智能小車本科畢業(yè)論文

摘

要隨著社會各各業(yè)的迅速發(fā)展據(jù)人類的需求出現(xiàn)各種各樣的能機器人、能車。智能小車又稱為移動式機器人，是一個種高新技術的集成體，融合了機械、電子、傳感器、計算機硬件、軟、人工智能等許多學科知識伴著我國科學技術的進步智能和自動化技越來越普及各種高科技廣泛應用于智能車等制領域使智能車越來越樣化。根據(jù)同的需求便出現(xiàn)了各種功能的智能小車。本設計是以AT89C52單片機為核心的智能車的設計統(tǒng)主要由外檢測模塊、片機最小系統(tǒng)模塊、電機控制模塊、電源模塊成。其中電源模塊由四電池組成，經(jīng)過7805壓電路輸出穩(wěn)定電壓；紅外檢測模包括兩只紅外反射式對管TCRT5000；最系統(tǒng)模塊主包括AT89C52單片機和外圍電路機模塊包括兩個速直流電機其附屬減速箱和個電機驅(qū)動控制芯片L298N。軟件部分由C語編程，實現(xiàn)對各部分的理和控制該智能車可以實現(xiàn)自動避障、避障的功能整個系統(tǒng)結構簡，運行高效。關鍵詞：能小車

避障AT89C52L298N電機驅(qū)動I

AbstractWithrapiddevelopmentofallofsociety,onhumanneedsofvarietyofintelligentrobots,intelligentvehicles.car,alsoasmobileisamulti-techintegratedbody,whichcombineselectronics,sensors,computersoftware,artificialintelligence,andofaccompaniedbyChina'sandtechnologicalintelligentautomationisincreasinglywidelyusedinsmartothermanufacturingmakethesmartdiverse.DependingontheneedswillappearsmartdesignisonAT89C52astheofintelligentvehicledesign,consistsofdetectionthesmallestsingle-chipmotorcontrolmodule,Whereinpowerof1.5Vbatteriescomposedafter78055VincludestwoinfraredreflectiveoftubeTCRT5000;minimumincludesmicrocontrolleranditscircuits;motortwosubsidiarygearboxandL298N.SoftwarepartbyCtoachievevariouspartsofandThesmartcanautomaticallyavoidobstaclewholesystemisefficientII

:IntelligentIII

目

錄目前

錄.................................................................................................................i言.1論.智能小車的究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.1.1.1智能小車研究現(xiàn)狀.1.1.2智能小車發(fā)展趨勢.本文的結構2系統(tǒng)總方案設計系統(tǒng)各部分計方案.2.1.1單片機型的選定.2.1.2直流電機動芯片的選定.2.1.3紅外對管選定總體方案設智能小車的本介紹.2.3.1智能小車基本結構.2.3.2能小車的基本能及原理3件設計......................................................................................................系統(tǒng)硬件結圖................................................................................單片機主控元的設計....................................................................3.2.1單片機引說明.....................................................................113.2.2最小系統(tǒng)設計.紅外檢測單設計電機驅(qū)動單設計.系統(tǒng)總體原圖i

硬件抗干擾計3.6.1電源干擾抑制3.6.2信號通道擾的抑制.4統(tǒng)軟件設計主程序設計紅外檢測模程序設計.電機驅(qū)動模程序設計.系統(tǒng)軟件抗擾設計.5統(tǒng)仿真系統(tǒng)在的仿真.......................................................................31仿真總結與題補充.5.2.1真總結.5.2.2題補充.結致

論.謝................................................................................誤未定義書簽參考文獻附

錄.程序：ii

前

言隨著汽車工的迅速發(fā)展，關于汽車的研究也就越來越受人注。智能汽車的研迅速發(fā)展智能汽車與一般所說自動駕駛有不同它指的是利用多傳感器和智能公路技術實現(xiàn)的汽車自動駕駛能車輛一個集環(huán)境感、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的合系統(tǒng)集中運用了算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能自動控制等技術是典型的高新術綜合體目前對智能車輛的研究主要致力于提高汽車的安全、舒適性，以及提供優(yōu)良的人車交互界面。近來，智能車輛己經(jīng)成為界車輛工程領域研究的熱點和汽車工業(yè)增長的動力多發(fā)達國家都其納入到各自重點發(fā)展的智能交通系統(tǒng)當中。智能汽車是種正在研制的新型高科技汽車，這種汽車不需人去駕駛人只舒服地坐在上享受這高科技的成果行了因為這種汽上裝有相當于汽的“眼睛”“大腦”和“腳”的電視攝像機電子計算機和自動操縱統(tǒng)之類的裝置這些裝置都裝有常復雜的電程序所以這種汽車能人一樣會“思考”、“判斷”、“行走”，可自動啟動、加速、剎車可以自動繞過地面障礙物。在復雜多變的情況，它的“大腦”能隨機變，自動選擇最佳方案，指揮汽車正常、順利行駛。無人駕駛的智能車將是新世紀汽車技術飛躍發(fā)展的重要標志能汽車已設想走向?qū)嶋S著科技飛速發(fā)展通過對車輛智能化技術的研究和開發(fā)，可以提車輛的控制與駕駛水平，保障車輛行駛的安全通、高效。對智能化的輛控制系統(tǒng)的不斷研究完善當于延伸擴展了駕駛員的控制、視覺和官功能，能極大地促進道路交通的安全性能車輛主要特點是以技彌補人為因素的缺陷使得即便很復雜的道情況下也能自動地操和駕駛車輛繞開障礙物，沿著預定的道路軌跡駛。1

