【正文】 心驅動芯片的選擇又是一個關鍵，經(jīng)分析得知 L298N 全橋驅動芯片擁有很高的電壓、很強的電流等特點，而且它的響應頻率較高，一個專用 L298N 芯片是完全能同時操控兩臺電動機的運轉。所以本次設計我們利用軟件生成法來產(chǎn)生 PWM波形 。 圖 11 PWM 硬件調(diào)制法電路 硬件調(diào)制法在搭建模擬的動態(tài)電路時比較復雜，難以對其進行精 確的操控。而不同的正弦信號可以疊加生成各種復雜的信號，所以正弦波被我們選為調(diào)制信號。載波信號就是被調(diào)制信號，我們所需要的 PWM 信號波形可以通過調(diào)節(jié)它的一些參數(shù)（幅頻，相頻等）得到。 PWM 調(diào)速技術一般是通過硬件調(diào)制法（如圖 11）和軟件生成法來實現(xiàn)調(diào)速功能的。 PWM調(diào)速系統(tǒng)是通過微處理器來對模擬電路中的信號進行數(shù)字化后再輸出，以便達到有效控制電路的目的。 綜上比較，本次設計采 用 PWM 系統(tǒng)進行調(diào)速。 （ 3）動態(tài)抗擾能力好，快速響應能力強。 M C S 51V C CV C CR E S E TV S S22 ? F1 k ?M C S 51V C CV C CR E S E TV S S22 ? FR E S E TR1R2( a ) ( b )200 ? 12 （ 2）利用濾波作用便能成功驅動 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開關以產(chǎn)生直流電流。 然而比起前兩種調(diào)速系統(tǒng) PWM 調(diào)速系統(tǒng)就顯得非常適合本次設計。 如果采用方案 1進行串聯(lián)電阻調(diào)速，那么該調(diào)速系統(tǒng)除了要一臺勵磁發(fā)電機外，還需要兩臺及以上旋轉電機，而且此系統(tǒng)有如下缺點：機組的容量必須與調(diào)速電動機的容量差不多，設備繁多，體積較大，效率偏低，不便于維護，技術落后等，因此不采用方案 1. 雖然現(xiàn)代直流調(diào)速系統(tǒng)還是以 VM調(diào)速系統(tǒng)為主，但是晶閘管的單向導通性一直是它的致命性缺點，給系統(tǒng)的逆向運行造成了很大困難，而且對運行條件要就高，當系統(tǒng)低速運行時會產(chǎn)生較 大的諧波電流，對附近正在運行的設備產(chǎn)生負面效果。 方案 2： VM系統(tǒng)調(diào)速。而本次設計我們采用按鍵復位（如圖9）。復位電路通常分為兩種復位方式即上電自動復位（圖10（ a））和開關復位（如圖 10（ b））。 外部時鐘電路的原理是利用外接的振蕩器接入 XTAL1，對于單片機而言，單片機內(nèi)部時鐘信號接受的強弱取決于放大器。 內(nèi)部時鐘電路是通過兩個引腳兩端直接跨接陶瓷的諧振器或者晶體再利用芯片內(nèi)部的振蕩電路就能夠形成自激振蕩器，發(fā)出的脈 沖就能夠直接發(fā)送到時鐘內(nèi)部電路。 時鐘電路 在不同時期的不同計算機是有不同方式的時鐘電路接法的， STC89C52 單片機的時鐘電路有兩種連接方法（見圖 7）。 （ 2）內(nèi)部存儲器的容量有限。由于最小應用系統(tǒng)受到集成度 的限制，故只能控制一些小型單元。 最小應用系統(tǒng)設計 AT89C51 是一款片內(nèi)存在 RAM 型單片機，構成該集成芯片的最小系統(tǒng)結構簡單、可靠。 對中斷請求進行分析處理， AT89C51 的中斷系統(tǒng)可以滿足一般控制應用的需要。 并且功能是可以改變的，只需要對工作方式，定時時間，量程，啟動方式等的指令改變，只有把指令寫進定時 /計數(shù)器的特殊功能寄存器后，才可以實現(xiàn)不同的作用 。 8051 單片機是擁有 4個 I/O 口， 4個 I/0 端口在特性和結構上大部分是相同的，但是又各不相同，其中 P0口算得上是一個真正的雙向口，它有 3 中工作狀態(tài)。但是一旦出現(xiàn)斷電等情況，這些數(shù)據(jù)就會消失，所以 9 必須在使用的時候重新將這些數(shù)據(jù)寫入 。 （內(nèi)部 ROM） AT89C51 單片機里的 ROM 是只讀存儲器，可以將數(shù)據(jù)永久的保存在單片機里面，所以系統(tǒng)擁有極高的可靠性 。 CPU 其實就是一塊超大規(guī)模的集成電路，擁有很強的運算和控制功能，能嚴格的執(zhí)行指令，按照指令去完 成各項操作 。 表 1 P3口各位的第 二功能 結構特點 8951 單片機作為使用最廣泛的單片機是我們首選的單片機，雖然 8951 型號的單片機已經(jīng)不是現(xiàn)在處于先進位置的單片機，但是從穩(wěn)定性和經(jīng)濟性上來說，我們的首選單片機就是 8951 單片機。 P3 ： P3 口作為特殊功能寄存器，是一個多功能的準雙向 8 位并行口，每位除了可以作普通的 I/0 口使用之外，也有著第二輸出功能。 P1 ：該引腳一般都是當作輸入輸出端使用，且內(nèi)部自帶有上拉電阻。 EA ：內(nèi)外程序存儲器選擇端，由于現(xiàn)在都采用片內(nèi)存程序儲器，所以此引腳接到 Vcc 端就行了。該引腳有兩種功能，即對片外存儲器進行訪問時， ALE 將低位字節(jié)地址所存起來；在固化片內(nèi)存儲器的程序時，該引腳的作用是編程脈沖的輸入，只有低電平時才有效。 復位就是將單片機內(nèi)部的各個寄存器的值重新回到初始狀態(tài)的操作，如果 要復位，那么該引腳就應輸入 2個機器周期的高電平。