電氣電子專業(yè)畢業(yè)論文基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)

1、XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)XX /熔畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)（論文）題目：單片機(jī)尋線避障小車的設(shè)計(jì)學(xué) 生：專 業(yè)：班 級(jí)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)日期： 年 月 日單片機(jī)尋線避障小車設(shè)計(jì)摘要STC89C52單片機(jī)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)。這里介紹的是如何用STC89C52單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)XX大學(xué)信息工程學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計(jì), 該設(shè)訃是結(jié)合科研項(xiàng)L1而確定的設(shè)計(jì)類課題。本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)題LI的要求為口的，采用 STC89C52單片機(jī)為控制核心，釆用四路紅外傳感器及其處理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)黑線及障礙物 的檢測；控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)

2、停車，自動(dòng)按照黑色標(biāo) 志線運(yùn)動(dòng)功能。小通過單片機(jī)產(chǎn)生PWM波并通過L293D來對(duì)小車的方向和速度進(jìn)行控 制。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。實(shí)驗(yàn)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(jì)方法及測試結(jié)果分析。采用的技術(shù)主要有：（1）通過編程來控制小車的運(yùn)動(dòng)；（2）傳感器的有效應(yīng)用；（3）FWM智能調(diào)速；（4）H橋式直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路控制小車前進(jìn)后退；（5）三路紅外線多路探測系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:STC89C52單片機(jī);光電檢測器;L293D；多路探測系統(tǒng)XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)SCM HUNT OBSTACLE AVOIDANCE CAR DESIGNAbstr

3、actSTC89C52 microcontroller is a 8-Bit MCU, its ease of use and versatility by the majority of users Here is how to use the STC89C52 microcontroller Taiyuan University of Technology Institute of Technology graduation design, which is determined by the combination of scientific research and design cl

4、ass topics. The system to the requirements of the design project for the purpose of the STC89C52 microcontroller to control the core, quad infrared sensor and the processing module to achieve the detection of black lines and obstructions; automatic obstacle avoidance control of electric cars, fast s

5、low driving, as well as automatic parking, automatic motor function in accordance with the black flag line. Through the microcontroller PWM wave and L293D to the direction and speed control of the car. The whole system simple circuit structure and high reliability. The test results meet the requirem

6、ents, this article focuses on the system hardware design and test results analysis.The main technologies used:(1) be programmed to control the movement of the car;(2) the effective application of the sensor;(3) PWM Intelligent Speed；(4) H-bridge DC motor driver circuit to control the car forward and

7、 back；(5) Three-way infrared multi-channel detection systemKeywords： STC89C52; a photoelectric detector; L293DMulti-channel detection system-ii-XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)目 錄單片機(jī)尋線避障小車設(shè)計(jì)I摘要IAbs trac t II目 錄i11第一章緒論1第二章方案設(shè)計(jì)與論證22.1直流調(diào)速系統(tǒng)22. 2檢測系統(tǒng)42.2.1行車起始、終點(diǎn)及光線檢測52. 2. 2檢測放大器方案62. 3系統(tǒng)原理圖9第三章軟件設(shè)計(jì)113.1

8、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說明113.2程序設(shè)計(jì)123. 2.1小車前進(jìn)程序： 123. 2. 2小車后退程序： 143.2.3小車左轉(zhuǎn)程序：153.2.4小車右轉(zhuǎn)程序：153.2.5小車循跡程序： 15第四章硬件設(shè)計(jì)174. 1STC89C52單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)174.1.1標(biāo)準(zhǔn)功能174. 1.2主要特性17STC89C52RC單片機(jī)：174.1.3器件參數(shù)174.2最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 184.2.1時(shí)鐘電路194.2.2復(fù)位電路194. 3RS232-TTL電平轉(zhuǎn)換電路204. 3.1電腦上與單片機(jī)進(jìn)行通訊的接口的名稱204. 3.2單片機(jī)串口輸出的邏輯電平214. 3.3單片機(jī)與電腦串口的連接 214.4

9、H橋式直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路224. 5L293D 及 L298N 芯片簡介244. 5. 1 L293D 簡介244. 5.2 L298N 簡介254.6 PWM （脈沖寬度調(diào)制 PulseWidth Modulation）原理 254. 7三路紅外線多路探測系統(tǒng)簡介274. 7.1應(yīng)用范圍274. 7. 2 特性284. 7. 3 測試284. 8電源的設(shè)計(jì)284. 9小車安裝29第五章軟硬件調(diào)試及測試325. 1 Keil uV i s ion 介紹 325.2 Easy-51pr。單片機(jī)編程器介紹325. 2. 1支持的芯片325. 2. 2產(chǎn)品特點(diǎn)325. 2. 3硬件連接335. 2.

