【正文】 拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。圖31 AT89C51單片機(jī) AT89C51功能部件和特性At89c51單片機(jī)具有如下功能部件和特性如下：（1）8位微處理器(CPU)；（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（128B RAM)；（3）程序存儲(chǔ)器（4KB Flash ROM）；（4）4個(gè)8位可編程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）一個(gè)全雙工的異步串行口；（6）2個(gè)可編程的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（7）1個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器；（8）中斷系統(tǒng)具有5個(gè)中斷源、5個(gè)中斷向量；（9）特殊功能寄存器（SFR）26個(gè)；（10）低功耗節(jié)電模式有空閑模式和掉電模式，且具有掉電模式下的中斷恢復(fù)模式；（11）3個(gè)程序加密鎖定位。第3章 硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用芯片AT89C51為主控芯片，下面開(kāi)始介紹其結(jié)構(gòu)特性和引腳功能。方案二：采用臺(tái)灣瑞昱公司生產(chǎn)的專用于遙控車(chē)模的CMOS大規(guī)模集成電路TX2/RX2，該編解碼芯片具有5種控制功能，使用方便。方案二：，但6V的電壓太小不能同時(shí)給單片機(jī)與與電機(jī)供電。其安裝簡(jiǎn)易，也可以檢測(cè)到障礙物的存在，但難以確定小車(chē)在水平方向上是否會(huì)與障礙物相撞，也不易讓小車(chē)做出精確的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。這4個(gè)紅外探測(cè)器的具體位置如圖23所示。軟件部分可以直接調(diào)用液晶屏對(duì)應(yīng)的顯示子程序，漢字代碼可以在漢字顯示字庫(kù)里查詢，直觀方便。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。但電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價(jià)格比較昂貴。方案二：采用單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，用其控制行進(jìn)中的小車(chē)，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。報(bào)警模塊主控系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊遙控接收模塊循跡模塊避障模塊顯示模塊遙控發(fā)射模塊遙控器芯片復(fù)位模塊時(shí)鐘振蕩模塊電源模塊圖21 系統(tǒng)原理框圖 主要功能模塊方案設(shè)計(jì)與論證本章節(jié)主要介紹的是主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、循跡模塊、避障模塊、遙控發(fā)射模塊和電源模塊的方案設(shè)計(jì)與論證，選出最適宜的方案。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。本課題設(shè)計(jì)是具有一定難度的基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。鑒于國(guó)內(nèi)和國(guó)外科技方面發(fā)展較落后的原因，我選擇了紅外遙玩具車(chē)為我的畢業(yè)論文題目。 parator。畢業(yè)論文紅外遙控玩具車(chē)的設(shè)計(jì)徐明亮吉 林 建 筑 工 程 學(xué) 院 2012 年 6月畢業(yè)論文紅外遙控玩具車(chē)的設(shè)計(jì)學(xué) 生： 徐明亮指 導(dǎo) 教 師： 遲耀丹 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù)所 在 單 位： 電氣與電子信息工程學(xué)院答 辯 日 期： 2012 年 6月 目 錄摘 要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 設(shè)計(jì)背景及目的 1 設(shè)計(jì)背景 1 設(shè)計(jì)目的 1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求 2 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 2 設(shè)計(jì)要求 2 設(shè)計(jì)意義 2 本章小結(jié) 2第2章 總體方案設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)原理框圖 3 主要功能模塊方案設(shè)計(jì)與論證 3 主控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證 4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案設(shè)計(jì)與論證 4 顯示模塊方案設(shè)計(jì)與論證 5 循跡模塊方案設(shè)計(jì)與論證 6 避障模塊方案設(shè)計(jì)與論證 7 電源模塊方案設(shè)計(jì)與論證 8 紅外線模塊方案設(shè)計(jì)與論證 8 本章小結(jié) 9第3章 