【正文】 數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器﹑打印機(jī)﹑A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。另外，在小車離開建筑物時(shí)，可以通過安裝在小車底部的光電開關(guān)檢測(cè)黑色循跡線，使得小車沿線運(yùn)行。左右兩側(cè)電動(dòng)機(jī)控制采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是通過單片機(jī)輸出的PWM脈沖寬度方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。設(shè)矩形建筑物有兩個(gè)門A,B,門寬24cm，建筑物的墻壁是10cm高，2cm厚的矮墻，建筑物內(nèi)無引導(dǎo)軌跡。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。第二章系統(tǒng)功能描述及設(shè)計(jì)思路由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，智能車有兩種控制轉(zhuǎn)向的方式，一種是采用四輪雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，前面兩個(gè)輪子用于控制轉(zhuǎn)向，后面兩個(gè)控制速度；另一種是采用三輪雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，前面采用一個(gè)萬向輪，后面采用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別控制兩個(gè)輪子，利用兩個(gè)輪子速度不同來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。尤其是在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應(yīng)用到了超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)。 本設(shè)計(jì)就采用了比較先進(jìn)的80C51為控制核心，80C51采用CHOMS工藝，功耗很低。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更加靈活的方式。第四代單片機(jī)包括了Intel公司發(fā)展MCS51系列的新一代產(chǎn)品。STC89C51是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。本設(shè)計(jì)采用MCS51系列中的STC89C51單片機(jī)。根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線、避障傳感器等電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題?？梢娖溲芯恳饬x很大。(3) The adoption of the new display chip. Keywords 89C51 single chip puter, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car目 錄第一章 前 言 3第二章 系統(tǒng)功能描述及設(shè)計(jì)思路 4一 系統(tǒng)功能描述 4二 設(shè)計(jì)思路 5第三章 硬件設(shè)計(jì)電路 6一 80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 6二 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7三 主控器 9四 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制 10五 尋跡傳感器電路 11六 避障傳感器電路 11七 顯示電路 12八 PWM輸出控制電路 12九 聲光提示電路 13十 電源電路 14第四章 軟件設(shè)計(jì) 15一 軟件流程 15二 代碼分析 16第五章 小結(jié) 31致 謝 31參 考 文 獻(xiàn) 32附錄A 程序清單 33附錄B 硬件原理圖 4547第一章 前 言隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jì)方法及測(cè)試結(jié)果分析。本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)題目的要求為目的，采用STC89C51單片機(jī)為控制核心，利用避障傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。電動(dòng)智能小車畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘 要STC89C51單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。這里介紹的是如何用STC89C51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。 采用的技術(shù)主要有：（1） 通過編程來控制小車的速度；（2） 傳感器的有效應(yīng)用；（3） 新型顯示芯片的采用.關(guān)鍵詞 STC89C51單片機(jī)、光電檢測(cè)器、PWM調(diào)速、電動(dòng)小車Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract89C51 is a 8 bit single chip puter. Its easily using and multifunction suffer large users. This article introduces the CCUT graduation design with the 89C51 single chip puter. This design bines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 89C51 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:(1) Reduce the speed by program the engine；(2) Efficient application of the sensor。全國(guó)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(guó)各高校也都很重視該題目的研究。本設(shè)計(jì)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。設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)顯示時(shí)間，具有自動(dòng)尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。以STC89C51為控制核心，利用超聲波傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間，自動(dòng)尋跡和尋光功能。它是第四代單片機(jī)的代表。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點(diǎn)是向外部接口電路擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)Microputer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(jì)數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時(shí)器)﹑高速I/O口﹑計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。Philips公司還為這一代單片機(jī)STC89C51系列8ｘC592單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線CAN(Controller Area Network BUS).新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。該設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)。這里設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單智能小車采用的是第二種機(jī)械結(jié)構(gòu)。一 系統(tǒng)功能描述如圖11所示，設(shè)計(jì)制作一個(gè)智能小車，該小車能按照要求自行運(yùn)動(dòng)，按照虛線路徑通過一個(gè)建筑物中曲折的道路，并完成規(guī)劃的動(dòng)作。具體功能如下：.要求智能小車從A門進(jìn)入并開始自動(dòng)計(jì)時(shí)，從B門出來，在行進(jìn)過程中，能自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)穆窂?，避開墻壁，找到通路，三分鐘之內(nèi)到達(dá)B門； .到達(dá)B門，停5s，小車自動(dòng)計(jì)時(shí)并數(shù)字顯示AB段所用的時(shí)間，并聲光報(bào)警； .自B門外，循環(huán)形引導(dǎo)軌跡BC前進(jìn)（引導(dǎo)軌跡為2cm寬）；.到達(dá)C點(diǎn)后，小車停止前進(jìn)并停止計(jì)時(shí)，顯示BC段所用的時(shí)間； B C 圖11小車 A 二 設(shè)計(jì)思路在本次設(shè)計(jì)中，小車底盤選取的是三輪雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，通過后輪電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的不同實(shí)現(xiàn)對(duì)小車方向的控制。為了保證小車在建筑物內(nèi)行進(jìn)過程中不碰壁，因此選用一組光電開關(guān)實(shí)現(xiàn)障礙物的檢測(cè)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí)進(jìn)行及時(shí)避讓和調(diào)整。 第三章 硬件電路設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定時(shí)/記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。一 STC89C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)STC89C51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上[2]。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。1 微處理器該單片機(jī)中有一個(gè)8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。3 程序存儲(chǔ)器由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)。5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。可用來進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行I/O口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。8 特殊功能寄存器共有21個(gè)，用于對(duì)片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。由上可見，80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。1位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、過程控制方面非常有效；而8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長(zhǎng)處。二 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)STC89C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單﹑可靠。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。(2) 內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限。圖12 STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)鐘電路STC89C51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外部附加電路。內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本設(shè)計(jì)采用最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。所以本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇6MHZ,電容選擇65pF。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用NPO電容。復(fù)位引腳RST通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。時(shí)鐘頻率用6MHZ時(shí)C取22uF,R取1KΩ。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。圖13 STC89C51復(fù)位電路如圖14所示，智能電動(dòng)車的系統(tǒng)原理框圖主要包括主控器，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，避障紅外傳感器電路，尋線紅外傳感器電路，顯示電路，時(shí)鐘電路，報(bào)警電路和電源電路等部分構(gòu)成。AT89S51是一種低功耗，高性能CMOS 8位微控制器，三個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有8KB在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。 圖15 主控器外圍電路圖 四 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制L298是SGS公司（意法半導(dǎo)體公司）的一款H橋電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路如圖16所示。該型號(hào)的傳感器內(nèi)部由一個(gè)高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成，具有體積小，結(jié)構(gòu)緊猝，靈敏度高，工作性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，能夠滿足本次設(shè)計(jì)的要求。 尋跡傳感器電路如圖17所示，通過一個(gè)電壓比較器可以獲取每個(gè)傳感器的檢測(cè)狀態(tài)。如果檢測(cè)到黑線，LM324則輸出一個(gè)高電平。 圖17 尋跡傳感器電路六 避障傳感器電路 避障傳感器電路采用紅外光電開關(guān)E3FDS10C4進(jìn)行避障。傳感器內(nèi)部將集發(fā)射器和接收器于一體，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過時(shí)，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。 避障傳感器電路如圖18所以，同樣為了節(jié)省單片機(jī)的I/O接口，這里也通過74LS165將6個(gè)傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)為串行信號(hào)送入單片機(jī)中。LCD1602液晶也稱1602字符型液晶，是一種專門用來顯示字母，數(shù)字，符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字