10、4軟件使用335. 2.5產(chǎn)品配件33第六章測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論346.1測試方法與儀器346.1.1測試儀器346.1.2測試方法346. 2測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析346. 2. 1計(jì)時(shí)精度分析346. 2. 2測距精度分析346. 2. 3定位精度分析346. 3結(jié)論34第七章技術(shù)拓展357. 1軟件抗干擾技術(shù)357.1.1數(shù)字濾波技術(shù)357.1.2開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)357. 1.3指令冗余技術(shù)367.1.4軟件陷阱技術(shù)367. 1.5程序區(qū)367. 2 “看門狗”技術(shù)367. 2. 1基本原理377. 2. 2參數(shù)選擇377. 2. 3幾個(gè)原則37參考文獻(xiàn)39附錄A程序清單4

11、0附錄B硬件原理圖一單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖43附錄C小車驅(qū)動(dòng)原理圖44附錄D小車尋跡模塊原理圖45-V-XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)附錄F H橋式直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖46致謝47Microcomputer Systems 48微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（單片機(jī)控制系統(tǒng)） 55XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)第一章緒論智能小車作為現(xiàn)代的新發(fā)明，是以后的發(fā)展方向，他可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在一 個(gè)環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)作，不需要人為的管理，可應(yīng)用于科學(xué)勘探等等的用途。智能小車 能夠?qū)崟r(shí)顯示時(shí)間、速度、里程，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

12、車，遠(yuǎn)程傳輸圖像等功能。其實(shí)，智能車研究最早都在一些科技發(fā)達(dá)的國家進(jìn)行的，所以比較早接觸智能車領(lǐng) 域的一些國家已經(jīng)對(duì)智能車輛進(jìn)入了深入，系統(tǒng)，大規(guī)模的研究階段。我國智能車研 究起步較晚，所以很多還集中在單項(xiàng)技術(shù)的研究上，不過對(duì)于智能車技術(shù)的探索如雨 后春筍；各種智能車大賽層出不窮，各高校及研究機(jī)構(gòu)也紛紛加入智能車的研究行列。 本設(shè)計(jì)就是在前人基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行乂一次全新的探索。智能小車可以分為三部分一一傳感器部分、控制器部分、執(zhí)行器部分。傳感器部分：釆集外界有效信息，供控制器部分做出有效應(yīng)答?？刂破鞑糠郑航邮諅鞲衅鞑糠謧鬟f過來的信號(hào)，并根據(jù)事前寫入的決策系統(tǒng)（軟件 程序），來決定機(jī)器人對(duì)外部信號(hào)的

13、反應(yīng)，將控制信號(hào)發(fā)給執(zhí)行器部分。好比人的大 腦。執(zhí)行器部分：驅(qū)動(dòng)機(jī)器人做出各種行為，包括發(fā)出各種信號(hào)（點(diǎn)亮發(fā)光二極管、 發(fā)出聲音）的部分，并且可以根據(jù)控制器部分的信號(hào)調(diào)整自己的狀態(tài)。對(duì)機(jī)器人小車 來說，最基本的就是輪子。這部分就好比人的四肢一樣。傳感器部分：機(jī)器人用來讀 取各種外部信號(hào)的傳感器，以及控制機(jī)器人行動(dòng)的各種開關(guān)。好比人的眼睛、耳朵等 感覺器官。根據(jù)題H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、超聲波傳感器及金屬探測器，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)測量, 并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后山單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電 動(dòng)車的智能控制。

14、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。本設(shè)計(jì)采用MCS-51系列中的STC89C52單片機(jī)。以STC89C52 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(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)尋跡和尋光功能。STC89C52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)。它是第三代單片機(jī)的代表。第二章方案設(shè)計(jì)與論證根據(jù)題LI的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測器, 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)測量，并將測量數(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

15、的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。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、可黑，精度高， 可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。2. 1直流調(diào)速系統(tǒng)方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)山交流發(fā)電機(jī)拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變流，山發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直 流電動(dòng)機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 改變勵(lì)磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向都隨著改變，所以G-M系統(tǒng)的 可逆運(yùn)行是很容易實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)容 量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺(tái)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù) 不方便等缺點(diǎn)。且技術(shù)落后，因此擱置不用。方案二

16、：靜止可控整流器。簡稱V-H系統(tǒng)。V-M系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。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(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。V-M系統(tǒng)的缺點(diǎn)是晶閘管的單向?qū)щ娦裕?它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是運(yùn)行條件要求高, 維護(hù)運(yùn)行麻煩。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運(yùn)行時(shí)，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。方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。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)。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)晶 閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開，電動(dòng)機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩

17、端電壓接近于零。脈 沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation）,簡稱PWM。脈沖周期不變,只改變晶閘管的 導(dǎo)通時(shí)間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速。與v-M系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）山于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(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可 達(dá)1： 10000左右。山于電流波形比V-M系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動(dòng)機(jī)的損耗 和發(fā)熱都比較小。八（2）同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)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(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。（3）由于電力電子器件