硬件設(shè)計(jì) 10 10 AT89C51簡(jiǎn)介 10 AT89C51功能部件和特性 11 AT89C51引腳說(shuō)明 11 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 13 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 13 L298N簡(jiǎn)介 13 小車(chē)方向與速度控制 15 循跡系統(tǒng) 16 循跡原理 16 TCRT5000光電對(duì)管簡(jiǎn)介 16 LM324比較器 17 避障系統(tǒng) 18 避障原理 18 避障報(bào)警 18 無(wú)線遙控系統(tǒng) 19 紅外發(fā)射電路 19 HT6221簡(jiǎn)介 20 紅外接收電路 20 顯示系統(tǒng) 21 LCD1602簡(jiǎn)介 21 LCD1602功能特性 21 LCD1602引腳說(shuō)明 21 最小單元電路系統(tǒng) 22 復(fù)位電路模塊 22 時(shí)鐘電路 23 本章小結(jié) 24第4章 軟件設(shè)計(jì) 25 發(fā)送端程序流程圖 25 發(fā)送端主程序流程圖 25 發(fā)送端中斷子程序流程圖 25 接收端程序流程圖 26 接收端主程序流程圖 26 接收端中斷子程序流程圖 27 數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 28 自動(dòng)循跡避障流程圖 29 本章小結(jié) 30結(jié) 論 31致 謝 32參考文獻(xiàn) 33附錄1 34附錄2 35附錄3 54摘 要 紅外線遙控小車(chē)具有體積小、成本低、生存能力強(qiáng)等特點(diǎn)，是上世紀(jì)提出的一種新型小車(chē)，在軍事偵察、反恐、防爆、防核化及污染等危險(xiǎn)與惡略環(huán)境作業(yè)中有廣闊的應(yīng)用前景。 Infrared to tube。所以，及時(shí)投入精力廣泛開(kāi)展這方面的研究，無(wú)論對(duì)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，還是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 體驗(yàn)一個(gè)科研項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，學(xué)會(huì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用方法,鍛煉應(yīng)用能力,動(dòng)手能力。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求將各個(gè)模塊系統(tǒng)組架起來(lái)，畫(huà)出系統(tǒng)原理框圖，見(jiàn)圖21。為此，我們不采用該種方案，進(jìn)而提出了第二種設(shè)想。方案二：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到分壓的目的。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過(guò)載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。方案三：為了能直觀的顯示出小車(chē)的各種狀態(tài)，這里使用LCD液晶屏顯示這樣不僅能直觀的顯示出小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且能顯示小車(chē)的運(yùn)動(dòng)模式。方案三：采用同時(shí)在底盤(pán)裝設(shè)4只紅外對(duì)管，進(jìn)行兩級(jí)方向糾正控制，提高其循跡的可靠性。 R2L1R1L2圖23 小車(chē)底面仰視圖 避障模塊方案設(shè)計(jì)與論證方案一：采用一只紅外對(duì)管置于小車(chē)中央。 電源模塊方案設(shè)計(jì)與論證方案一：采用實(shí)驗(yàn)室有線電源通過(guò)穩(wěn)壓芯片供電，其優(yōu)點(diǎn)是可穩(wěn)定的提供5V電壓，但占用資源過(guò)大。開(kāi)始時(shí)參照了《電子制作》上的一篇論文，使用的是NEC的upd6121，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)這種芯片不是很好買(mǎi)到，即所謂的市場(chǎng)貨源不充足，這是電子制作必須考慮的問(wèn)題，所以放棄了這款芯片，改選HOTEK的HT6221，他們的性能及其外圍電路幾乎相同。設(shè)計(jì)中采用一片AT89C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)所有功能，在軟件方面通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(jì)，基本上實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)并發(fā)運(yùn)行，并且通過(guò)軟件的分層結(jié)構(gòu)將功能實(shí)現(xiàn)和具體的硬件分離開(kāi)，這將給后續(xù)的各模塊軟件的設(shè)計(jì)帶來(lái)方便。AT89C51單片機(jī)見(jiàn)圖31。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖見(jiàn)圖32。1腳和15腳可單獨(dú)引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳感信號(hào)，也可以直接接地。