1緒論1.1智能車研現(xiàn)狀發(fā)展勢1.1.1智小車的究現(xiàn)現(xiàn)智能小車展很快從智能玩具到其它各業(yè)都有實質(zhì)果其基本可實現(xiàn)避、檢測貼片、尋光入庫、避崖等基本功能，這屆的電子設計大賽智能車又向聲控系統(tǒng)發(fā)展較出名的飛思爾智能小車是走在前列。智車競賽所使用的車模是一款帶有差速器的后輪動模型賽車賽要求參賽隊伍究并設計一款能夠自主辨識線并能夠自行駛的智能車在專門計的封閉跑道上行駛跑完整個程用時越短參賽隊伍成績越能車的設要求參賽隊伍首先對汽動力學有一的研究和了解從而設計理的機械結構同時要求參賽伍自行設計制器系統(tǒng)電路、像采集模塊電路、電機驅(qū)動電路、電源模塊電等多個部分的電路在硬件平臺建完成后參賽隊伍要對智能車系統(tǒng)的路線辨識以及控制算法行開發(fā)和調(diào)試為了后期的調(diào)試便很多隊伍還開了用于調(diào)試的上機監(jiān)控程序智能車大賽以迅猛發(fā)展的汽車電子為背涵蓋了控制、式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機等多個學科交叉的科技新比賽隨著賽事的逐年開展不僅使參賽學生自主創(chuàng)新能力的提高對于高校關學科領域的學術水平提升也有一的幫助目前，此項賽己經(jīng)成為各高校展示科研成果和學生實踐能力重要途徑，同時也為社選拔優(yōu)秀的創(chuàng)新人才提供了重要平臺。1.1.2智小車的展趨智能小車的究開發(fā)和應用涉及傳感技術電氣技術電控制技術、智能控等學科，智能控制技術是一門跨科學的綜合性術代研究十分活躍應用日益廣泛的領域。智能作為現(xiàn)代社會的新物以后2

的發(fā)展方向它可以按照預先設定的模塊在一個特定的環(huán)境自動的運行，可運用科學勘探等用途，無需人為的管理可以完成預期所達到的或更高目標智能機器人正在代替人們成這些任務不宜有人直接承擔的務可由智能機器人代替以適應不同環(huán)境受溫度、濕度等條件影響，完成危險地段，人類無法介入等特殊情下的任務，智能小車就其中的一個體現(xiàn)智能車輛又稱輪式移動機人是移動機器人的一，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策動駕駛等多種功于一體的綜合系如果將以技術引用到現(xiàn)實生中可以使我們的來生活變得更加能。除了潛在的軍用價值外，還可以應用于科研究、地質(zhì)勘探、危險索、智能救援等，其在交通運輸中也有較曠闊應用前景。1.2本文結本設計是以AT89C52為核心的智能車系統(tǒng)采用塊化設計法其硬件結構主要括：紅外檢測模塊、單片機最小系統(tǒng)模塊、電控制模塊、電源模塊。件部分由C語言編程實現(xiàn)對各部分的制。可以實現(xiàn)自動避障的功能整個系統(tǒng)結構簡單，使用方便。全文共分為六，各章主要內(nèi)容如下：第一章為緒部分要介紹了智能小車的研究現(xiàn)狀發(fā)展趨勢以本文的主要容和結構；第二章為總設計部分簡要介紹了智能小車結構及工作理論證了系統(tǒng)總方案的設計，以及對各種方案的選擇做出了比；第三章為系硬件設計部分要是通過對各種模塊介紹以及對路功能的分，對系統(tǒng)硬件進行了選型和設計，得出系統(tǒng)硬結構圖；第四章為系軟件設計部分，主要介紹了系統(tǒng)各部分軟件的計流程，給出了單的程序；第五章為系軟件仿真；第六章為總與展望主要是對本課題的總結以及存在的問題3

行歸納和進步研究的方向。4

2系統(tǒng)總方案設計2.1系統(tǒng)部設方案2.1.1單機型號選定市場上的單機型號很多功能也有差異在選擇單片機型號的時候主要應該注以下幾個方面）市場貨,統(tǒng)設計者只在市場上能夠提供的單機中選擇特別是作為產(chǎn)品大批生產(chǎn)的應用統(tǒng)所選的單片機型號須有穩(wěn)定、充足的貨源）單片機性,應根據(jù)系統(tǒng)功能要求和各單片機的性能選擇最容易實現(xiàn)統(tǒng)技術指標型號而且能達到較高性能價格比單片機性能包括片內(nèi)硬件資源、運行速靠性、指令統(tǒng)功能、體積和封裝形式等方面響性能格比的因素除單片機的性價格外還包括硬件和軟件設計難易程度相應的作量大小，以及發(fā)工具的性能價格比（3研制周期,在研制任務重、時緊的情況下要考慮所選的單片機型號是否悉是否能馬上著進行系統(tǒng)的設計研制周期有關的另一個重要因是開發(fā)工具能優(yōu)良的開發(fā)工具能快系統(tǒng)地研制進程。根據(jù)以上對片機選型知識的介紹本設計選用AT89C52單片機下面對此型號片機進行簡介。AT89C52是個低電壓，性能CMOS8位單片機，片含bytes的可反復擦寫的讀程序存儲和bytes的機存取數(shù)據(jù)儲的可反復擦寫的Flash只程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存技術生產(chǎn),兼容標準MCS-51指系統(tǒng)，片內(nèi)通用8位中央處理器和Flash存儲單元AT89C52單片機在電子業(yè)中有著廣的應用。5

