【正文】 er 完善的控制功能 為己任，將一些外部接口功能單元如 A/D﹑ PWM﹑ PCA(可編程計數(shù)器陣列 )﹑ WDT(監(jiān)視定時器 )﹑高速 I/O 口﹑計數(shù)器的捕獲 /比較邏輯等。 本次設(shè)計采用的是 MCS51 系列的 80C51 單片機 以 80C51 為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。設(shè)計的智能電動小車應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。 關(guān)鍵詞 ： 80C51 單片機、光電檢測器、 PWM調(diào)速、電動小車 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） II Design and create an intelligence electricity motive small car Abstract 80C51 is a 8 bit single chip puter. Its easily using and multifunction suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip puter. This design bines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze. The adoption of technique as: Keywords： 80C51 single chip puter, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 前 言 ................................................................................................ 1 第 1 章 系統(tǒng)整體設(shè)計 ....................................................................... 3 直流調(diào)速系統(tǒng) ....................................................................... 3 檢測系統(tǒng) ............................................................................... 3 顯示電路 ............................................................................... 9 系統(tǒng)原理圖 ........................................................................... 9 第 2 章 硬件設(shè)計 ............................................................................. 10 80C51 單片機硬件結(jié)構(gòu) ..................................................... 10 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 .............................................................. 11 前向通道設(shè)計 ...................................................................... 12 后向通道設(shè)計 ...................................................................... 14 顯示電路設(shè)計 ...................................................................... 17 第 3 章軟件設(shè)計 ............................................................................... 20 主程序設(shè)計 .......................................................................... 20 顯示子程序設(shè)計 .................................................................. 23 避障子程序設(shè)計 .................................................................. 24 軟件抗干擾技術(shù) .................................................................. 25 “看門狗”技術(shù) ................................................................... 26 可編程邏輯器件 .................................................................. 28 第 4 章測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析 ................................................... 30 測試方法及儀器 .................................................................. 28 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析 .................................................. 28 附錄 A 程序清單 ............................................................................. 33 附錄 B 硬件原理圖 .......................................................................... 41 外文資料翻譯 .................................................................................. 42 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 我設(shè)計的題目是電動智能小車，隨著 社會的發(fā)展汽車行業(yè)越來越與人們的日常生活密切相關(guān)，全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。 整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。設(shè)計 采用左右獨立的傳動模式行駛， 利用超聲波傳感器 ， 檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障 ； 采用 PWM 技術(shù)實現(xiàn)電動機的 快慢 調(diào)速 行駛以及自動停車；并由測速與顯示模塊 自動記錄時間 、里程和速度 ；并可通過 光電、紅外 、 傳感器 實現(xiàn) 自動尋跡和尋光功能。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 電動智能小車 摘 要 80C51單片機是一款八位單片機，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。本系統(tǒng)采用 80C51 單片機為控制核心， 主要完成了超聲波檢測避障模塊，反射式紅外光電檢測黑白跑道模塊，里程檢測模塊， LED 顯示模塊，電機驅(qū)動等模塊的設(shè)計。 最后， 通過 匯編語言編程控制 51單片機系統(tǒng)來決策智能車的行駛狀態(tài)。實驗測試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法及測試結(jié)果分析。可見其研究意義很大。本題目是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。 根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的 實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進(jìn)行處理，然后由單片機根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。 80C51 是一款八位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評， 它是第三代單片機的代表。這一代單片機中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機配置了芯片間的串行總線，為單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計提供了更加靈活的方式。 本設(shè)計采用了新芯片 EM78P458 作為顯示驅(qū)動器 ，用兩片 4 位八段數(shù)碼管 gem4561ae 作為顯示 器，并具有雙重功能，在小車行駛時其中一片顯示年月，另一片 顯示時﹑ 分。 最后的整體電路圖用畫圖軟件 Protel 99 SE 來畫，我在此設(shè)計中對此軟件有了更多的了解，對此軟件的應(yīng)用也更加熟練，整個電路圖都是我一人完成，我感覺這個畫圖軟件真的是很有用我很有必要熟練掌握此軟件的應(yīng)用，會對以后的工作學(xué)習(xí)有很大幫助的。 方案二：靜止可控整流器。 方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。改變勵磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動機的轉(zhuǎn)向都隨著改變，所以 GM系統(tǒng)的可逆運行是很容易實現(xiàn)的。 VM系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。 VM系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運行時，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時，電源電壓加到電動機上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時，直流電源與電動機斷開，電動機經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速。由于電流波形比 VM 系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機的損耗和發(fā)熱都比較小。 （ 3）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用制式變換 簡稱 PWM變換器 器 脈寬調(diào) 。為順利實現(xiàn)電動小汽車的前行與倒車，本設(shè)計采用了可逆 PWM變換器。我們在設(shè)計中采用了常用的雙極式 H型變換器，它是由 4個三極電力晶體管和 4個續(xù)流二極管組成的。 及光線檢 行車起始、終點測： 本系統(tǒng)采用反射式紅外線光電傳感器用于檢測路面的起始、終點（ 2cm 寬的黑線），玩具車底盤上沿黑線放置一套，以適應(yīng)起始的記數(shù)開始和終點的停車的需要。光線跟蹤，采用光敏三極管接收燈泡發(fā)出的光線，當(dāng)感受到光線照射時，其 ce間的阻值下 降，檢測電路輸出高電平，經(jīng) LM393 電壓比較器和 74LS14施密特觸發(fā)器整形后送單片機控制。見圖 11 電動車的方向檢測電路。該電路包括一個紅外發(fā)光二極管、一個紅外光敏三極管及其上拉電阻。 此套紅外光電傳感器固定在底盤前沿，貼近地面。前進(jìn)時，驅(qū)動輪直流電機正轉(zhuǎn) ,進(jìn)入減速區(qū)時 ,由單片機控制進(jìn)行 PWM 變頻調(diào)速 ,通過軟件改變脈沖調(diào)寬波形的占空比 ,實現(xiàn)調(diào)速 。前行與倒車控制電路的核心是橋式電路和繼電器。 圖 11 電動車的方向檢測電路 電橋一端接電源，另一端接了一個三極管。系統(tǒng)通過電橋的輸出端為轉(zhuǎn)向電機供電。如圖 12 前行與倒車控制電路所示。 當(dāng)原動機托著電樞以一定的速度在磁場中逆時針旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，線圈邊 ab 和 cd 切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向用右手定則確定。從整個線圈來看，電動勢的方向為 d→ c→ b→ a。所以線圈的感應(yīng)電動勢是交變的。,則 e=BLVsinamp。 那么如何在電刷上得到直流電動勢呢？這就要靠換向器的作用了。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過 180176。同理可分析出電刷 B的極性為負(fù)。而電刷 B總是與旋轉(zhuǎn)到 S極下的導(dǎo)體接觸，所以電刷 B總是負(fù)極性，故在電刷 A﹑ B之間 正弦上半波形的直流電動勢。若磁場 B與導(dǎo)體互相垂直，且導(dǎo)體中通以電流 i，則作用于載流導(dǎo)體上電磁力 f 為 ： f=Bli 直流電動機的工作原理模型。根據(jù)電磁力定律，線圈邊 ab 與 cd在磁場中分別受到 電磁力的作用，其方向