18、只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計(jì)中受控電機(jī)的容量和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向， 本設(shè)計(jì)采用了 H型單極型可逆PWM變換器進(jìn)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。脈寬調(diào)速也可通過單片機(jī)控制繼電器的閉合來實(shí)現(xiàn)，但是驅(qū)動(dòng)能力有限。為順利 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小汽車的前行與倒車，本設(shè)計(jì)采用了可逆P9M變換器?？赡骁?quot;變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有H型、T型等類型。我們在設(shè)訃中釆用了常用的雙極式H型變換器，它是 III 4個(gè)三極電力晶體管和4個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。圖2.1 PWM控制示意圖PWM控制的示意圖2. 1所示：可控開關(guān)S以一定的

19、時(shí)間間隔重復(fù)的接通和斷開， 當(dāng)S接通時(shí)，供電電源Us通過開關(guān)S施加到電動(dòng)機(jī)兩端，電源向點(diǎn)擊提供能量，電動(dòng) 機(jī)儲(chǔ)能；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，中斷了供電電源Cs向電動(dòng)機(jī)電流繼續(xù)流通。這樣，電動(dòng)機(jī)得到的電壓平均值Uds為：Uas=Ton Us/T=aUs在系統(tǒng)主電路部分，采用的是大功率GTR為開關(guān)元件，H橋電路為功率放大電路 所構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)，如圖22所示。圖中，四只GRT分為兩組，VT1和VT4為一組， VT2和VT3為另一組，同組中的兩個(gè)GTR同時(shí)導(dǎo)通，同時(shí)關(guān)斷，且兩組晶體管之間可 以交替的導(dǎo)通和關(guān)斷。買塊調(diào)制器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率 一定寬度可變的脈沖電壓序列，

20、從而平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。+us QXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)汁UJU、i乳正向電動(dòng)運(yùn)行波行b 反向電動(dòng)運(yùn)行波形圖2. 2橋式可逆PWM變換器(亦稱H型)正向運(yùn)行(如圖d)所示：第一階段，在 0<t<ton 期間，Ugl> Cg4 為正，VT1、VT4 導(dǎo)通，Ug2、Ug3 為負(fù)，VT2、 VT3截止，電流id沿回路1流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB二+Us；第二階段，在ton<t<T期間，Ugl、Ug4為負(fù)，VT1、VT4截止，VD2、VD3續(xù)流，并使VT2、VT3保持截止，電流id沿回路2流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB二-U

21、s：反向運(yùn)行(如圖b)所示：第一階段：在Otton期間，Ug2、Ug3為負(fù)，VT2、VT3截止，VD1. VD4續(xù)流，并使VTl、VT4截止，電流-id沿回路4流通，電動(dòng)機(jī)H兩端電壓UAB二+Us；第二階段，在ton<t<T期間，Ug2、Ug3為正，VT2、VT3導(dǎo)通，Ugl、Ug4為負(fù)，并使 VT1> VT4保持截止，電流id沿回路3流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB二-Us。雙極式控制的橋式可逆PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)：(1) 電流一定連續(xù)；(2) 可使電機(jī)在四象運(yùn)行；(3) 電機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；(4) 低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1： 20000左右；(3)

22、低速時(shí)，每個(gè)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可黑導(dǎo)通。2. 2檢測系統(tǒng)方案一：釆用超聲波測距；超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播距離 遠(yuǎn)；超聲波發(fā)射器向某個(gè)方向發(fā)射超聲波，同時(shí)開始訃時(shí)，超聲波在空氣中傳播遇到 障礙物立即返回，超聲波接收器接收到反射波后立即停止訃時(shí)，有超聲波的傳播速度 和收發(fā)超聲波信號(hào)時(shí)間間隔t求得距離。超聲波傳感器比較耐臟，即使傳感器上有灰 塵，只要未堵死就可測量，具有較高的可靠性。但對(duì)被測物體面積有要求。XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)汁方案二：采用紅外線傳感器測距；紅外線發(fā)射式傳感器測距是發(fā)射紅外線然后測 量回波時(shí)間；光速乘以時(shí)間除

23、以2就得距離，檢測距離可根據(jù)要求調(diào)節(jié)；這種傳感器 探測距離遠(yuǎn)，受可見光干擾小，反應(yīng)靈敏，已于裝配使用便捷。因此，在綜合考慮巡線壁障小車實(shí)際我選用反射式紅外線光電傳感器循跡；在避 障模塊上在紅外線收發(fā)器上增加聚光環(huán)以提高對(duì)障礙物的檢測距離。2.2.1行車起始、終點(diǎn)及光線檢測本系統(tǒng)釆用反射式紅外線光電傳感器用于檢測路面的起始、終點(diǎn)（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(diǎn)的停車的需要。利用超 聲波傳感器檢測障礙。光線跟蹤，釆用光敬三極管接收燈泡發(fā)出的光線，當(dāng)感受到光 線照射時(shí)，其c-e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