2.1.2直電機驅(qū)芯片選定常用電機驅(qū)芯片主要有L298N、L293D，關于直流機驅(qū)動芯片的選首先要求動能力能夠打到設制作的需要要器件購買方便價格廉通過綜考慮本設計選用L298N作為智能直流電機的驅(qū)動芯片1.L298N動芯片L298N是專用驅(qū)動集成電路，屬橋集成電路，與的差別是其輸出電流大，功率增強。其輸出電流為，最高電流，最高工作電壓50V，可以驅(qū)動感性負載，大功率直流電(二相、三相、四)步進電機伺服電機磁閥等別是其輸入可以與單片機直接相聯(lián)從而很方便受單片機控制動直流電機時直接控制兩路電機并可以實現(xiàn)機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)此功能只需改變輸入端的輯電平。L298N模塊具有體積小，控制方的特點。其管結構圖如圖：圖2-1L298N管結構圖2.L9110動芯片L9110是為控和驅(qū)動電機設計的兩通道推挽式功率放大專集成電路器件將分立電路集成在單片IC之中，使圍器件成本降低，整機可靠性提。該芯片有兩TTL/CMOS兼容電平輸入，具有良好的抗干擾性；兩輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有大的電流驅(qū)動能力，通道能通過750～800mA持續(xù)電流，值電流能力可達6

1.5；時它具有較的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗二極管能釋放感性負載反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機步進電機或開關功率的使用上安全可靠L9110被廣泛應用于具汽車電機驅(qū)動、步進電驅(qū)動和開關功率管等電路上。其管腳功能表如-1：表2-1L9110管腳功能表序號123456783.L293D動芯片

符號OAGNDIAIBGND

功能A路輸出管腳電源電壓電源電壓B路輸出管腳地線A路輸入管腳B路輸入管腳地線L293D是著名的公司的產(chǎn)為單塊集成電路高壓高電流，四通道驅(qū)動設計用來接收DTL或TTL邏輯電，驅(qū)動感性負載比如繼電器，直和步進馬達)，和開電源晶體管。內(nèi)部包含4道邏輯驅(qū)動電路。L293D采用16引腳DIP封裝，其內(nèi)部集成了雙極型H-電路，所有的開量做成n型這種雙極型脈沖調(diào)寬式具有很多點如電流連續(xù)；電機四角限運行；電機停止時有微振電流到“動力潤滑”用，消除正向時的靜摩擦死區(qū)：低速平穩(wěn)性好等L293D通過內(nèi)部邏生成使能信。另外L293D2個H-橋電路集成到1芯片上，這就意味著用1芯片可以同時控制電機。每1個電機需要控制信號EN12，其中是使能信號IN1為電機轉(zhuǎn)方向控制信號，、IN2別為1，0時電機正轉(zhuǎn)，反之，電機反轉(zhuǎn)。其額定工作電流為1A，大可達，Vss電最小4.5V，最大可達36V；Vs壓最大值也36V，經(jīng)過實驗Vs電壓應該比Vss電壓高否則有時出7

現(xiàn)失控現(xiàn)象2.1.3紅對管的定紅外對管的擇要看紅的收發(fā)距離是否能夠滿設計功能的現(xiàn)另外要看市場供應是否充足便購買本是否合理是否價格低廉本設計的紅對管主要包括兩只紅外反射式對管。紅外對管是外線發(fā)射管與光敏接收管或者紅外線接管或者紅外線接收頭合在一起使用時候的總稱常見紅外管如上圖紅外線發(fā)射管在LED裝行業(yè)中主要有三個常用波段850NM875NM和940NM。根據(jù)波長的性運用的產(chǎn)品也有很大的差異，850NM波段主要用于紅外線監(jiān)控設備875NM段主要用于醫(yī)療設備，940NM波段的主要用于紅外線控制設備EG：紅外線遙控器、光電開關、光電計數(shù)設備等。敏接收管是一個具光敏特征的，屬于光敏二極管，有單向?qū)щ?，因此工作時需上反向電壓光時很的飽和反向電電流此時光敏管導通。當光照時，飽和反向漏電流馬上增加，成光電流，在一定的范內(nèi)它隨入射光強度的變化而增大外線接管功能與光敏接收管相似是不受可見光的干擾，感光面積大靈度高，屬于敏二極管一般只對紅外有反應紅外線接收頭就是在紅外線接收管的基礎上增加了對微弱信號行放大的處理電路，類似開關電路，接收到紅8

外信號給出電平（接近工作電壓），無紅外信號低電平（）。本設計所采用TCRT5000外反射式對管具有緊湊的構發(fā)光燈和測器安排在同一向上利用紅外光譜反射對象存另一個對象操作的長大約是950毫米。探測器由光電晶體三極管組成的。2.2總體案計按照設計的本要求，系統(tǒng)共分為五大模塊，紅外檢測模塊最小系統(tǒng)模塊、電控制模塊、電源模塊。其中紅外檢測模塊包括只紅外反射式對管，一紅外對管；最小系統(tǒng)模塊主要包括AT89C52和其外圍電路；電機模塊包兩個減速直流電機及其附屬減速箱和兩個電機動控制芯片；電源模由四節(jié)1.5V電組成。軟件部分由C言編程，實對各部分的控制遙控智能車可以實現(xiàn)自動避障功能其總體設計框圖如圖2-2示：圖2-2總設計方框圖系統(tǒng)工作原：當單片機上電后，通過紅外模塊對前方障礙檢測，傳送信號給片機經(jīng)過處理單片機將信號發(fā)給電機驅(qū)動制芯片來實現(xiàn)智能小避障的功能。對信號接收后的處理和各部分的制由采用語言編程的件實現(xiàn)。2.3智能車基介紹9

