【正文】 .......................................................................................... 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 ...................................................................................... 4 設(shè)計(jì)任務(wù) ............................................................................................... 4 設(shè)計(jì)要求 ............................................................................................... 4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路 .......................................................................................... 5 系統(tǒng)組成框圖 ....................................................................................... 5 3. 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與論證 .......................................................................................... 7 電動機(jī)驅(qū)動方案的選擇 .................................................................................. 7 數(shù)據(jù)采集方案的選擇 ...................................................................................... 7 顯示模塊方案的選擇 ...................................................................................... 8 路程檢測電路的選擇 ...................................................................................... 8 4. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................ 10 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的簡單介紹 ............................................................................ 10 中斷系統(tǒng) ........................................................................................................ 10 主程序的設(shè)計(jì) ................................................................................................ 11 電機(jī)驅(qū)動調(diào)速部分 ........................................................................................ 13 功能分析 ............................................................................................. 14 電機(jī)驅(qū)動的軟件設(shè)計(jì) ......................................................................... 15 行駛狀態(tài)信息設(shè)計(jì) ........................................................................................ 19 信號檢測模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................ 20 路程檢測模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................ 21 顯示模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................ 23 功能分析 ............................................................................................. 24 顯示程序設(shè)計(jì) ..................................................................................... 26 結(jié) 論 ................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。路面黑線檢測使用反射式光電傳感器， 采用 PWM電路控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、 H 型驅(qū)動電路控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)電動小汽車的正反向行駛、快慢速行駛 ，利用與 MAX7219 連接的 LED 來顯示時(shí)間和總的路程 。這種調(diào)速方法具有開關(guān)頻率高、低速運(yùn)行穩(wěn)定、動態(tài)性能優(yōu)良、效率高等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是這種調(diào)速方式很容易在單片機(jī)控制系 統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，因此具有很好的發(fā)展前景。將電子化和智能化用于汽車控制是對汽車工業(yè)的一次變革。最后在顯示器上顯示出小車行駛過的路程和走完全程所用的時(shí)間。功率電路對其輸入端應(yīng)有良好的信號隔離，防止高電壓大電流進(jìn)入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離。 預(yù)期的成果 通過脈寬調(diào)制對直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，小車從起跑線出發(fā)，每碰到一次黑線根據(jù)接收到的信號，小車變換一次行 駛狀態(tài)，每次變換行駛狀態(tài)都有亮燈顯示，不同的狀態(tài)用不同的顏色表示，到達(dá)終點(diǎn)后，停留 10 秒，然后自動返回起跑線。紅色 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 5 表示停止?fàn)顟B(tài)，綠色表示加速狀態(tài)，黃色表示限速狀態(tài)，分別接入單片機(jī)的 、 。