24、發(fā)器整形后送單片機(jī)控制。軌跡圖2.3光電三極管與軌跡的位置本系統(tǒng)共設(shè)計(jì)兩個(gè)光電三極管，分別放置在電動(dòng)車車頭的左、右兩個(gè)方向，用來 控制電動(dòng)車的行走方向（見圖2.3光電三極管與軌跡的位置），當(dāng)左側(cè)光電管受到光 照時(shí)，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)向左轉(zhuǎn)；當(dāng)右側(cè)光電管受到光照時(shí)，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī) 向右轉(zhuǎn)；當(dāng)左、右兩側(cè)光電管都受到光照時(shí)，單片機(jī)控制直行。行車方向檢測電路（見圖2.4電動(dòng)車的方向檢測電路）釆用反射接收原理配置了 一對(duì)紅外線發(fā)射、接收傳感器。該電路包括一個(gè)紅外發(fā)光二極管、一個(gè)紅外光敬三極 管及其上拉電阻。紅外發(fā)光二極管發(fā)射一定強(qiáng)度的紅外線照射物體，紅外光敬三極管 在接收到反射回來的紅外線后導(dǎo)通，發(fā)

25、岀一個(gè)電平跳變信號(hào)。此套紅外光電傳感器固定在底盤前沿，貼近地面。正常行駛時(shí)，發(fā)射管發(fā)射紅外 光照射地面，光線經(jīng)白紙反射后被接收管接收，輸岀高電平信號(hào)；電動(dòng)車經(jīng)過黑線時(shí), 發(fā)射端發(fā)射的光線被黑線吸收，接收端接收不到反射光線，傳感器輸岀低電平信號(hào)后 送STC89C52單片機(jī)處理，判斷執(zhí)行哪一種預(yù)先編制的程序來控制玩具車的行駛狀態(tài)。 前進(jìn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪直流電機(jī)正轉(zhuǎn)，進(jìn)入減速區(qū)時(shí)，由單片機(jī)控制進(jìn)行PW變頻調(diào)速，通 過軟件改變脈沖調(diào)寬波形的占空比，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。最后經(jīng)反接制動(dòng)實(shí)現(xiàn)停車。前行與倒 車控制電路的核心是橋式電路和繼電器。電橋上設(shè)置有兩組開關(guān)，一組常閉，另一組 常開。電橋一端接電源，另一端接了一個(gè)三極管

26、。三極管導(dǎo)通時(shí)，電橋通過三極管接地, 電機(jī)電樞中有電流通過；三極管截止時(shí)，電橋浮空，電機(jī)電樞中沒有電流通過。系統(tǒng) 通過電橋的輸出端為轉(zhuǎn)向電機(jī)供電。通過對(duì)繼電器開閉的控制即可控制電機(jī)的開斷和 轉(zhuǎn)速方向進(jìn)而達(dá)到控制玩具車前行與倒車的LI的，實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)控制系統(tǒng)的糾偏功能。這 種驅(qū)動(dòng)電路稱為H橋式直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路（圖2. 5中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制 電路）。2. 2. 2檢測放大器方案方案一：使用普通單級(jí)比例放大電路。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、價(jià)格低廉。 但是也存在著許多不足。如抗干擾能力差、共模抑制比低等。方案二：采用差動(dòng)放大電路。選擇優(yōu)質(zhì)元件構(gòu)成比例放大電路，雖然可以達(dá)到一 定的精度，但有時(shí)

27、仍不能滿足某些特殊要求。例如，在測量本設(shè)計(jì)中的光電檢測信號(hào) 時(shí)需要把檢測過來的電平信號(hào)放大并濾除干擾，而且要求對(duì)共模干擾信號(hào)具有相當(dāng)強(qiáng) 的抑制能力。這種情況下須采用差動(dòng)放大電路，并應(yīng)設(shè)法減小溫漂。但在實(shí)際操作中, 往往滿足了高共模抑制比的要求，卻使運(yùn)算放大器輸出飽和；為獲得單片機(jī)能識(shí)別的 TTL電平卻又無法抑制共模干擾。方案三：電壓比較器方案。電壓比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小，例如將一 個(gè)信號(hào)電壓Ui和一個(gè)參考電壓Ur進(jìn)行比較，在Ui>Ur和Ui<Ur兩種不同情況下，電 壓比較器輸岀兩個(gè)不同的電平，即高電平和低電平。而Ui變化經(jīng)過Ur時(shí)，比較器的 輸出將從一個(gè)電壓跳變到另一個(gè)電