2.3.1智小車的本結智能小車又一種移動式機器人以一個玩具的外形加上智能制系統(tǒng)和各種的電根據(jù)控制系統(tǒng)的各種特性構各種功能的能小車無論哪種智能小都要由這三部分組成智能小車雖然看起來是玩具車的外形，是其車子底盤之類的機械部分都需要特別的選，從大小，形狀規(guī)格重量等方綜合考慮以最好的實現(xiàn)車功能為目而控制統(tǒng)一般以各單片機最小系統(tǒng)為核心以外圍的紅檢測或者攝檢測能模塊來檢外圍信息提供給單片機進行處和輸出控制智能車的電機運行方來實現(xiàn)智小車的各種運行方而不同電機包括無刷直流電機，進電機等各種電機則被選用來實現(xiàn)各種不同的能。2.3.2智能小車基本功及原本設計的智小車主要實現(xiàn)自動避障的功能。6V直流電源經(jīng)7805穩(wěn)壓電路輸出5V電壓，接通電源程序開始運行，小車起步。在前進途中隨著路線變智能小車或右紅外接收端接不到紅外線回信號發(fā)生變化，證檢測到障礙物；然后將變化的信號發(fā)送給單片過單片機處理單片機發(fā)給機驅(qū)動芯片新的信號從而能控制小車的相應電機倒轉(zhuǎn)；小車彎后紅返回信號回到初始，小車沿著改變后的方向繼前進。10

3硬件設3.1系統(tǒng)硬件構圖3-1為統(tǒng)總體硬件結構方框圖系統(tǒng)共分四大部分紅外檢測模塊單片機控制模以及電源模塊和電機驅(qū)控制模塊各模塊采用的主要芯片號已于圖中有所標示。圖3-1系統(tǒng)總體硬件設計方框圖3.2單片主單的設3.2.1單機引腳明AT89C52單片機芯片為40個引，圖3-2為單片機AT89C52腳圖。下面簡單敘各引腳的功能。VCC（40引腳）：電源電壓VSS（20引腳）：接地P0端口（P0.0～P0.7P0.7，39～32引腳）：P0口是一漏極開路的8位雙向口為出端口個引腳能驅(qū)8個TTL負載對端口P0寫入每引腳能驅(qū)動寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部序和數(shù)據(jù)存儲器時訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時口11

也可以提供8位地址和8位據(jù)的復用總線數(shù)據(jù)的復用總線時，P0內(nèi)部上拉電有效。在FlashROM編在程時，P0口接收指令字節(jié)端接收指令字而在校驗序時則輸出指令字節(jié)則出指令字節(jié)。證時，要求外接上拉電阻。P1端口P1.0～P1.7～8引腳）：P1口是一個帶部上拉電阻的8位雙向I/O口P1的輸出緩沖器可驅(qū)（吸收或者輸出電流方式4個TTL輸對端口寫入1時通過內(nèi)部的上拉阻把端口拉高電位，這是可作輸入口。口作輸入口使用時，因為內(nèi)部上拉電，那些被外部低的引腳會輸出一個電流。此外，和P1.1還可以作為定時器計數(shù)器2的外部技術輸）和定時器計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在對FlashROM編程和程校驗時，P1接收低8位地址。P2端口P2.0～P2.7～28引腳口是一個內(nèi)部上拉電的雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式4個TTL輸入對端口寫入時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉高電平，這時用作輸入口。作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻那些被外部信號低的引腳會輸出一個電在訪問外程序存儲器和16位地址的外部據(jù)存儲器（執(zhí)行“MOVX@DPTR”指）時P2送出高8位址訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲如執(zhí)行“MOVX”指令）時，P2口腳上的內(nèi)容就是專用寄存器（SFR）中的P2存器的內(nèi)容）在整個訪問期間不會改變。在對FlashROM編程和程序校驗期間，也接收高位地址一些控制信。P3端口P3.0～P3.7，10～17引腳）：P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O端口。P3輸出緩沖器可動（吸收或出電流方式）4個TTL入。對端口寫入，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作入口。P3做輸入口用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號低的引腳會輸入一個電流。在對FlashROM編程或程序校12

