基于89c51單片機(jī)的智能循跡小車(編輯修改稿)
2025-09-03 11:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 還有和硬盤作用相同的存儲器件。 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。 本課題選擇了STC公司的生產(chǎn)的STC89C51單片機(jī)。STC89C51是采用8051核的ISP（In System Programming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時鐘效率為80MHz，片內(nèi)含8K Bytes的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。 特點：增強(qiáng)型1T流水線/精簡指令集結(jié)構(gòu)8051 CPU（1） 工作電壓：~（5V單片機(jī)）/~（3V單片機(jī)）（2） 工作頻率范圍：035MHz，相當(dāng)于普通8051的0~420MHz實際工作頻率可達(dá)48MHz（3） 用戶應(yīng)用程序空間12K/10K/8K/6K/4K/2K字節(jié)（4） 片上集成512字節(jié)RAM（5） 通用I/0口（27/23個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051 傳統(tǒng)I/0口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏每個I/0口驅(qū)動能力均可達(dá)到20mA，但整個芯片最大不得超過55mA常見的單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。大部分系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路來實現(xiàn)。STC89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，它的引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)的諧振電路，接在放大器的反饋回路中，這就構(gòu)成了其內(nèi)部的時鐘電路。雖然對外接電容的值沒有特別嚴(yán)格的要求，但是電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的速度和振蕩器的溫度，從而影響到整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此，考慮到系統(tǒng)電路的穩(wěn)定性，設(shè)計中使用了值為12MHz的晶體振蕩器，選擇了30PF的陶瓷電容，如圖31所示。在焊接電路板時，為了更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作，我將晶體振蕩器和電容安裝在了單片機(jī)芯片的旁邊，以減少寄生電容，影響震蕩器。圖31時鐘電路復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機(jī)器周期中由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。所謂上電復(fù)位，是指計算機(jī)加電瞬間，要在RST引腳出現(xiàn)大于10MS的正脈沖，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。按鈕復(fù)位是指用戶按下“復(fù)位”按鈕，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)[5]。如圖32所示，這是本次設(shè)計中使用的按鈕復(fù)位，它是一種實用復(fù)位電路電路。上電時，+5V電源立即對單片機(jī)芯片供電，同時經(jīng)電阻R對電容C3充電。C3上電壓建立的規(guī)程就產(chǎn)生一定寬度的負(fù)脈沖，經(jīng)反向后，RST上出現(xiàn)正脈沖使單片機(jī)實現(xiàn)了上電復(fù)位。按鈕按下時，RST上同樣出現(xiàn)高電平，實現(xiàn)了按鈕復(fù)位。在應(yīng)用系統(tǒng)中，有 些外圍芯片也需要復(fù)位。如果這些芯片復(fù)位端的復(fù)位電平和單片機(jī)一致，則可以與單片機(jī)復(fù)位腳相連，因此，非門在這里不僅起了反向作用，還增大了驅(qū)動能力，電容C1，C2起慮波作用，防止干擾竄入復(fù)位端產(chǎn)生誤動作。圖32手動復(fù)位電路 循跡是指小車在白色地板上循黑線行走通常采取的方法是紅外探測法,紅外探測法即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點,在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光,當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反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小車上的接收管接收不到紅外光 ,單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線 ,從而實現(xiàn)小車的循跡功能。紅外探測器探測距離有限一般最大不應(yīng)超過3cm。 本次設(shè)計需要檢測小車的運(yùn)行狀態(tài)，沿著路面黑線運(yùn)動。采用反射取樣式，單光束紅外傳感器接收信號，再分別用運(yùn)放LM393比較電壓信號進(jìn)行放大。圖35的電路在5V電壓下工作，根據(jù)該型號傳感器紅外發(fā)射管所需的工作壓降（紅外發(fā)射管的正向壓降在1～）和工作電流（紅外發(fā)射管的電流為2～10mA），選取負(fù)載電阻R1=，紅外發(fā)射管負(fù)載電阻R2=220Ω。調(diào)節(jié)電位器使檢測信號能被識別。33循跡模塊原理圖 利用紅外線在不同顏色的表面特征，具有不同的反射性能，汽車
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