單片機(jī)無線遙控小車畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、金阪科枚學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)丈丿題 q:基于單片機(jī)的無線遙控小車控制糸統(tǒng)諫計(jì)學(xué)生XXXX 指導(dǎo)教師 XXXX二級(jí)學(xué)feXXXX 專 業(yè)自動(dòng)化班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 1XXX1提交可期 2014年5月11目 答辯目期 2014年5月17目a錄摘要inAbstractIV第一章緒論11.1 tt11.2單片機(jī)背景知識(shí)11.3研究的圭要彖2第二章 糸統(tǒng)主要模塊介紹32.1糸統(tǒng)總體彳殳計(jì)32.2主控模塊及其原理分析32.2單片機(jī)介紹42.2.2晶振電路62.2.3復(fù)住電路82.3無線遙控92.3無線遙控簡(jiǎn)介92.3.2紅外線遙控的工作原理102.4傳感器電路彳殳計(jì)132.4傳感彖的選擇132.4.2傳感薜原理152.

2、4.3尋跡小車的尋跡原理172.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊172.5.1 如何轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)172.5.2 電機(jī)區(qū)動(dòng)模塊192.6電源管理模塊21第三章糸統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)23*1循跡澆程團(tuán)233.2小車掘制算法243.2方案選擇243.2.1最少拍控制算法介紹253.3開發(fā)環(huán)境273.3.1 keil C51 介紹273.3.2用keil軟件編寫軟件273.3.3燒錄軟件353.3.4 程序中的I/O o分配36第四章焊接與調(diào)試38第五章結(jié)論41參考文秋42附錄一（程序丿43附錄二（賣物圖丿63敷64Word文檔基于單片機(jī)的無線遙控小車控制糸統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為控制核心的智能小車糸統(tǒng)。AT

3、89C51單片機(jī)是一 畝入佞的單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了/丸使用者的好評(píng)，因此普及率很壽，各 種軼硬件的資料也很齊全。用這個(gè)單片機(jī)控制電機(jī)很方便，只要加上一片L9110電機(jī)驅(qū)動(dòng) 芯片，然后控制的程序偏寫正確就可以了。而檢測(cè)棋塊采用了 AT89S51與紅外發(fā)射接收探 頭傳感器和結(jié)合的方法，利用不同顏色反射回來的紅外線多護(hù)的不同來控制小車前進(jìn)的方 向，發(fā)射採頭傳威器根據(jù)跑道顏色的不同檢測(cè)到不同的信號(hào)，經(jīng)過單片機(jī)處理就可以輸岀 控制電機(jī)的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)循跡。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；紅外接收發(fā)射採頭；循總；智能小車Design of wireless remote control car sy

4、stem based on singlechip microcomputerAbstractThis graduation design is the smart car control system based on AT89C51 single chip microcomputer. AT89C51 microprocessor is a eight bit microcontroller, its ease of use and multi-function suffer large users, so the popularity rate is very high, a variet

5、y of hardware and software of the data is also very complete. The microcomputer control of motor is very convenient, just add a L9110 stepper motor driver chips, and then control the program correctly on it. The detection module uses the method of AT89S51 and infrared emissio n receiving probe senso

6、r combination, use different color in fra red reflectio n of how much different to control the car direction, transmitting probe sensor to different signals according to different detecting runway color, you can control the electric car with automatic tracking.Key words: Single-chip； Infrared detect

7、or receiving launch； Tracing； Smart cars第一章緒論1.1 lit汽車尹業(yè)的大力發(fā)展，使關(guān)于九車的研丸也就越來越多。全國(guó)電子大瘵和省電子 大躱幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國(guó)各需校&很重視該題目的研兜?？梢?其研宛盤義很大。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的。本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定 的設(shè)計(jì)類課題。設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車具有勺動(dòng)尋跡、避障功能，可程控行駛速度、；隹 確定住停車。根據(jù)題目的要求，確定如下方親：蠱玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線、 紅外統(tǒng)傳威器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車住置和運(yùn)行狀況的實(shí)肘測(cè)量，單片機(jī)對(duì)接收到的的救據(jù) 進(jìn)行處理，然后再輸岀控制信號(hào)賣現(xiàn)對(duì)