驗時，P3還接收一些控制信號。P3口作為一般I/O口外還有其他一些復用功能RST引腳）：復輸入。當輸入續(xù)兩個機器周期以高電平時為有效，用完成單片機的復位初始化操作。看門狗計時完后RST引腳輸出96個晶振周期的高電平殊寄存器地址8EH的DISRTO位可以使此能無效。DISRTO默狀態(tài)下，復位電平有效。ALE/ROG（30引）地址鎖存控制信號：）是訪問外程序存儲器時，鎖低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時，此引腳（ROG）也用作編程入脈沖。在一般情況下ALE以晶振六之一的固定率輸出脈沖，可來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強，在每次訪問外部數(shù)據(jù)儲器時，ALE脈沖將會跳果需要，通將地址位8EH的SFR的第0置“1”，ALE操作將無效。這一位置“”，ALE在執(zhí)行MOV令時有效。否則，被微弱拉高。這個ALE使能標志（地址位8EH的SFR的第0位的設置對微控器處于外部執(zhí)模式下無效外部程序存儲器選通信號（）是外部程序儲器選SEN（29引腳）通信號。當AT89C52從部程序存儲執(zhí)行外部代碼時，SEN在每個機器期被激活兩次訪問外部數(shù)據(jù)存儲時將不被激活。A/VPP（31引腳）訪問外部程序儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的部程序存儲器讀取指令A必須接注意加密方式1A將內(nèi)部鎖定。為了執(zhí)行內(nèi)部程序令，A該接。在編程期間，A也接收12伏VPP電。（19引腳蕩器反相放大和內(nèi)部時鐘發(fā)電路的輸入端。XTAL2（18腳）：振蕩器反相放大器輸入端。AT89C52單片機有引腳，為藝雙列直插裝（DIP），其引腳分布圖2.213

圖.2AT89C52引分布VCC：電源端，。GND：接。P0口：P0口是一8漏極開路的雙I/O口。作為輸出，每位能驅(qū)動8個TTL邏電平。對P0口寫“1”時引腳用作高抗輸入。當訪問外部程序數(shù)據(jù)存儲器時P0口也被作為低8位地址數(shù)據(jù)復用在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口用來接收指字節(jié)；在程校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外上拉電阻。P1口：P1是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向/O口，P1出緩沖器能驅(qū)動4個邏輯電平。P1端口寫1”時，內(nèi)上拉電阻把端口拉高，此可以作為輸入口使用。作為輸入使用時外部拉低的引腳由于內(nèi)部電的原因，將輸出電流（IIL）P2口：P2是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)4個TTL邏輯電平。P2端口寫1”時，內(nèi)上拉電阻把14

端口拉高，時可以作為輸入口使用。作為輸入使用，被外部拉的引腳由于內(nèi)電阻的原因，將輸出電流IIL。在問外部程序儲器或用16位址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例執(zhí)行MOVX@DPTR）時，口送出高八位地。在這種應用中P2使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送。在使用8地址（如MOVX@RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時P2口也接收高8位地址節(jié)和一些控制信號P3口：P3是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向/O口，P3輸出緩沖器能驅(qū)4個TTL邏輯電平。P3端口寫1”時，內(nèi)上拉電阻把端口拉高，時可以作為輸入口使用。作為輸入使用，被外部拉的引腳由于內(nèi)電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3亦作為AT89C52特殊功能（第功能）使用，如下表所示。flash編程校驗時，口也接收一些控信號。RST：復位輸入。當蕩器工作時引出現(xiàn)兩個機周期以上高電平將是單機復位。ALE/PROG當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（址鎖存允許）輸出沖用于鎖存地址的8位字節(jié)。一般情況下仍以時鐘蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的注意的是訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個LE脈沖LASH存儲器編程間，該引腳還用于輸入編程脈沖PROG）。有必要，可通過對特殊功寄存（SFR區(qū)中的EH單元的0位置位可禁止ALE作。該位置位后只有一條OVX和MOVC指令才能將A活。此外，引腳會被微弱拉高單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。PSEN：程儲存允許（PSEN）輸出是外程序存儲器讀選通信號，當AT89C52由外部程序存儲器取指或數(shù)據(jù)每個機器周期兩SEN有效，即輸兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器將跳過兩次15

PSEN信號。EA/VPP：部訪問允許，欲使僅問外部程序儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端須保持低電（接地）。需注意是：如果加位LB1被編程復時內(nèi)部會鎖EA端狀態(tài)如A端為高電（接V端，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令FLASH存儲器編程時引腳加上+12V的編程允許源VPP，當然這必須該器件是使用2V編程壓VPP。XTAL1：振蕩器反相大器和內(nèi)部鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相大器的輸出。3.2.2最小統(tǒng)設單片機最小統(tǒng),或者稱為最小應系統(tǒng),是指用最少的件組成的單片機可以作的系統(tǒng)。對單片機來說,最小系統(tǒng)包括:單片機、晶振電路、位電路。其中復位電路采用上電復位最小系電路圖見圖3-3所。對于AT89C52片機，其最小系統(tǒng)只需要電源、復位電路、鐘電路就能工作。于我們的程序存儲器（ROM）用內(nèi)部Flash儲單元，所以單片機上高。微處理系統(tǒng)在開始工作時須對微處理內(nèi)部的寄存器等行復位，使各個寄存器的值設為預定狀態(tài)才能利開始工作復位電路的好壞定著單片機能否正常工復位電基本功能是在系統(tǒng)上電時供復位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。位電路可以使用用復位芯片也可以用電阻電容建本文從可靠性成本考慮最終選電阻電容來搭建復位電路。對于52內(nèi)核的單機，復位信號輸端，高電平有效。當此輸入端保持兩個機器周(24個時鐘振蕩周期的高電平時，可以完成復位操。16

圖3-3單片機最小統(tǒng)圖3.3紅外檢測元計紅外檢測單主要用到一對紅外對管，TCRT5000紅外反射式對管和電壓比較器成芯片LM339。下面一一介紹：1.TCRT5000TCRT5000光電傳感器模塊是基于TCRT5000紅外光電感器設計的款紅外反射光電開關感器采用高發(fā)射功率紅外電二極管和靈敏度光電晶體組成，輸出信號經(jīng)施密特電路整形，穩(wěn)定可靠(1).應用場:度表脈沖數(shù)采樣真機碎紙機張檢測礙檢測17