28、平。比較器有各種不同的類型。對(duì)它的要求是：鑒別要準(zhǔn)確，反應(yīng)要靈敬，動(dòng)作要迅 速，抗干擾能力要強(qiáng)，還應(yīng)有一定的保護(hù)措施，以防止因過電壓或過電流而造成器件 損壞。比較器的特點(diǎn)：（1）工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。放大、運(yùn)算電路為了實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定并滿足一定的精 度要求，這些電路中的運(yùn)放均引入了深度負(fù)反饋；而為了提高比較器的反應(yīng)速度和靈 敬度，它所采用的運(yùn)放不但沒有引入負(fù)反饋，有時(shí)棋至還加正反饋。因此比較器的性 一6 一XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)汁能分析方法與放大、運(yùn)算電路是不同的。(2) 非線性。山于比較器中運(yùn)放處于開環(huán)或正反饋狀態(tài)，它的兩個(gè)輸入端之間的電 位差與開環(huán)電壓放大倍數(shù)

29、的乘積通常超過最大輸出電壓，使其內(nèi)部某些管子進(jìn)入飽和 區(qū)或截止區(qū)，因此在絕大多數(shù)情況下輸出與輸入不成線性關(guān)系，即在放大.運(yùn)算等電 路中常用的計(jì)算方法對(duì)于比較器不再適用。(3) 開關(guān)特性。比較器的輸出通常只有高電平和低電平兩種穩(wěn)定狀態(tài)，因此它相當(dāng) 與一個(gè)受輸入信號(hào)控制的開關(guān)，當(dāng)輸入 電壓經(jīng)過閾值時(shí)開關(guān)動(dòng)作，使輸出從一個(gè)電平 跳變到另一個(gè)電平。山于比較器的輸入信號(hào)是模擬量，而它的輸岀電平是離散的，因 此電壓比較器可作為模擬電路與數(shù)字電路之間的過渡電路。曲于比較器的上述特點(diǎn)，在分析時(shí)既不能象對(duì)待放大電路那樣去計(jì)算放大倍數(shù)， 也不能象分析運(yùn)算電路那樣去求解輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系，而應(yīng)當(dāng)著重抓住比較器的

30、輸出從一個(gè)電平跳變到另一個(gè)電平的臨界條件所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值(閾值)來分析輸 入量與輸出量之間的關(guān)系。如果在比較器的輸入端加理想階躍信號(hào)，那么在理想情況下比較器的輸出也應(yīng)當(dāng) 是理想的階躍電壓，而且沒有延遲。但實(shí)際集成運(yùn)放的最大轉(zhuǎn)換速率總是有限的，因 此比較器輸出電圧的跳變不可能是理想的階躍信號(hào)。電壓比較器的輸出從低電平變?yōu)?高電平所須的時(shí)間稱為響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間越短，響應(yīng)速度越快。減小比較器響應(yīng)時(shí)間的主要方法有：(1) 盡可能使輸入信號(hào)接近理想情況，使它在閾值附近的變化接近理想階躍且幅度 足夠大。(2) 選用集成電壓比較器。(3) 如果選用集成運(yùn)放構(gòu)成比較器，為了提高響應(yīng)速度可以加限幅措施，以避

31、免集 成運(yùn)放內(nèi)部的管子進(jìn)入深飽和區(qū)。具體措施多為在集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端并聯(lián)二極管。 如圖2. 4電壓比較器電路所示：在本設(shè)計(jì)中，光電傳感器只輸出一種高低電平信號(hào)且伴有外界雜波干擾，所以我 們嘗試釆用了一種滯回比較器。簡單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡單，而且靈敬度高，但它的抗 干擾能力差，也就是說如果輸入信號(hào)因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會(huì)反 復(fù)的從一個(gè)電平跳到另一個(gè)電平。如果用這樣的輸出電壓控制電機(jī)或繼電器，將出現(xiàn) 頻繁動(dòng)作或起?，F(xiàn)象。這種情況，通常是不允許的。而滯回比較器則解決了這個(gè)問題。 滯回比較器有兩個(gè)數(shù)值不同的閾值，當(dāng)輸入信號(hào)因受干擾或其他原因發(fā)生變化時(shí)，只 要變化量不超過兩個(gè)閾值之差，滯

32、回比較器的輸出電壓就不會(huì)來回變化。所以抗干擾 XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)汁能力強(qiáng)。但是，滯回比較器畢竟是模擬器件，溫度的漂移是它無法消除的。方案四：施密特觸發(fā)器。綜合考慮系統(tǒng)的各項(xiàng)性能，最后我們決定采用數(shù)字器件一一施密特觸發(fā)器。施密特觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的變形，它有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)方式為電平觸發(fā), 只要外加觸發(fā)信號(hào)的幅值增加到足夠大，它就從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。 施密特觸發(fā)器具有與滯回比較器相類似的滯回特性，但施密特觸發(fā)器的抗干擾能力比 滯回比較器更強(qiáng)。用CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：電路圖邏輯符號(hào)2. 6施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器電路分析：（COM

