【正文】 ————————— 帶小數(shù)點數(shù)碼顯示 ——————————————————— */ //函數(shù)功能： 將需要顯示的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) //函數(shù)入口參數(shù)：字符型 x，儲存顯示數(shù)據(jù) // 字符型 y，儲存要顯示的位置 //函數(shù)返回值： 無 void shumadian(uchar x,uchar y) { P0=wema[8]。 P0=wema[y]。 } /*———————————————— 數(shù)碼顯示 ——————————————————— */ //函數(shù)功能： 將需要顯示的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上 //函數(shù)入口參數(shù)：字符型 x，儲存顯示數(shù)據(jù) // 字符型 y，儲存要顯示的位置 //函數(shù)返回值： 無 void shuma(uchar x,uchar y) { P0=wema[8]。 bai=(x%1000)/100。 //進入電機控制函數(shù) } } /*———————————————— 顯示分位 ——————————————————— */ //函數(shù)功能： 把需要在數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)分位， // 即把數(shù)據(jù)的個、十、百、千位分別分 // 離出來 //函數(shù)入口參數(shù)：整形 x，儲存需要分位的數(shù)據(jù) //函數(shù)返回值： 無 void fenwei(uint x) { ge=x%10。 //定時器 0 低八位裝初值 TR0=1。 //設(shè)置定時器 0 為方式 1 TH0=(65536500)/256。 //打開外部中斷 1 IT1=1。 //打開外部中斷 1 IT0=1。 //打開總中斷 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) ET0=1。 //聲明一個延時函數(shù) void delay10s()。 //聲明一個顯示路程的函數(shù) void djkz()。 //聲明另一個數(shù)碼顯示函數(shù)用來顯示帶小數(shù)點的數(shù)據(jù) void miaoxianshi(uint)。 //聲明一個分位函數(shù)用來把要顯示的數(shù)分位 void shuma(uchar,uchar) 。 //定義幾個整形變量 long int qs。 //位編碼 uchar num,ge,shi,bai,qian。 //段編碼 uchar code dianduma[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}。 //P1_1 設(shè)置為電機控制 二 sbit hdjc=P3^2。 開始 產(chǎn)生 5ms 中斷 控制一秒定時， i++ 共轉(zhuǎn)的圈數(shù) q 路程 =周長 *圈數(shù) q 定時中斷 0 一秒定時是否到 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) 元器件及 程序如下： 基本元器件列表 一個 STC89C52 單片機 2 個四位共陽數(shù)碼管 一個 L298N 芯片 一個 LM358 一個霍爾元件 和小磁鋼片 光點接收管一對 晶振（ 12M）及 30pf 電容 開關(guān) 電阻 10k 100 歐姆 1k 20k 可調(diào) 附錄程序： include //包含頭文件 define uint unsigned int //宏常量定義 define uchar unsigned char //宏常量定義 sbit dianji1=P1^0。在調(diào)整的過程中 我們發(fā)現(xiàn)了許多問題，如響應(yīng)中斷的次數(shù)的調(diào)整等。在組裝前對每一個單元電路進行測試，以保證外部硬件電路的無誤，有利于最后的統(tǒng)調(diào)。路程檢測用槽型光耦，放在小車的從動輪上。 開始 黑帶數(shù) heidai++ 退出 EA=0，剎車 =1,=1 heidai==5 Y Y heidai==9 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) （ 4） 定時器中斷 1 主要用來產(chǎn)生不同的占空比的 波型進行高低速控制，每次執(zhí)行時，定時器1 要賦初值 （ 5） 主程序 主程序主要用來控制兩個四聯(lián)數(shù)碼管的顯示，通過循環(huán)語句不斷的調(diào)用顯示程序，使兩個四聯(lián)數(shù)碼管按位不斷循環(huán)亮點，當小車行駛時動態(tài)顯示時間和路程，小車停止時顯示小車行駛過程中的時間和路程。 