(2).基本參：形尺寸：長32mm~37mm；寬7.5mm；2mm作電壓：DC3V~5.5V，薦工作電壓為5V測距離：1mm~8mm適用，焦點距離為紅外發(fā)射二管不斷發(fā)射紅外線，當發(fā)射出的紅外線沒有被射回來或被反回來但強度不夠大時，光敏三極管一直處于關狀態(tài)，此時模塊的出端為低電平，指示二極管一直處于熄滅狀態(tài)被檢測物體出現(xiàn)在測范圍內(nèi)時，紅外線被反射回來且強度足夠大光敏三極管飽和。圖3-4TCRT5000實物及應用原圖2.紅外對管紅外對管是外線發(fā)射管與光敏接收管或者紅線接收管或者紅外線接收頭合在一起使用時候的總稱外線接收一般情況下是與紅外線發(fā)射成套運用在產(chǎn)品設備當中外線接收是專門用來收和感應紅外線射管發(fā)出的紅外線光線的外線接收是將紅外線信號18

變成電信號半導體器件，它的核心部件是一個特殊材料的PN，和普通二極管相在結構上取了大的改變紅外線接管為了更多大面積的接受入光線，PN結面積盡做的比較大，電極面積盡量減小，而且結的結深很淺，一般小于1微米。紅外線接收極管是在反電壓作用之下工的。沒有光照時，反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1微安）稱為暗電流。有紅外線光照時，攜帶能量的紅外線光子進入PN后，把能量傳給共鍵上的束縛電子部分電子掙脫共價鍵而產(chǎn)生電子--空穴對（簡：光生載流子）。它們在反向電壓作用下參加移運動，使反向電流明變大光的強度越大，反向電流也越大這特性稱為“電導”紅外線接二極管在一般照度的光線照射下所產(chǎn)生電流叫光電流。如果外電路上接上負載，負載上就獲得了電信號且這個電信號隨著光的化而相應變化。圖3-5紅外對管實物應用原理圖3.LM339NLM339N每道靜態(tài)電流Max.(mA):0.500，輸出電流，響應刻(由低)(us):0.300工作壓Min.(V):2，工電Max.(V):30。共輸入壓VICRMin.(V):－共模輸入電壓VICRMax.(V):3.500輸入失蹤調(diào)(25℃)Max.(mV):5，:No通道19

數(shù):4，封裝/溫度℃):PDIP-14/0~70，述:四路差分斗勁。LM339N內(nèi)結構圖3-6，系統(tǒng)應用原理3-7，及引腳功能3-1如下：Out2Out1Vcc

123

141312

Out3Out4Gnd-In1+In1-In2+In2

4567

-+-+

1423

+-+-

111098

+in4-in4+in3-In3圖3-6內(nèi)部結構圖表3-1引腳功能表引腳號1234567891011

引腳功能電壓取樣輸出端電壓取樣輸出端電源輸入端電壓取樣反相輸端電壓取樣同相輸端電子開關啟動端電壓取樣同相輸端電壓取樣反相輸端PG信同相控制端電壓取樣反相輸端電壓取樣同相輸端

工作電壓（）4051.20.811.21.21.21.41.6

在路電阻值（Ω）8.58.54410.510.5119.5111011.520

121314

地PG號輸出端電壓取樣輸出端

041.8

03.69.53.4電機動元計本設計電機動單元采用市面易購的電機驅(qū)動芯片L298N，該芯片是利用TTL平進行控制對電機的操作方便通過變芯片控制的輸入電平，即以對電機進行正反轉(zhuǎn)操作，很方便單片機的操能滿足直流減速電的要求其內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路額定工作電流1A，最大可，Vss壓最小4.5V，最大可達36V壓最大值也是36V，Vs壓應該比Vss壓高，否則時會出現(xiàn)失控現(xiàn)象。L298N使能入引腳和輸出腳的邏輯關系表3-2統(tǒng)應用原理圖3-8如下：表3-2L298N使、輸入引腳輸出引腳的邏輯關系ENA（BIN1（IN3IN2（IN4）電運行情況HHLHLH

正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)H

同IN2（IN4）同IN1（IN3快速停止LXX

停止21

圖3-7L298N仿真圖3.5系統(tǒng)體理在系的設計成后，把各模塊根據(jù)其功能和信號處理的流程接起來，便得到統(tǒng)總體設計的原理圖，如圖3-12所示，為簡潔起，其中的接線部分用網(wǎng)絡標號連接。圖系統(tǒng)總體原理圖22

3.6硬件干設智能小車在行過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)異常動作的現(xiàn)象，主要因的就是小車控制分受到了外界的干擾。而小車控制系統(tǒng)的核心件是單片機那么只要抑制對片機的干擾就可以了對單片機造成影響的干擾源主要有三個面，來自交流電源的干擾來自信號通道的擾，來自空間的輻射干擾述三種干擾危害以來自交流電的干擾最甚次為來自信號通道的擾來自空的輻射干擾不太突一般只加以適當?shù)钠帘渭敖拥鼐徒鉀Q。下面主要介紹針對前兩個方面干擾的抑措施。3.6.1電干擾的制任何電源和電線路都存在內(nèi)阻是這些內(nèi)阻才引起電源的噪聲干擾?？紤]高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次線圈的感偶合是由初、次間寄生電容偶合的。因此，在交流穩(wěn)壓器之后加隔離變壓器，且初、級之間均需用屏蔽層隔離，以減少分布電容，高抗共模干擾的能力。外，由諧波頻譜分析可知，電源引起的干擾大分是高次諧波這樣就可在隔離壓器之后設計低通濾波讓50HZ市電基波通過，濾去高次諧，改善電源波形。3.6.2信通道干的抑（1）共阻抗偶合干擾及其抗干擾措施采用單點接和分別電源供電消除共阻抗回路。數(shù)字信號地線、號源地線和載地線分開設置數(shù)字電路模擬電路負載電路分單獨供電，獨自成回路且單點接地。加強電源退避免通過用電源內(nèi)阻造成幾個電之間的相互擾應在每個電路的流電源進線與地線之間裝退偶濾波工作頻較高的電路LC濾波器或RC濾波器般單片機主板及其外圍接口電路23