33、S反相器G的閾值電壓VGS二05*VDD）（1）當(dāng)Vi二0時(shí)，門G1截止,V/O=VDD,門G2導(dǎo)通，所以V0二0,這時(shí)G1輸入VA二0。（2）當(dāng)VI從0逐漸上升時(shí)，VA也逐漸升高，只要VA<VGS電路輸出保證在V0二0 穩(wěn)定狀態(tài)，這是施密特觸發(fā)器的第一種穩(wěn)定狀態(tài)，即穩(wěn)態(tài)1。（3）當(dāng)VI上升致使VA>VGS,則門G1導(dǎo)通,V/0=0,門G2截止,所以VO=VDDo這 時(shí)觸發(fā)器發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，施密特觸發(fā)器進(jìn)入了第二種穩(wěn)定狀態(tài)，即穩(wěn)態(tài)2o此時(shí)輸入值 VI稱為施密特觸發(fā)器的上限觸發(fā)電平VT+。只要輸入信號(hào)滿足VI>VT+,電路就穩(wěn)定保持在V0二VDD狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)2）±o（4）此

34、后，若VI有最大值逐步下降，則隨VI下降而減少。當(dāng)VI繼續(xù)下降至使 VACVGS,門G1截止，門G2導(dǎo)通,輸出V0二0。電路再次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這時(shí)施密特觸發(fā)器乂 進(jìn)入第一種穩(wěn)定狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)1）。此時(shí)的輸入值VI稱為施密特觸發(fā)器的下限觸發(fā)電平 VT-。只要輸入信號(hào)滿足VIVT-,電路穩(wěn)定保持在V0二0（穩(wěn)態(tài)1）上。由以上分析可知，當(dāng)輸入信號(hào)VI逐步上升到VT+時(shí)，電路保持在一個(gè)穩(wěn)態(tài)上；當(dāng) 輸入信號(hào)山高逐漸下降到VT-時(shí)，電路保持在另一個(gè)穩(wěn)態(tài)上。也就是說，施密特觸發(fā)器 是一種受輸入信號(hào)電平直接控制的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。-#-XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)汁(a) a同相輸出b反向輸出(

35、W圖2.7圖26電路的電壓傳輸特性2. 3系統(tǒng)原理圖簡易智能電動(dòng)車采用STC89C52單片機(jī)進(jìn)行智能控制。開始由手動(dòng)啟動(dòng)小車，并復(fù) 位，當(dāng)經(jīng)過規(guī)定的起始黑線，山超聲波傳感器和紅外光電傳感器檢測，通過單片機(jī)控 制小車開始記數(shù)顯示并避障、調(diào)速；系統(tǒng)的自動(dòng)避障功能通過超聲波傳感器正前方檢 測和紅外光電傳感器左右側(cè)檢測，山單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)；在電動(dòng)車進(jìn)駛過程中，采用雙 極式H型PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，以提高系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能；采用動(dòng)態(tài)共陰顯示行駛時(shí)間 和里程。系統(tǒng)原理圖如圖2. 8所示。圖2. 8系統(tǒng)原理圖本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)為控制中心，通過四路紅外線探測系統(tǒng)模塊中傳感 器檢測黑線，檢測黑線的四路

36、傳感器分別分布在小車的四角，從而能夠保證小車在跑 道內(nèi)行駛。傳感器在接通電源后會(huì)不斷的發(fā)送和接收紅外線，接收到的信號(hào)經(jīng)過 LM339AJ進(jìn)行放大然后由74HC14D施密特觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，而當(dāng)單片機(jī)檢測 到需要轉(zhuǎn)向的傳感器信號(hào)時(shí)，單片機(jī)通過改變PWM波的占空比來調(diào)整小車兩側(cè)的電機(jī) 轉(zhuǎn)速，從而使其兩側(cè)輪產(chǎn)生速度差，以實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向。避障：在小車行駛過程中，若左側(cè)傳感器檢測到障礙物而右側(cè)傳感器未檢測到， 則小車首先后退之后向右轉(zhuǎn)；同理，若右側(cè)檢測到而左側(cè)未檢測到，小車先后退之后 左轉(zhuǎn)；如果左右均檢測到默認(rèn)小車先后退之后右轉(zhuǎn)。XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)檢測黑線：

37、安裝在小車四角的紅外傳感器負(fù)責(zé)檢測黑線，山于小車是向前行駛所 以最先駛出黑線的應(yīng)該是小車的前端，當(dāng)左前端傳感器檢測到黑線時(shí)，向單片機(jī)發(fā)送 信號(hào)，小車右轉(zhuǎn)：當(dāng)右前端傳感器檢測到黑線時(shí)，小車左轉(zhuǎn)；當(dāng)左后端檢測到黑線而 左前端未檢測到時(shí)小車先右轉(zhuǎn)再左轉(zhuǎn)，當(dāng)右后端檢測到黑線而左前端未檢測到時(shí)先左 轉(zhuǎn)后右轉(zhuǎn)，當(dāng)前端兩傳感器同時(shí)檢測到黑線時(shí)小車先后退之后左轉(zhuǎn)?？刂七壿嬕?表1PWM：脈沖寬度調(diào)制(PWM),簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬 電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，此處我們主要通過單片機(jī)輸岀PWM波同時(shí)通過 調(diào)節(jié)其占空比來實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的控制。一 # 一XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于單