外部中斷 INT0 開始 車輪每轉(zhuǎn)一圈 霍爾元件產(chǎn)生一個脈沖 圈數(shù) quanshu++ 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) （ 3） 定時器中斷 0 使用定時器 T0 產(chǎn)生 5ms 定時中斷，每次執(zhí)行該中斷前要先給定時器 0 賦初值，定時器中斷每執(zhí)行一次，變量加 1。 該系統(tǒng)采用上電復(fù)位加上手動復(fù)位聯(lián)合復(fù)位系統(tǒng)進行初始化，單片機通過 ， 輸出脈沖控制電機正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)以及剎車，當 ， 分別 輸出 01是電動機正轉(zhuǎn)，輸出 10 時電動機反轉(zhuǎn)，輸出 00 時電動機兩邊短路，小車立即剎車。 單片機控制電路主要由一片 STC89C52 組成，通過 P3口控制小車正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，剎車，加速減速，通過兩個四聯(lián)數(shù)碼管控制顯示時間和里程以及小車行駛的時間。為使單片機工作穩(wěn) 定，避免電動機開關(guān)機和其轉(zhuǎn)動時對其電源的影響 ，在此用兩個電池組和穩(wěn)壓塊 7805 分別為 89C52 和電動機驅(qū)動顯示部分分別進行供電。在試驗中控制電壓為單片機輸出的高低電 平直接控制。通過 P0 口進行兩個 數(shù)碼管的位選， P2 口進行段碼輸出，其中一個數(shù)碼管顯示行駛時間，另外一個數(shù)碼管顯示行駛路程。 如圖所示： 控制中心 STC89C52 光電檢測 霍爾檢測 小車正反轉(zhuǎn) 行駛時間顯示 行駛里程顯示 開 始 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) 2. STC89C52 單片機基本系統(tǒng) 此系統(tǒng)以 89C52 為核心，每檢測到一個黑帶由光電檢測部分產(chǎn)生一個的脈沖，使單片機產(chǎn)生一個外部中斷 1，定義檢測黑帶數(shù)的變量加 1，同時車輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾元件輸出一個脈沖，是安單片機產(chǎn)生一個外部中斷 0，定義圈數(shù)的變量加 L298來控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)及剎車。為了加強可靠性采用槽型光耦檢測輪子轉(zhuǎn)動的行程。用單片機進行控制。此方案電路成熟、工作穩(wěn)定、容易實現(xiàn)控制。 方案二 ：用單片機控制 用光電檢測不同的信號，并經(jīng)單片機對其處理，傳送給 L298 信號，使其控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，配合 PWM 程序控制，來實現(xiàn)加速減速和剎車。時間和行程用加法器進行計數(shù)。 基于上述理論分析，擬選擇方案二。 3. 電源選擇 方案一： 所有器件采用電源供電，這樣供電 電路比較簡單；但是由于電動機啟動瞬時電流很大，會造成電壓不穩(wěn)，干擾嚴重，缺點十分明顯。由于采用紅外管代替普通可見光管，可以降單片機 黑帶檢測 路程和時間顯示 LED 顯示路程，時間 L298N 電機驅(qū)動模塊 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) 低環(huán)境干擾。這種方案的缺點在于其他環(huán)境光源會對光敏二極管的工作產(chǎn)生很大的干擾，一旦外 界光 亮條件改變，很可能造成誤判和漏判；雖然產(chǎn)生超高亮發(fā)光二極管可以降低一定的干擾，但這又將增加額外的功率損 耗。 黑帶檢測的原 理是：紅外光線照射到路面并反射，由于黑帶和白紙的系數(shù)不同，可根據(jù)接的紅外線的 強弱判斷是否到達黑帶。加上單片機的程序 PWM，實現(xiàn)整車的加速與減速，精確小車的速度。用單片機控制達林頓管使之工作在占空比可調(diào)的狀態(tài)，精確調(diào)整電機轉(zhuǎn)速 。方案的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢，機械結(jié)構(gòu)易損壞，壽命較短，可靠性不高。更主要的問題在于一般電動機的電阻較小，但電流很大；分壓不僅會降低效率，而且很難實現(xiàn)?；?ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) 基本原理： 方案一 ：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機的分壓，從而達到調(diào)速的目的。但是電阻絡(luò)只能實現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價格昂貴。 方案二 ：采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制，通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整。 