【正文】 分別放置在電動車車頭的左、右兩個方向，用來控制電動車的行走方向，當左側(cè)光電管受到光照時，單片機控制轉(zhuǎn)向電機向左轉(zhuǎn)；當右側(cè)光電管受到光照時，單片機控制轉(zhuǎn)向電機向右轉(zhuǎn)；當左、右兩沈陽工業(yè)大學工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 側(cè)光電管都受到光照時，單片機控制直行。 行車起始、終點及光線檢測 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，利用超聲波傳感器檢測障礙。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)流二極管組成的橋式電路。根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計中受控電機的容量和直流電機調(diào)速的發(fā)展方向，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 變換器進行調(diào)速。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡稱 PWM 變換器。 （ 2）同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強。 沈陽工業(yè)大學工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 與 VM 系統(tǒng)相比， PWM 調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點： （ 1）由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達 1： 10000 左右。脈沖寬度調(diào)制（ Pulse Width Modulation），簡稱 PWM。 采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。它的另一個缺點是運行條件要求高，維護運行麻煩。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類 型，可實現(xiàn)平滑調(diào)速。且技術(shù)落后，因此擱置不用。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。 方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。 方案二：靜止可控整流器。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。所以本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強。該設(shè)計具有實際意義，可以應(yīng)用于考古、機器人、醫(yī)療器械等許多方面。新一代單片機為外部提供了相當完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。 第三代單片機包括了 Intel 公司發(fā)展 MCS51 系列的新一代產(chǎn)品，如 8ｘ C152﹑ 80C51FA/FB﹑ 80C51GA/GB﹑ 8ｘ C451﹑ 8ｘ C452,還包括了 Philips﹑ Siemens﹑ ADM﹑ Fujutsu﹑ OKI﹑ HarriaMetra﹑ ATMEL 等公司以 80C51 為核心推出的大量各具特色﹑與 80C51 兼容的單片機。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。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。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、準確定位停車。本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，指導教師已經(jīng)有充分的準備。 (3)The adoption of the new display chip. Keywords ： 80C51 single chip puter； light electricity detector； PWM speed adjusting； Electricity motive small car III 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................. I ABSTRACT ..................................................................................................................II 第 1 章 緒 論 ............................................................................................................... 1 第 2 章 方案設(shè)計與論證 ............................................................................................. 2 直流調(diào)速系統(tǒng) .................................................................................................... 2 檢測系統(tǒng) ............................................................................................................ 3 行車起始、終點及光線檢測 ...................................................................... 3 行車距離檢測 .............................................................................................. 8 顯示電路 ............................................................................................................ 9 系統(tǒng)原理圖 ........................................................................................................ 9 第 3 章 硬件設(shè)計 ....................................................................................................... 11 80C51 單片機硬件結(jié)構(gòu) .................................................................................... 11 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 .......................................................................................... 12 時鐘電路 .................................................................................................... 13 復位電路 .................................................................................................... 13 前向通道設(shè)計 .................................................................................................. 14 前向通道的含義 ........................................................................................ 14 前向通道的設(shè)計 ........................................................................................ 15 后向通道設(shè)計 .................................................................................................. 17 脈寬調(diào)制原理 ............................................................................................ 19 邏輯延時環(huán)節(jié) ............................................................................................ 19 電源的設(shè)計 ................................................................................................ 20 顯示電路設(shè)計 .................................................................................................. 20 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計說明 ....................................................................................... 23 主程序設(shè)計 ....................................................................................................... 23 顯示子程序設(shè)計 ............................................................................................... 27 避障子程序設(shè)計 ............................................................................................... 28 軟件抗干擾技術(shù) .............................................................................................. 29 數(shù)字濾波技術(shù) ............................................................................................ 29 開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù) ........................................................................ 30 指令冗余技術(shù) ............................................................................................ 31 軟件陷阱技術(shù) ............................................................................................ 31 “看門狗 ”技術(shù) .................................................................................................... 32 可編程邏輯器件 ............................................................................................... 33 第 5 章 結(jié) 論 ............................................................................................................. 35 參 考 文 獻 ............................................................................................................... 36 IV 致 謝 ........................................................................................................................... 37 附錄 A 程序清單 ......................................................