接上電容和晶振就構成了內(nèi)部振蕩方式，外部振蕩方式就是在 XTAL2上加上一個外部時鐘信號。 （ 2）時鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 片內(nèi)振蕩放大器的輸入端是 XTAL1 端口，輸出端是 XTAL2 端口。圖 4為單片機引腳圖。該芯片上包括CPU、存儲器、 4個具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ艿妮斎胼敵隹?、可編程定時器 /計數(shù)器、串行通口等，通過內(nèi)部總線把各個部分連在一起。所以本次畢設的控制核心單片機選用 AT89C51。我們在選取單片機的時候要全方面考慮以下幾個問題： （ 1）單片機最基本的性能參數(shù)； （ 2）某些特定的增強功能； （ 3）存儲介質(zhì)； （ 4）對工作溫度范圍的要求； （ 5）銷售渠道以及價格； （ 6）芯片資料是否完整； （ 7）抗干擾能力 怎樣。 顯示電路 紅外 循跡 模塊 蜂鳴器 89C51 單片機最小系統(tǒng) 電機驅動模塊 超聲波模塊 外部電源 5 圖 3 系統(tǒng)原理圖 6 第三章 系統(tǒng)硬件設計 單片機硬件結構 單片機的選擇 衡量一個設計能否完成設計任務的關鍵就在于是否能正確得選擇系統(tǒng)的核心部件，然而在本次設計中系統(tǒng)的控制核心就是單片機，所以我們能否正確的選取單片機就顯得十分關鍵。在小車前進的過程中，使用 PWM 調(diào)速技術，來使系統(tǒng)的整體動靜態(tài)性能有所提高。 圖 1 橋式驅動電路 圖 2 小車系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)原理圖 采用 AT89C51 單 片機對簡易的電動智能小車進行智能控制。 小車部分主要由外部電源、電動機驅動模塊、超聲波模塊、 89C51 單片機最小系統(tǒng)、顯示電路、紅外躲避障礙模塊以及蜂鳴器報警系統(tǒng)組成。 系 統(tǒng)框圖 本次畢設選取 89C51 單片機對電動智能小車進行智能化的操作，在小車駛過預先設定好的黑線開始點時，通過單片機控制小車上的光電傳感器和超聲波傳感器來實現(xiàn)其循跡、測距避障功能。 因為在小車的實際設計過程中，我們要對小車的各個模塊提供不同的電壓值，因此選用方案 2。 方案 2：小車直流電動機的動力元件采用 NL298 專用芯片。 小車驅動系統(tǒng) 方案 1： 采用我們自己搭建的三極管電路作為電動智能小車的直流電機驅動模塊。 經(jīng)過詳細的比較，我們最終選用方案 2作為小車的主控系統(tǒng)。 方案 2：小車的主控系統(tǒng)用 AT89C51 單片機。 主控 系統(tǒng) 方案 1：運用各種各樣的數(shù)字型模擬電路來完成智能小車的控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)小車的智能循跡、避障、以及它的智能調(diào)速和聲光報警等功能。 此次畢設過程中我們重點探討的難題是：選取合適的傳感器，硬件電路的構思和分析以及系統(tǒng)程序的匯編和調(diào)試。AT89C51 是一款 8 位單片機，它為許多嵌入式控制體系提供了靈活性，并且受到了廣大使用者的一致好評。這種設計能實時精確的控制電動智能小車的運行狀態(tài)，而且操作靈活，精確度高，在較大程度上符合了系統(tǒng)的各項設計指標。由此可見，對該課題的研究意義是多么的重大，我們這次畢業(yè)設計就是在這樣的背景下提出來的，這是一個結合科研項目而確定的設計類課題。 2 第一章 緒論 課題研究的背景和意義 隨著世界各國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們越來越關注對汽車的研究。人類的一些繁重勞動逐漸被工業(yè)機器人所代替，從而大幅度的提高了生產(chǎn)效率，另一方面也減輕了人類的勞動強度。廣泛應用于軍事和科研，為保障道路及交通的安全提供了新途徑。s society, new trends and main trends of electronic products in the electronics industry are intelligent. Intelligent gradually into our lives, in our lives adds a lot of fun, it also brings a lot of convenience, more and more people of all ages. And now widely used in environmental monitoring, scientific investigation, smart home and other aspects of intelligent electronic products is not required that the administration, that is, before they run automatically according to set a good model in an environment. The plete set is an 89C51 microcontroller to do the electric smart car model based on good indication of this. Mainly related to the carriage of PWM control,