此時(shí)的P4_7P4_4端口數(shù)據(jù)為0110。方案二：考慮到上述方案存在的缺陷，且小車(chē)本身重量過(guò)大，電源又太重，實(shí)在找不到電量大且重量輕的電源，我們研究出只有一邊正轉(zhuǎn)一邊反轉(zhuǎn)才能轉(zhuǎn)彎。紅外探測(cè)法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)。18V； (3)對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬； (4)共模范圍很大，為 0~（）Vo； (5)差動(dòng)輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓； (6)輸出端電位可靈活方便地選用。LM324的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選 315K）。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)小車(chē)行進(jìn)過(guò)程中，如果遇到障礙，紅外檢測(cè)頭亮燈時(shí)，收到一個(gè)低電平，左電機(jī)停止工作，右電機(jī)正常工作，小車(chē)左轉(zhuǎn)避開(kāi)障礙。HT6221的編碼規(guī)則是：當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms，振蕩器使芯片激活，如果這個(gè)按鍵按下且延遲大約108ms，這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼(9ms)，一個(gè)結(jié)果碼()，低8位地址碼(9ms~18ms)，高8位地址碼(9~18ms)，8位數(shù)據(jù)碼(9~18ms)和這8位數(shù)據(jù)碼的反碼 (9~18ms)組成，如果按鍵按下超過(guò)108ms仍未松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射的代碼將僅由起始碼(9ms)和結(jié)束碼()組成。它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。單片機(jī)采用的復(fù)位方式是自動(dòng)復(fù)位方式。圖38 單片機(jī)復(fù)位電路 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。時(shí)鐘振蕩電路如圖39。其接收端主程序流程圖如圖43所示。有一些功能用硬件可以實(shí)現(xiàn)，用軟件也同樣可以實(shí)現(xiàn)，只是所花費(fèi)的代價(jià)有所不同，往往用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)更為靈活一點(diǎn)。為了完成這次設(shè)計(jì)，我查閱了很多相關(guān)資料，也深切體會(huì)到了電子技術(shù)發(fā)展的速度之快，因此，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中，我也會(huì)更多地接觸新的知識(shí)，不能停下學(xué)習(xí)的腳步。祝愿母校今后蓬勃發(fā)展，蒸蒸日上！最后，感些各位老師百忙之中抽出時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行了評(píng)閱！參考文獻(xiàn)[1]8bit Microcontroller With 4K Bytes Flash AT89C51[M]．ATMEL，2000．[2]Donald A．Neamen．Electroic Circuits Analysis and Design[M]．McGraw Hill Companies，Inc．2001．[3]王東鋒，王會(huì)良，董冠強(qiáng)． 單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例[M] ．電子工業(yè)出版社，2009．[4]韓毅，楊天． 基于HCS12單片機(jī)的智能循跡模型車(chē)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J] ．學(xué)術(shù)期刊，2008．[5]王曉明． 電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制[J] ．學(xué)術(shù)期刊，2002．[6] 張毅剛，彭喜元，彭宇．單片機(jī)原理及應(yīng)用[M] ．高等教育出版社，2010． [7]閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M] ．高等教育出版社，1998．[8]余小平，奚大順．電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M] ．北京航空航天大學(xué)出版社，2010．[9]童詩(shī)白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M] 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。30H為計(jì)數(shù)值 RETITIMER0INT: MOV TH0,0FFH 。如果C為1，說(shuō)明不符合引導(dǎo)碼的9ms，直接退出，否則符合引導(dǎo)時(shí)間，準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù) SETB 。首先關(guān)掉定時(shí)器0 SUBB A,10 。將數(shù)據(jù)保存起來(lái) MOV 52H,00H