基于AT89C52的智能小车

刘工在线

用单片机技术开发智能小车, 通过对路面的检测而实现自动前进、左右转弯、后退
等基本功能, 可以方便的应用于路面的安全巡检。小车的硬件主要包括传感器及调理电路、
直流电机及驱动电路、控制器三个部分；软件设计分为三个模块，即数据采集模块、信号
处理模块、电机控制模块。此设计结构简单，利用定时器中断控制信号采集频率和电机转
速。通过调试和运行，实现了预定功能。
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1.1 设计研究的背景
随着现代科技的飞速发展，单片机已经在各个领域得到越来越广泛的应用[1] 。单片机
由于体积小，功耗低两个基本特征，在通讯，家电，工业控制，仪器仪表，汽车等产品中
都可以看到单片机的身影。单片机技术也随着集成电路技术的进步在近几年飞速的发展，
+ X1 F- k4 A% B$ y. U+ M" m这种发展可以分为两方面：一方面在硬件上单片机内部集成了越来越多的功能部件[2] ，如
, D) F! _7 V; q; X# kA/D，D/A，PWM，WATCHD，OGLCD驱动，串行口，大容量 FLASH存储器等；另一方面在开发
  W+ F. N! ~5 k. W, q, T手段上从汇编语言向高级C语言过度，计算机仿真调试， IAP，ISP 技术的应用使单片机开
3 H, v! G7 H' O" I# q发周期大大的缩短，为各类产品更新，软件的升级提供了可靠的技术保障。在设计单片机
应用系统时，由于历史的原因，目前在国内仍然以8051 系列单片机为主。
作为电子专业的学生，非常有必要通过对实际产品的设计和制作，了解现代IT 产品的
开发全流程。全面提高机，电，光，算知识的综合应用能力，掌握从系统级，电路级，到
; F( E* C. ]3 G- O芯片级各个层次的设计和实现手段。基于上述原因， 我选择此设计课题， 在此设计过程中，
将会用到多门学科的理论知识，复习和巩固了以前所学的知识，更重要的是培养了发现问
. z: K) k$ t& d# q9 {题，分析问题，解决问题的能力，还有锻炼了动手能力，是一次很好的实践，对以后的学
习和工作也会有所帮助。
1.2 开发的意义
科技的进步带动了产品的智能化，单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范
围日益广泛，已远远超出了计算机科学的领域。小到玩具、信用卡，大到航天器、机器人，
从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活[3] ，到处都离不开单
片机, 此设计正是单片机的一个典型应用。此设计通过实现了小车的无人驾驶，通过对路
面的检测，由单片机来判断控制其小车的反应情况，使其变得智能化，实现自动的前进，
; \6 [. T# a8 q转弯，停止功能. 此系统还不断的完善后可以应用到道路检测，安全巡逻中，能满足社会
4 t0 Y3 d' R0 l# o的需要。
1.3 设计研究的方案
本选题是用单片机技术开发智能小车，通过对路面的检测能实现自动的前进，左右转
弯，后退等基本功能，能够方便的应用于路面的安全巡检。小车的控制单元主要包括传感
器及调理电路，直流电机及驱动电路，控制器三个部分。小车的行动离不开传感器通过两
淮阴师范学院毕业论文
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个红外光电传感器，根据路面的情况分别输出高低信号，由于传感器检测到的信号比较微
- `7 d/ p* t7 P( i  [弱, 通过比较运放将其信号扩大，调理, 使其输出兼容TTL电平，以便与控制器接口。控制
系统, 这里采用AT89C52，控制器按一定的时钟周期对光电检测器的输入信号采样检测，根
( c$ f& c9 a8 t1 j* v5 |" K/ Z; q, \据光电检测器的状态, 判断小车的动作。
( I0 @/ {' p2 B3 q+ m' f! s9 f2 系统设计方案
2.1 系统设计原理及框图
本系统的功能是机器小车沿地面黑白轨道完成自动寻迹，即实现左转弯，右转弯，前
+ A: t. o( c! i3 D: M, A进，停止，后退的功能。
工作过程是：二个红外光电传感器探测地面情况，由于轨迹为黑色的，不产生反射，
其感应信号表现为低电平，通过比较运放后以高电平的形式输出到控制芯片，相反则为低
, M6 J$ f* j# r+ M6 C8 I4 h电平，通过比较运放将感应信号放大输出，光电检测放大电路将其状态送入控制器
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