和一般I/O等，在大規(guī)模集成電路電引腳處加一F電容，小功率TTL路可幾片加一只退偶電容即可。用集成隔離大器切斷共阻抗環(huán)路。由于隔離放大器采用浮式設計，消除了入、輸出間的直接偶合，切斷了共地和共電源路，因而具有共模抑制高保護系元件不受高共模電壓的害和防止高對低壓信號系統(tǒng)壞的特點。采用光電隔器切斷共阻抗環(huán)路單片機與各字電路脈沖電路開關電路的口可用數(shù)字式光電隔離器進行隔離以切斷阻抗環(huán)路避免長線感應電源和各種負載通過共阻抗回饋的各種干擾的入于線性模擬電路道如因考成本不能使用隔離大器進行隔時則可采用線性光偶用V/F變換后再用數(shù)字光進行隔離。(2)靜電偶合干擾及其對策合理布線減少分布容特別是高頻信號線盡量不與其他信號路平行走線若必須平行走線時，應注意留一定的距離切斷靜電偶合通道。降低收電路輸入阻抗例如用光電偶合等光電的入阻抗與干擾源相比小者量級為100Ω～1kΩ者則為105Ω～108Ω，因此，使用偶可以使干擾大大減小。(3)傳導偶合干擾及其措施。在單片機測系統(tǒng)中傳輸線上的信息多為脈信號它在傳輸線上傳輸時會出延時畸變和衰減。尤其是當長傳輸線經(jīng)過干擾環(huán)境線相當于天拾取干擾信號對電路產(chǎn)生干擾針對傳偶合千擾采取下措施：長輸線采用屏蔽線，避免電磁感應干擾要注意屏蔽層要端接大地，保證接地良好采用兩端接地，蔽層又構成的干擾回路不到好的屏效果光電偶合器將長線完浮置起來的“浮置”去掉了線兩端間的公共地線但有效消除了邏輯電路的流經(jīng)公共地線時產(chǎn)生的噪聲電壓形成相互竄擾且也有地解決了長線動和阻抗匹問題；同時，受控設備短路時，還能保護系統(tǒng)受損害。傳24

輸線應盡量離變壓器及電源等大功率器件，且盡可能短；較長時，可用雙絞屏蔽傳輸雙屏蔽線與光電偶合器配合使用效果更佳時注意強電信線和弱電信號線分開高頻信號和低頻信號分開交流和直流分開電源線和信號線分開。4系統(tǒng)軟設計25

4.1主程序設智能小車需有信息采集處理的運行過程智能小車的接收模塊采集運行信息運行過程中紅外采集小車運行信息，均交與單機處理后給予電機動芯片信息從而控制小車運行式主流程見圖4-1所示:

26

圖4-1主流程圖4.2紅外測塊序設voidhongwai(){if(P2!=0xff){if(IR_Forward0)

//紅外有返回時為0，在無障礙時不返回{CAR_Stop();//停止

只前面有}if(IR_Right1)

//紅外有返回時為0，在黑帶上不返回{CAR_Left();//左轉(zhuǎn)}if(IR_Left1){CAR_Right();//右轉(zhuǎn)}delay(30000);CAR_Forward();}27

}4.3電機動塊序設根據(jù)電機的行方式將電機不同的運行方式寫成不同的子程單片機接收到測信號后需要電機如何運行時直接用相對應子序即可。voidCAR_Forward()//前{m1_1=0;m1_2=1;m2_2=1;m2_1=0;}voidCAR_Retreat()//向后行{m1_2=0;m2_2=0;m1_1=1;m2_1=1;}voidCAR_Left()//左行{m2_1=0;m1_1=1;m1_2=0;m2_2=1;}voidCAR_Right()//右行{m1_1=0;28

m1_2=1;m2_1=1;m2_2=0;}voidCAR_Stop()//停車{m1_1=1;m1_2=1;m2_1=1;m2_2=1;}4.4系統(tǒng)件干設計單片機的工有可能會受到來自外界電磁場的干擾，造成程的跑飛，從而陷死循環(huán)，程序的正常運行被打斷單片機制的系統(tǒng)便無法繼續(xù)工作這樣會造成整個系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可料的后果，所以出于對片機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的考慮產(chǎn)生了種專門用于監(jiān)測單片機序運行狀態(tài)的芯片，俗稱“看門狗”(watch。通?？撮T狗電路需一個專門的看門狗芯片連接單片機來實現(xiàn).。STC單機內(nèi)部自帶有看狗過對相特殊功能寄存器的設置可實現(xiàn)看門的應用STC89系列單機內(nèi)部有一個門的看門狗定時器存器WatchDogTimer寄器。STC單片機門狗定時器寄存器在特功能寄存器的字節(jié)地址為E1H，不能位尋址，該寄存器用來管理片機的看門控制部分，包括啟?？撮T設置看門溢出時間等單片機復位時該寄存器不一定全部被清0，在STC下程序軟件界面上可設置復位關門狗或只有電關看門狗的選根據(jù)需要做出適合自己設計統(tǒng)的選擇其各位的定如表4-1示。29