下面對實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的方案進(jìn)行論證。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短、可靠性不高。 方案二：不調(diào)制的反射式紅外發(fā)射 — 接收器。但硬件電路復(fù)雜，不易控制，在短時(shí)間內(nèi)不能達(dá)到題目所要求。此方案由一個(gè)反射式光電開關(guān)、一個(gè) 2SC8050和一片 74LS04 構(gòu)成。 （ 5）紅外探測， 紅外探測提高小車智能化系統(tǒng) 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計(jì) 10 模塊設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的簡單介紹 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為四大部分：電機(jī) 驅(qū)動調(diào)速部分，數(shù)據(jù)采集部分，數(shù)碼管的顯示部分和路程檢測部分。實(shí)時(shí)控制、故障自動處理、計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送往往采用中斷系統(tǒng)。中斷源向 CPU 提出處理的請求稱為 中斷請求 。 圖 41 主程序流程圖 開 始 初 始 化 正向行駛 檢測到黑線 是否到終點(diǎn) 停車顯示 S，T 等待 10 秒 啟動返回 停車并顯示S， T 全速行駛 N Y 結(jié) 束 檢測到起點(diǎn)黑線 Y N 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計(jì) 12 首先設(shè)定程序執(zhí)行起始地址，開始對小車進(jìn)行控制，利用紅外檢測采集接收數(shù)據(jù)，把接收到的數(shù)據(jù)傳送單片機(jī)芯片，經(jīng)過單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理傳到直流電機(jī)，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)對其進(jìn)行脈寬調(diào)制（ PWM）來控制電機(jī)，通過改變電機(jī)的平均電壓來達(dá)到調(diào)速的作用。 C5C4A+MR2R3470KR4470KR5T69013T5GND+9VC2655BD238 圖 42 電機(jī)驅(qū)動電路圖 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計(jì) 14 功能分析 在單片機(jī)在配合下，通過調(diào)脈寬的方法，實(shí)現(xiàn)了對驅(qū)動電機(jī)的輕松調(diào)速，脈沖寬度的變化可以通過硬件和軟件來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)中為什么會選用 、 接口呢？是由于 可用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； 可用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部控制端 T2EX。脈寬調(diào)制（ PWM）調(diào)速系統(tǒng)就是根據(jù)這個(gè)原理進(jìn)行的。 在此設(shè)計(jì)中采用脈寬調(diào)制 (PWM )的方式控制電機(jī)，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速 dV 由驅(qū)動脈沖的寬度決定： dd VVDV ????? 100m a x式中 D= t/T 稱為占空比， N 為脈寬長度， maxV 為電機(jī)的最高速度 。初始化程序主要是完成70H76H、 20H23H 等單元的清 0，設(shè)置 T1 為 16 位定事模式，開放 T外中斷 0和外中斷 1的中斷等。產(chǎn)生中斷對跑道計(jì)數(shù)器 23H 讀數(shù)看是否為 2，是 2 的時(shí)候調(diào)用快車子程序?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行控，對電機(jī)進(jìn)行正相驅(qū)動約 50ms，使其加速，改供高電壓，使電機(jī)快速轉(zhuǎn)動。當(dāng)小車停車時(shí)，在反相驅(qū)動剎車后關(guān)電機(jī)電源，然后延時(shí) 10s，對 30H 位取反，以判斷是中途停車還是起點(diǎn)停車。當(dāng)光電反射器在黑白面上移動時(shí)， 4 端便得到一個(gè)變化的脈沖 電壓。根據(jù)車輪周長及脈沖個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)里程計(jì)數(shù)功能。 （ 2） 時(shí)間的計(jì)算：定時(shí)器 0 工作在模式 1 下， 16 位計(jì)數(shù)器，設(shè)定計(jì)數(shù)器 的計(jì)數(shù)初值為 1600000216 ? 并且允許中斷，中斷一次表明間隔時(shí)間為 60ms，對中斷次數(shù) TCICOUNT進(jìn)行累計(jì) 。若是動態(tài)顯示， 8位顯示驅(qū)動電路 一般由 1 片 8255， 4 片 5407 構(gòu)成，不僅硬件資源占用多，而且需要由軟件定時(shí)刷新，軟件資源占用也不少；若是靜態(tài)顯示， 8位數(shù)碼管顯示驅(qū)動電路一般由 8 片 54LS164 構(gòu)成，硬件資源占用太多。每片可控制顯示 8個(gè)七段 LED 數(shù)碼管、條形圖或 64 個(gè)發(fā)光二極管，控制字簡單，可與各種微機(jī)接口。它的特點(diǎn)有：串行接口的傳輸速率可達(dá)到 10MHz；獨(dú)立的發(fā)光二極管段控制；譯碼與非譯碼兩種顯示方式可選；數(shù)字、模擬兩種亮度控制方式；可以級聯(lián)使用。數(shù)據(jù)由 DIN 引腳輸入，最先輸入的為最高位，在 CLK 的上升沿 將數(shù)據(jù)位移入器件內(nèi)的移位寄存器， LOAD 引腳信號的上升沿將最后移入的 16 位數(shù)據(jù)鎖存入相應(yīng)的寄存器中， LOAD 信號的上升沿必須與 CLK 的上升沿同時(shí) 或在其后 。掃描限制寄存器控制顯示的位數(shù)。 ； SJMP WAIT 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計(jì) 27 MAX7219 初始化子程序 PROCECC :MOV A,0BH MOV B,07H LCALL W_7219 MOV A,09H MOV B,00H LCALL W_7219 MOV A,0AH MOV B,09H LCALL W_7219 MOV A,0CH MOV B,01H LCALL W_7219 RET MAX7219 顯示子程序 DISPLAY:MOV R0,LED_BF MOV R4,01H MOV R3,08H C_DISP:MOV A,R0 MOV B,A MOV A,R4 LCALL W_7219 INC R0 INC R4 DJNZ R3,C_DISP RET W_7219:CLR LOAD LCALL SD_7219 MOV A,B LCALL SD_7219 SETB LOAD RET 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總 結(jié) 28 結(jié) 論 本系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51 芯片為核心部件，利用施密特整形，配合軟件實(shí)現(xiàn)了小車的黑線檢測、時(shí)間顯示等功能，最終使小車完成設(shè)計(jì)題目要求的各