方案三：采用達林頓管 TIP4 組成的 PWM 電路。 方案四 ： 采用 L298N 來控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)小車的前進和后退。 基于上述理論分析，擬選擇方案四 。 方案一： 可見光發(fā)光二極管與光敏二極管組成的發(fā)射 — 接收電路。 方案二 :反射式的紅外發(fā)射 — 接收器。 基于上述理論分析，擬選擇方案二。 方案二 ：雙電源供電，將電動機驅(qū)動電源與單片機以及周邊電路電源完全隔離，這樣做雖然不如單電源方便靈活，但可以將電動機驅(qū)動所造成的干擾徹底消除 ，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 4. 控制單元模塊 方案一 ：采用純數(shù)字電路 該方案外部檢測采用光電轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)控制部分采用數(shù)字電路譯碼對小車電動機兩端電壓調(diào)整，來控制小車的運行。此系統(tǒng)的設(shè)計將會使電路過于復(fù)雜，調(diào)試時需要 改變硬件電路，機動性差。通過單片機內(nèi)部定數(shù)器 /計數(shù)器進行定時、計數(shù)，在用單片機串行輸 入 /輸出口進行顯示控制。 為能更好的實現(xiàn)題目的各種設(shè)計要求，所以我們選用第二種方案。其工作框圖如下： 二 電路設(shè)計 1. 光電檢測部分： 我們采用反射式光電檢測電路對跑道上的黑線進行檢測，并用兩個遮光套管套住發(fā)光管和接收管以一定的角度緊貼 跑道，這樣可以消除外界光線的干擾。用 LM358 電壓比較器輸出高低電平檢測信號。當 輸出低電平， 輸出高電平時，電機正轉(zhuǎn)，相反則電機反轉(zhuǎn)，當 和 都是低電平時，使電動機被短路，提高了剎車效率，基本杜絕了由于制動慣性造成的小車的前沖現(xiàn)象。 如圖所示： 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) 3. L298N 電動機驅(qū)動模塊部分 該電路采用電動機驅(qū)動芯片 L298 來控制電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，加以第二路電機電 源保證了電動機啟動時有足夠的電流。 具體電路圖連接如下： 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) 4. 電源部分 由于電動機工作電流大，需要選用內(nèi)阻小，供電電流強，質(zhì)量輕，可反復(fù)使用的經(jīng)濟型電池，我們選用鎳鉻可充電電池組。保證小車工作和顯示的穩(wěn)定性。其中 P0口進行位選， P2 口進行顯示段碼輸出。 流程圖如下： （ 1） 外部中斷 0 車輪美轉(zhuǎn)一次，霍爾元件產(chǎn)生一個脈沖 ，通過下降沿觸發(fā)外部中斷 0，并且在每進行一次外部中斷記錄圈數(shù)的變量加 1. 基于 ST89C52 單片機的自動往返小車 (含程序 ) （ 2） 外中斷 1 光電檢測每檢測到一條黑帶就產(chǎn)生一個脈沖輸入 口，通過下降沿的方式觸發(fā)外中斷 1，每中斷一次記錄黑帶的變量加 1，當檢測到第五條黑帶時， =1， =1，小車的電動機由于短路剎車，當檢測到第九條黑帶時，小車再次剎車 同時關(guān)掉所有中斷 。當 i=200 時，即每當計時 1 秒時，時間變量 t 加 1，速度等于一秒轉(zhuǎn)的圈數(shù)和小車車輪的周長相乘。 自動小車為玩具遙控小汽車的改裝品，在改裝的過程中最重要的是考慮設(shè)計光電檢測管的位置，檢測黑帶的光電管放在車體的中央，用遮光管將其以一定反射角度壓到跑道上。輪子的周長約為 厘米，在輪子上用了一個霍 爾元件，每轉(zhuǎn)一圈一個脈沖。調(diào)整是以點到線，最后到整體調(diào)試的方法。并且為了小車碰到墻壁不至于停車，我們在小車的四角上都加上了導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪用隨身聽的壓帶輪制作即可。 //P1_0 設(shè)置為電機控制一 sbit dianji2=P1^1。 //P3_2 設(shè)置為黑帶檢測位 uchar code duma[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff}。 //帶小數(shù)點段編碼 uchar code wema[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x00,0xff}。 //定義幾個字符型變量 uint miao,lc,heidai=0。 //定義一個長整形變量用來記錄小車所轉(zhuǎn)的圈數(shù) void fenwei(uint)。 //聲明一個數(shù)碼上顯示函數(shù)用來在數(shù)碼管上顯示數(shù)據(jù) void shumadian(uchar,uchar)。 //聲明一個顯示時間的函數(shù) v