8、電動(dòng)車的智能技制。這種方親能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)肘控制，技制靈活、可靠，精度需， 可滿足對(duì)糸統(tǒng)的各項(xiàng)要求。本設(shè)計(jì)采用MCS-51糸列中的80C51單片機(jī)。以80C51 為控制核心，利用起聲波傳感器檢測(cè)道.路上的障時(shí)，技制電動(dòng)小九車的勺動(dòng)避障，快 慢速行肢，以及勺動(dòng)停車，并可以勺動(dòng)訶錄肘間、里程和速度，勺動(dòng)尋跡和尋光功能。 80C51是一畝入住單片機(jī)，它的易用性和多功能性受列了/大使用者的好評(píng)。它是笫 三代單片機(jī)的代表。1.2單片機(jī)背景知識(shí)單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的狠入式微控制器，單片機(jī)常用英丈單詞的字母 縮寫MCU （Microcontroller Unit）來表示單片機(jī)。單片

9、機(jī)不是賣現(xiàn)芷一個(gè)邏輯功能，的芯 片，而是把一個(gè)免整的計(jì)算機(jī)糸統(tǒng)經(jīng)過技術(shù)加工集成列一個(gè)芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器、技 制麥.存儲(chǔ)賽.1/O接d等構(gòu)成，其賣就是一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)糸統(tǒng)（一般稱為最小糸統(tǒng)兒 跟計(jì)算機(jī)（指的是臺(tái)式機(jī)或者筆訶本亀腦丿和比，單片機(jī)沒有外團(tuán)設(shè)備?？偟膩碚f：一塊 集成芯片就組成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)比起計(jì)算機(jī)有體積小、質(zhì)量輕.價(jià)格便宜等很多優(yōu) A,單片機(jī)最早是菠用在工業(yè)控制領(lǐng)城，它的這些優(yōu)點(diǎn)為我們學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了許 多便利條件。同肘，學(xué)習(xí)單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)組成原理與結(jié)構(gòu)的最住選擇。由于計(jì)算機(jī)柱工業(yè)控制領(lǐng)城的/泛應(yīng)用，單片機(jī)由僅有中央處理器（CPU丿的專用處 理毋芯片發(fā)展而來。最早

10、的設(shè)計(jì)理念是通過將丸量外闔設(shè)備和CPU集成征一個(gè)芯片中，使 計(jì)算機(jī)糸統(tǒng)變得更小，從而彖易嵌入一些對(duì)體積要求比較嚴(yán)格的設(shè)備中。INTEL的8080是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，當(dāng)肘的單片機(jī)都是8伐或4住 的。其中最成功的是INTEL的8051,此后心8051上發(fā)展出了 MCS51糸列單片機(jī)糸統(tǒng)。 因?yàn)楹?jiǎn)單可靠且性能不錯(cuò)荻得了一致好評(píng)。盡管2000年以后ARM已經(jīng)發(fā)展出了 32 4i的 主頻起過300M的需羯單片機(jī)，直列現(xiàn)往，基于8051的單片機(jī)還在/*泛的使用。準(zhǔn).很多 方面單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式糸統(tǒng)，因此它得到了/泛的應(yīng)用。事賣上單 片機(jī)是世界上數(shù)量最多處理麥，隨著單片機(jī)家族

11、的發(fā)袈壯丸，單片機(jī)和專用處理翠的發(fā)展 便分道協(xié)鎮(zhèn)。柱我們目常生活中用的電子尹中，兒乎每種電子尹中都會(huì)用列單片機(jī)。手機(jī)、電 腦、平板電腦、游戲機(jī)、固定、計(jì)算器、家用電辱、以及亂標(biāo)等都含有單片機(jī)。 一般汽 車上安裝有40多個(gè)單片機(jī)，壽級(jí)一些的九車能裝有上百個(gè)單片機(jī)?，F(xiàn)準(zhǔn).世界上單片機(jī)的 數(shù)量運(yùn)運(yùn)翅過各種計(jì)算機(jī)的總和。這些足以證朗單片機(jī)在我們q常生活中處處都有。1.3研究的主要彖本牛業(yè)設(shè)計(jì)研無和解決的問題主要包括以下幾個(gè)方面：1丿本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一敕基于單片機(jī)的無線遙控小車控制糸統(tǒng)，小車具有自動(dòng)、4. 控兩種棧式。遙控棧式下小車可在1公里囲遙技到達(dá)指岌住置，并準(zhǔn).手持設(shè)備上顯示小 車佞蓋坐標(biāo)：