表4-1看狗定時器寄存(WDT_CONTR)位序號位符號

D7--

D6D5D4D3D2--EN_WDTCLR_WDTIDLE_WDTPS2

D1PS1

D0PS0看門狗允許位，當設置為“1”時，啟動看門。看門狗清“0”位，當設“1”時，看門狗時器將重新數(shù)。硬件自清“0”此位：門狗“IDLE”式位，當設置為“1時，看門狗定時器在單片機“空閑模式計數(shù)，當清“”該位,看門狗定時器在單片機的空閑模式”時不計數(shù)。、PS0：看門狗定時器預分頻值，不同值對預分頻數(shù)如表4-2所示。表4-212M晶看門狗定時器預分頻值PS200001111

ps100110011

ps001010101

預分頻數(shù)248163264128256

看門狗溢出時間65.5ms131.0ms262.1ms524.2ms1.0485s2.0971s4.1943s8.3886s本設計的看狗程序簡略如下：sfrWDT_CONTR0xe1;#defineWDT_TIME4voidreset_wdt(void){

//1.048576sWDT_CONTR=//時間為1.048576s,

預分頻32//開啟看門,清0重新計數(shù)30

//看門狗計器在空閑模式下不計數(shù)}reset_wdt();//喂狗開啟看門狗5系統(tǒng)仿5.1系統(tǒng)在的仿真在完成系統(tǒng)件設計和軟件設計之后，開始進行系統(tǒng)在protues7.7環(huán)境下的軟仿真以確保本設計方案的可行與準確性因為在真時紅外對管不真正的檢測到信號流電機也不能簡易見的顯示正反轉(zhuǎn)所以在仿真時采開關來實現(xiàn)采集信號的化用發(fā)光二級管亮滅來代替直流機的正反轉(zhuǎn)由于在proteus7.7件庫里沒有，所以用三個LP339電壓比較器來代替實現(xiàn)其功能。圖5-1系統(tǒng)在proteus的仿真圖5.2仿真總結問補31

5.2.1仿真總結經(jīng)過了認真仿真總結仿真的過程，我們可以得出結論本計的智能小車原簡單可以很簡潔的實現(xiàn)功能；在設置簡單的同時能小車功能實現(xiàn)就不能很徹底有時會出現(xiàn)一些誤的動作而智能車的程序便于修，通過改變程序可以很方便的增加或改變小車功能。5.2.2問題補充在本設計的真中紅外對管不能真正的檢測號直流電機也不簡潔易見的示其正反轉(zhuǎn)。所以在仿真時采用開關來實現(xiàn)采信號的變化，發(fā)級管的亮滅來代替直機的正反。另外由于在proteus7.7元件庫里沒有LM339N，所用三個LP339壓比較器來替實現(xiàn)其功能LP339與LM339N實現(xiàn)功能完全一只是需要三個LP339才能完全代LM339N在電路中的右。LP339的應用原理圖如下：圖5-2

系統(tǒng)中LP339的用原理圖32

結

論智能小車是用機器人和玩具小車中常見的物品文先說了智能小車的設計路并介紹幾種設計方案選擇了其一種簡單可的方案然后從智能小車核心部件單片機最小系的介紹開始逐進行各個模塊器件論證與選擇。后面詳細介紹了智能小車的硬件及軟件設計。本設計的智小車功能簡單可以廣泛的用于作兒童玩具者以此為基礎制完成特定任務的智能小車硬件部分設計過程中選用的操作簡單方便一步提升了智能小車的可控性趣味性軟件設計采用C語言編程在對智能小車加什么新的功能的候便于修改應用。本設計的智能車還存在一些缺點與不足主要以這兩點一是小車的干擾措施實不夠在實際運行中很容易受到響二是智能小車設計比較基礎，能做些簡單的實現(xiàn)。離實際應用還有很遠的距需要很多方面的進步研究。通過這次的計我對所的專業(yè)課知識有了深的理解尤其是于單片機方學習讓我學到并學會運用了很以前都不知的知識在設計過程中在網(wǎng)上和圖書館查閱了大量的外文資料解決了少從未遇到過的題讓我對前智能小車領域的研究況和發(fā)展方有了很多的了解在解決問題的過程中發(fā)現(xiàn)了查資料的巨大用學到了33

很多查閱資的方法從而也了解到了更多的業(yè)知識通過一個問題的解決，使我的學習能力，分析問題、解決問題的能力在知不覺中有了很大的提更加增強我對學習的信心對于以后的工作和學習都會有很大的幫。參文[1]謝宜仁.單片機實用技術問[M].北京：人民郵電出版社，2005[2]李勛．單片機微型計算機大讀本．北京：京航空航天學出版社，2002[3]王治剛．單片機應用技術與訓．北京：清大學出版社[4]張積東.單片機開發(fā)與應用.北京：子工業(yè)出版，1994[5]周航慈.單片機程序設計基.北京：北京航空航天大學出版社1997[6]彭為.單片機典型系統(tǒng)設計實例精講北京子工業(yè)出版社[7]何立民.單片機高級教程.