38、片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)第三章軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說明在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每 個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重要 地位。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件更為重要。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)基本類型。數(shù)據(jù)處 理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定 的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸岀，以便控制生產(chǎn)。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分成若干個(gè)部分，每一 部分叫做一個(gè)模塊。所謂“模塊”,實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對(duì)獨(dú)立的程序段, 這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊

39、程序設(shè)計(jì)法。模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是：1. 單個(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫及調(diào)試；2. 模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用；3. 模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序、定時(shí)子程序、避障子程序、中斷子程序 顯示子程序調(diào)速子程序算法子程序構(gòu)成。軟件流程如圖3.1流程圖所示：圖3.1流程圖3. 2程序設(shè)計(jì)3.2.1小車前進(jìn)程序:EN1 EN2 PWM輸入端，本程序不輸入PW,直接使插上跳線帽，使能輸出, 這樣就能全速運(yùn)行。#include:reg31 h>#include<intrins h>sbitL

40、ED1=P3"l;sbitLED2 二P3"2;sbitLED3 二P3"3;sbitLED4=P3"4;sbitPl_0=P0"0;sbitPl1=P0"l;sbitPl2=P0"2;sbitPl3=P0"3;sbitPl4 二P0"4;sbitPl5=P0"5;sbitPl6=P0飛;sbitPl7=P0"7;voidDe：.ayl00ms ()/ll. 0592MHz震蕩頻率時(shí),STC89c52單片機(jī)100ms延unsigned char i, j: i 二 180;j = 73

41、;dowhile (j); while (-i);#define Left_moto_go 側(cè)車輪正轉(zhuǎn)#define Left_moto_backPl_2=l, Pl_3二0, P 1.6=1, Pl_7二0;Pl_2=0, Pl_3=l, Pl_6=0, Pl_7=l;/小車左/小車左側(cè)車輪反轉(zhuǎn)#define Left_moto_StopPl_2=0, Pl_3=0, Pl_6=0, Pl_7=0;/小車左側(cè)車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)#define Right_moto_backP 1.0=0, Pl_l=l, Pl_4二0, Pl_5=l;/小車右側(cè)車輪正轉(zhuǎn)#define Right_moto_go右側(cè)

42、車輪反轉(zhuǎn)#define Right_moto_Stop側(cè)車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)Pl_0=l,Pl_l=0, Pl_4=l, P 1.5=0;小車Pl_0二0, Pl_l二0, Pl_4二0, Pl_5二0;/小車右void run (void)/小車左右兩側(cè)車輪同時(shí)正轉(zhuǎn)；小車快速前行Left_moto_go ;Right_moto_go ; void backrun (void)/小車左右兩側(cè)車輪同時(shí)反轉(zhuǎn)；小車快速后退一 15 一Left moto back ; Right_moto_back ;void leftrun(void)/小車左側(cè)車輪反轉(zhuǎn)，右側(cè)車輪正轉(zhuǎn)；小車左轉(zhuǎn)Left moto back

43、; Right_moto_go ;void rightrun(void)/小車右側(cè)車輪反轉(zhuǎn)，左側(cè)車輪正轉(zhuǎn)；小車右轉(zhuǎn)Left_moto_go ; Right_moto_back ;void stop (void)/小車左右兩側(cè)車輪同時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；小車停止Left_moto_Stop ;Right_moto_Stop ;小車左右兩側(cè)同時(shí)壓線；停止小車右側(cè)壓線；右轉(zhuǎn)/小車左側(cè)壓線；左轉(zhuǎn)小車左右兩側(cè)都未壓線；直行/小車前后同時(shí)出現(xiàn)障礙物；停止小車前方出現(xiàn)障礙物；后退，右轉(zhuǎn)小車后方出現(xiàn)障礙物；前行/小車未遇到障礙物：直行void backrun(void)/小車左右兩側(cè)車輪同時(shí)反轉(zhuǎn)：小車快速后退void

44、main()while (1)run();if ( LED3 =1&&LED4=1) Stop();DelaylOOms() ; if( LED3 =1&&LED4=O) rightrunO ;DelaylOOms() ;if( LED3 =0&&LED4=l) leftrun ();DelaylOOms() ;if( LED3 =0&&LED4=0) run ();DelaylOOms() ;if( LED1 =1&&LED2=1) stop();DelaylOOms() ;if ( LED1 =1&&a

45、mp;LED2=O) backrun ();DelaylOOms (); rightrunO ；DelaylOOms ();if( LED1 =0&&LED2 =1) run ();DelaylOOms() ;if ( LED1 =0&&LED2 =0) run ();DelaylOOms ();3. 2. 2小車后退程序:Left moto back ;Right_moto_back ;XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)汁3.2.3小車左轉(zhuǎn)程序：void leftrun (void)/小車左側(cè)車輪反轉(zhuǎn)，右側(cè)車輪正轉(zhuǎn)；小車左轉(zhuǎn)Left mot