12、勺動(dòng)棋式下在封訶環(huán)境輸入任盤坐標(biāo)、小車可動(dòng)運(yùn)行列該佞置。2丿設(shè)計(jì)小車遙控控制糸統(tǒng)的硬件電路和軟件程梓，包括詳細(xì)的硬件設(shè)備配蓋，糸統(tǒng)連接， 程序調(diào)試等詳細(xì)步驟；3丿最終兜成一篇符合全陵科枝學(xué)兌畢業(yè)怡丈規(guī)的糸統(tǒng)技術(shù)丈檔，包括各類枝術(shù)姿料，電 路圖絨，程序等；4）糸統(tǒng)要有實(shí)際的硬件展示，并能夠通電運(yùn)行；5）本欖塊要與其他槻塊能夠配合運(yùn)行。第二章糸統(tǒng)主要棋塊介紹2.1糸統(tǒng)總體設(shè)計(jì)糸統(tǒng)總體桓架如圖2:圖2.1糸統(tǒng)糧架圖糸統(tǒng)說朗：智能尋跡小車能尋跡主要是由前方的兩對(duì)紅外發(fā)射與接收採頭來兜成的。抿據(jù)光的反 射特性，當(dāng)紅外發(fā)射器發(fā)出來的先線遇列楊體肘，就會(huì)形成反射的光線，而這個(gè)反射回來 的紅外光線就可以菠紅外

13、接收各採頭搖收列。當(dāng)紅外接收採頭接收列信號(hào)后，將信號(hào)送到 單片機(jī)由單片機(jī)部程序分析處理后再發(fā)送新的命令去控制直流電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)屯成小車 的箭進(jìn)，轉(zhuǎn)向等操作。2.2主控模塊及其原理分析主控棧塊就是單片機(jī)最小糸統(tǒng)，單片機(jī)最小糸統(tǒng)（或者稱為最小應(yīng)用糸統(tǒng)丿是指用最少的元賽件組成的可以工作的單片微型計(jì)算機(jī)糸統(tǒng)。對(duì)51糸列的單片機(jī)來說，最小糸統(tǒng)一 般包括三部分：?jiǎn)纹瑱C(jī).晶振電路.復(fù)佞電路。下面給出一個(gè)51單片機(jī)的最小糸統(tǒng)電路圖2.2：+5V4031C110uFR110K12345678914C2r) 12MHZc3-30pF1820VCCPOOEA/VPP01P02pi oP03T丄UP11P04P12

14、F05P13P06P141 wP07P15P16P201 X VP17P911X1RESETA 4/ XP22RDF23WRP24T1P95TOP26A 0 VP27XIINTOINTIRXDX2TXDALE/PGNDPSENAT89C513975333221281035圖2.2聶小糸規(guī)慮理圖2.2.1單片機(jī)介紹本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī).也可用與AT89S51/52戎STC89C51/52糸列兼彖的其 他單片機(jī)。單片機(jī)部主要部件包令有：一個(gè)以ALU算術(shù)送輯部件為中心的8伐中央處理器.4/8KB的Flash部程厚存憐器.ROM (51為4KB.52為8KB八128 B的部救據(jù)存取存紛容R

15、AM.21個(gè)特殊功能芳存麥.一個(gè)程序計(jì)數(shù)容(獨(dú)立的16住專用寺存器人4個(gè)8佞可編程并行I/O O, 一個(gè)UART串行通信D、2個(gè)16住走肘/計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斯源(51的有5個(gè)，52 的有6個(gè)兒 兩個(gè)中斯優(yōu)先級(jí)的中斯挫制糸統(tǒng)。如圖2.3 (a)所示的是一塊STC89C52單片機(jī)。圖中單片機(jī)的左側(cè)有一個(gè)半畫形缺d,缺d下側(cè)從左往右的引腳偏號(hào)120引腳，具體引腳編號(hào)見圖2.3 (b)oP1.0EP1.1 匚P1.2EP1.3CP1.4CP1.5EP1.6CP1.7E RST匚 (RXD) P3.0C (TXD) P3.1 匚 (INTO) P3.2C (INTI) P3.3C(TO) P3.4E (T

