【正文】 /A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1527VSS20P3.7/RD17IC1AT89C51DP g f e d c b aAA7 3 2 45 89106 1SM1R8560R7560R13560R11560R12560R9560R10560D9R21560D1R2 560D2R14V285 50V1 85 50R2220SB1R115KRL1//V3 80 50R3150KR4 1MR6 4.7KR5 47KC510uFR7 560M1M2B1BT1電池組 四節(jié)五號電池S3 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 26 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 系統(tǒng)程序 include //包含 51 單片機(jī)相關(guān)的頭文件 sbit LeftLed=P2^0。直到小車跑回跑道，正常前進(jìn)。根據(jù)小車的指示燈來判斷小車的運(yùn)行情況。主要由初始化程序、偏道調(diào)整程序、偏離光源調(diào)整程序、聲光指示子程序、讀傳感器狀態(tài)、顯示程序、定時器 0 的中斷服務(wù)程序、定時器 1 的中斷服務(wù)程序、外部中斷 0 的服務(wù)程序、停車處理等模塊組成。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：充分利用了單片機(jī)的內(nèi)部資源，降低了總體設(shè)計的成本。 P0 口用于數(shù)碼管顯示， P1 口用于電動機(jī)的 PWM 驅(qū)動控制， P2， P3 口用于傳感器的數(shù)據(jù)采集與中斷控制。采用紅外光電傳感器檢測路面黑線及障礙物，用光敏電阻檢測、判斷車庫位置，通過軟件編程實(shí)現(xiàn) 智能小車 行進(jìn)、繞障、停止的精確控制以及檢測數(shù)據(jù)的存儲、顯示。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。在該模塊中利用了簡單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法 —— 紅外探測法。判斷信號可通過單片機(jī)控制驅(qū)動模塊修正前進(jìn)方向，以使其保持沿著黑線行進(jìn)。首先利用 光電對管 對路面信號進(jìn)行檢測，經(jīng)過比較器處理之后，送給軟件控制模塊進(jìn)行實(shí)時控制，輸出相應(yīng)的信號給驅(qū)動芯片驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而控制整個小車的運(yùn)動。同 時它還是程序下載與燒錄不可少的端口，通過它讓你完全 ISP/IAP 編程，無需編程器。模擬電路的建立有效的濾除了多余的雜波，運(yùn)行更可靠 。 9110 被廣泛應(yīng)用于玩具汽車電機(jī)驅(qū)動、自動閥門電機(jī)驅(qū)動、電磁門鎖驅(qū)動等電路上。 電機(jī)驅(qū)動 原理 從單片機(jī)輸出的信號功率很弱，即 使在 沒 有其它外在負(fù)載時也無法帶動電機(jī)，所以在實(shí)際電路中我們加入了電機(jī)驅(qū)動芯片提高輸入電機(jī)信號的功率，從而能夠根據(jù)需要控制電機(jī)轉(zhuǎn)動 LG9110 是為控制和驅(qū)動電機(jī)設(shè)計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片 IC 之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。 PWM 調(diào)使加在直流電機(jī)兩端的速就是電壓為方波形式，通過改變方波的占空比實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 方案 2：直流電機(jī)：直流電機(jī)的控制方法比較簡單，只需給電機(jī)的兩根控制線加上適當(dāng)?shù)碾妷杭纯墒闺姍C(jī)轉(zhuǎn)動起來，電壓越高則電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降 ，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)。 電機(jī)控制 電路 電機(jī) 的選擇方案 方案 1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。 假設(shè)發(fā)光是在 P 區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。在正向電壓下，電子由 N 區(qū)注入 P 區(qū)，空穴由 P 區(qū)注入 N 區(qū)。因此它具有一般PN 結(jié)的 IN 特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。?dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 顯示電路 數(shù)碼管 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。但對于不同的物體反射特性是不一樣的，特別是對白色反光的物體，紅外光線的反射量將會多一點(diǎn)。當(dāng)紅外接收探頭接收到信號后，再將信號送到單片機(jī)由單片機(jī)內(nèi)部的程序來控制機(jī)器人的情況。我們知道光有反射的特性。當(dāng)有紅外光線反射時，機(jī)器人會根據(jù)內(nèi)部的智能程序來實(shí)現(xiàn)不同的功能 。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖 25（ b） 上電復(fù)位方式。 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 26 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。 STC89C52的存 儲器可分為五類：程序存儲器，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，特殊功能寄存器，位地址空間，外部數(shù)據(jù)存儲器。由于 51 單片機(jī)具有價格低廉是使用簡單的特點(diǎn)，這里選擇了 ATMEL 公司的 STC89C52 作為控制核心部件。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 此部分是整個小車運(yùn)行的核心部件，起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 : XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的 輸入和輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外 部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH編程期間 ，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng) P3口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P1口： P1口是一個內(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門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 STC89C52 芯片 共 40 引腳 : 1~8 腳 : 通用 I/O 接口 ~ 腳 : rst 復(fù)位鍵 10 .11 腳 :RXD 串口輸入 TXD 串口輸出 12~19:I/O p3接口 (12,13腳 INT0中斷 0 INT1中斷 1 14,15 : 計數(shù)脈沖 T0 T1 16,17: WR寫控制 RD讀控制輸出端 ) 18,19: 晶振諧振器 20 地線 21~28 p2 接口 高 8位地址總線 29: psen 片外 rom選通端 單片機(jī)對片外 rom操作時 29腳 (psen)輸出低電平 30:ALE/PROG 地址鎖存器 31:EA rom 取指令控制器 高電平片內(nèi)取 低電平片外取 32~39:~(注意此接口的順序與其他 I/O 接口不同 與引腳號的排 列順序相反 ) 40:電源 +5V GND：接地。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負(fù)端。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 STC89C52 管腳功能 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 26 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 22總控制電路圖 圖 23 STC89C52 各引腳 圖 圖 23 概述： STC89C52 P 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同 ，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 26 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 章 系統(tǒng)的硬件 及設(shè)計原理 圖 小車視圖 STC89C52單片機(jī) STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器（ FPEROMFla