46、o back ;Right_moto_go ;3. 2. 4小車右轉(zhuǎn)程序：void rightrun (void) /小車右側(cè)車輪反轉(zhuǎn)，左側(cè)車輪正轉(zhuǎn)；小車右轉(zhuǎn)-17-Left_moto_go ; Right_moto_back ;3.2.5小車循跡程序：while (1)run ();if ( LED3 =1&&LED4=1) Stop();DelaylOOms() ;if( LED3 =1&&LED4=O) rightrunO ;DelaylOOms() ;if( LED3 =0&&LED4=l) leftrun();DelaylOOms()

47、;if ( LED3 =0&&LED4=0) run ():DelaylOOms() ;if ( LED1 =1&&LED2=1) stop();DelaylOOms() ;if ( LED1 =1&&LED2=O) backrun ();DelaylOOms (); rightrunO ； DelaylOOms ();if ( LED1 =0&&LED2 =1)小車左右兩側(cè)同時(shí)壓線：停止小車右側(cè)壓線；右轉(zhuǎn)小車左側(cè)壓線；左轉(zhuǎn)小車左右兩側(cè)都未壓線；直行小車前后同時(shí)出現(xiàn)障礙物：停止小車前方出現(xiàn)障礙物；后退，右轉(zhuǎn)/小車后方出現(xiàn)障礙物；前

48、行XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì) run ():DelaylOOms() ;if ( LED1 =0&&LED2 =0)/小車未遇到障礙物；直行 run ();DelaylOOms ();一 # 一XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)汁第四章硬件設(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?，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。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、

49、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。4. 1 STC89C52單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在 系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得 芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng) 可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決 方案。4.1.1標(biāo)準(zhǔn)功能具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash, 512字節(jié)RAM, 32位I/O 口線，看門狗定 時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM, MAX81

50、0復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷, 一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另 外STC89C52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下, CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為 止。最高運(yùn)作頻率35MHz, 6T/12T可選。4. 1.2主要特性STC89C52RC 單片機(jī)：8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間；可直接使用串口下載；4.1.3器件參數(shù)1.

51、 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇， 指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051. 12. 工作電壓：5.5V3. 3V （5V單片機(jī)）/3. 8V2. OV （3V單片機(jī)）3. 工作頻率范圍：040MHz,相當(dāng)于普通8051的080MHz,實(shí)際工作 頻率可達(dá) 48MHz4. 用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)5. 片上集成512字節(jié)RAMXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)巡線壁障小車的設(shè)計(jì)有可供用戶使用的大量I/O 口線。 內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限。應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。vccRi TGND-|p| C19| PPCIQToTM2W亟7(16P(i7rooP1QT2P01P1

52、LT2EXP02P12MJ3Pl 3nwPI 4P05P15MOSIP06IM 6. MISOro7P17.SCKll20RXD/P30P21TXD/P31P221NTO/P32P231NT1/P53P24T0/P34P25T1/P35P26WR.P3627RD/P37X2PSLNAl.BPXIPI、卜 1eTvp(iNI)VCCU1STC89C52P10 PH P12P13PI4皿>16P17RST 51RST AVR10K R10trP8 GNDGSDe-i mMTGNDVCC6. 通用I/O 口（32個(gè)），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3是準(zhǔn)雙冋口/弱上拉，P0 口 是漏極開路輸出

53、，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O 口用時(shí)，需加上拉 電阻。7. ISP （在系統(tǒng)可編程）/IAP （在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無 需專用仿 真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片8. 具有EEPROM功能9. 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器TO、Tl、T210外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中 斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒11. 通用異步串行口（UART）,還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART12. 工作溫度范用：-40+85°C （工業(yè)級(jí)）/075°C （商業(yè)級(jí)

54、）13. PDIP 封裝4.2最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)STC89C52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)簡單. 可黑。用STC89C52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電 路即可，如圖4. 1 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。山于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng) 只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)：（1）（2）（3）一 21 一圖4.1 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)4.2. 1時(shí)鐘電路STC89C52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。STC89C52單 片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式（見圖4. 2 STC

55、89C52時(shí)鐘 電路）。本設(shè)計(jì)釆用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1. XTAL2引腳上外 接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。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。振蕩晶體可在1. 2MHZ到12MHZ之間選擇。 電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸岀的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，CXI、CX2可在20pF到lOOpF之間取值，但在60pF到7OpF時(shí)振蕩器 有較高的頻率穩(wěn)定性。所以本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇12MHZ,電容選擇30pFo在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能鼎近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電 容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地丄作。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用NPO電容。圖4.2 STC89C52時(shí)鐘電路4. 2. 2復(fù)位電路STC89C52的復(fù)位是曲外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。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)器的輸出電平山復(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)。復(fù)位電路通常