長延時電路工作原理：當Rs1過流U5A產(chǎn)生一個負脈沖經(jīng)過微分后，脈沖觸發(fā)555的2腳，電路置位，3腳輸出高電平，由于放電端7腳開路，C1，R5及U6A組成積分器開始積分，電容C1上的充電電壓線性上升，延時運放積分常數(shù)為100R5C1。上圖是其與51單片機連接的電路圖。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標度變換等。//=====================================方向標志位bit PWM_EN。//===============================外中斷次數(shù)變量uint k。//============================左邊紅外信號接口sbit center_L=P2^1。sbit two=P0^5。 dula=1。 P0=table[bai]。 dula=0。 one=1。amp。//黑線在左邊，小車微左 else delay_pwm(3)。hight_M1=pwm_t。 } if(t0==0) //M1電機脈寬一個周期完成后to==0, { //然后再給M2電機調制脈寬 flag_pwm=0。 } if(t0==0) //M1電機脈寬一個周期完成后to==0, { //然后再給M2電機調制脈寬 flag_pwm=0。 } if(t0==0) { flag_pwm=0。 } if(t0==0) { flag_pwm=0。 } if(t0==0) { flag_pwm=0。 hight=hight_M1。在單片機控制系統(tǒng)中，如能正確的采用軟件抗干擾技術，與硬件干擾措施構成雙道抗干擾防線，無疑為了將大大提高控制系統(tǒng)的可靠性。故實質上它是一種程序濾波。在滿足實時性要求的前提下，如果在各次采集數(shù)字信號之間接入一段延時，效果會好一些，就能對抗較寬的干擾。外設設備接受到一個被干擾的錯誤信息后，還來不及作出有效的反應，一個正確的信息又來了，就可及時防止錯誤動作的產(chǎn)生。在一些對程序流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確軌道。 “看門狗”技術 PC受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序陷入“死循環(huán)” [6]。 可編程邏輯器件可編程邏輯器件GAL16V8是LATTICE公司研制的一種電可擦除的可重復編程的低密度PLD器件。理論上的誤差不到1秒/年。這使我深深感受到理論與實際間的差距。//========================================方向標志位bit PWM_EN。//===============================外中斷次數(shù)變量uint k。//====================================左邊紅外信號接口sbit center_L=P2^1。sbit two=P0^5。j) for(k=98。==============================================//開定時器0中斷； EX0=1。hight_M1=pwm_t。 } if(t0==0) 。 break。=========================================//開定時器工作； hight_M1=pwm_t。k)。sbit fore=P0^7。//==========================中間偏右的紅外信號接口sbit right=P2^3。//=======================================數(shù)碼管的第一位變量//uint low。//==========================測試裝置測得到電機轉速uchar t0。每天在實驗室除了焊接線路板，還可以上機編程，使我軟件調試知識也提高了。電機軸與車輪軸之間采用了齒輪箱二級減速，變比1/16。GAL16V8技術特性（1）電可擦除工藝 可重編程單元100％成品率可重配置邏輯（2）高性能E2CMOS工藝 低功耗：45mA最大運行功耗，35mA最大維持功耗高速度：15～25us最快存取速度（3）8個輸出邏輯單元對于復雜邏輯設計具有最大靈活性GAL16V8可仿真20條引腳的P