16、DP3.5C (WR) P3.6 (RD) P3.7CXTAL2CXTAL1 匚GND匚714023Q33843753663573483393210311130122913281427152616251724182319222021 VCC PO.O P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EAFP ALBPROG PSEN P2.7 P2.6 P2.5丨 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2Q圖2.3 (a) STC89C52單片機(jī)芯片國(guó)2.3 (b)單片機(jī)引腳單片機(jī)的40個(gè)引腳丸致可分為4類：電源.肘鐘.控制和I/O引腳。一. 電源引腳：VCC (40

17、引腳丿芯片電源，接+5V、GND (20號(hào)引腳丿摟地端；二. 肘鐘引腳：XTAL1 9引腳 輸人端)、XTAL2 (20引腳 輸出端丿外接肘鐘電涼。三. 控制類引腳：控制線共有4根如下介紹:1J ALE/PROG -v 改昌lx? He M妙 Nc 4“ F33 fiebuid tarQet LL4 u；d3grv?weaicK ;S fj TjjrRM /to cu乎 Prqett Grsp5rwljton圖3.2 (b)將丈件添加進(jìn)工程中切循速小三 is ion 3File Edit 工iew Project Debug FQsh Peripherals Tools SVCS window

18、 Help 計(jì)自 IS總x屜塗g a號(hào)存丸,吳兄無駅勞回圍吾料站3 A帝Project Week spacecm e 昨 Jeu n Df kto p 晶跡*毛 c曰 Target 1Qj Source Group 1圖3.2 (c)點(diǎn)擊add,丈件就彼漆加進(jìn)工程了，煞后點(diǎn)擊“Close”關(guān)閉此對(duì)話桓至此就可以癥丈件中編寫程序了。下面簡(jiǎn)單介紹一下程序：1.以下是一個(gè)基準(zhǔn)延肘程序，延肘肘間大概為1亳”，可以通過改變參數(shù)i的數(shù)值來改變 延肘肘間的長(zhǎng)短，例如當(dāng)i = 1000肘延肘肘間就為1秒。void delaylms(uint i)基準(zhǔn)延肘程序基準(zhǔn)延肘程序uchar j;基準(zhǔn)延肘程序while(

19、i-)基準(zhǔn)延肘程序基準(zhǔn)延肘程序for(j=0;jv115;汁+);基準(zhǔn)延肘程序Word文檔基準(zhǔn)延肘程序Word文檔2.下面的一段程序是桂制小車前進(jìn)后退左拐右拐的程序，用switch函救可以方便的讓技制小車執(zhí)行其中的禁一種運(yùn)行方式：void ControlCar(uchar CarType)M1A=0:M1B=0;M2A=0:M2B=0:LeftLed = 1:RightLed=1;Delay 0：switch (CarType) case 1:/1|4.M1A=1;M2A=1;ShowPort = LedShowData1;break;case 2: 后退.M1B = 1;定義小車控制子程序?qū)㈦姍C(jī)1正向亀平置低將電機(jī)1反向電平置低將輕機(jī)2正向電平置低將電機(jī)2反向電平置低關(guān)謝前方左側(cè)指示燈關(guān)訶前方右側(cè)指示燈將此狀態(tài)延肘一段肘間判斷小車控制指令類熨判斯是否是前進(jìn)將電機(jī)1正向端d置需將電機(jī)2正向端D置高數(shù)碼管顯示箭進(jìn)狀態(tài)退出判斯判斷是否是后退.將電機(jī)1反向端D置爲(wèi)M2B = 1;ShowPort = LedShowData2;RightLed=O;LeftLed=O;break;case 3: 左轉(zhuǎn)M1B = 1;M2A=1;ShowPort=LedShowData3;LeftLed=O;br