索健章 陳宇豪 黃文萊 陳志偉 尹昭恒

摘要：自單片機(jī)問世以來，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。當(dāng)今社會(huì)，幾乎所有的電子產(chǎn)品都會(huì)使用單片機(jī)的集成芯片。51單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，其易用性和通用性受到了廣泛用戶的好評(píng)。基于其體積小、功耗低、成本低，工作可靠性強(qiáng)。根據(jù)這些特點(diǎn)，特別適合控制相關(guān)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用STC89C52RC微控制器作為車身的主要核心控制芯片。操作說明的無線傳輸。光電門用于監(jiān)控小車驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。從而用PWM動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和控制小車的速度和方向。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：前進(jìn)后退、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、黑線追蹤、避障、紅外遙控、車速調(diào)節(jié)。

關(guān)鍵字：51單片機(jī);智能小車 ;可管理;STC89C52RC

一、引言

51單片機(jī)是對(duì)所有兼容Intel8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8004單片機(jī)，后來隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8004 單片機(jī)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門的一個(gè)單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是51系列的單片機(jī)一般不具備自編程能力。

智能遙控小車的研究現(xiàn)狀最早應(yīng)用于美國(guó)工業(yè)，是因?yàn)樗哂袠O大的便捷性和智能性。讓它被政府認(rèn)可。在相關(guān)技術(shù)和政策的支持下，各主要工業(yè)國(guó)在智能無線遙控方面都有一定的優(yōu)勢(shì)。因此，未來智能汽車的應(yīng)用將無處不在。在這種設(shè)計(jì)中，智能汽車由兩個(gè)輪子驅(qū)動(dòng)。C52RC芯片是控制的核心部分，而DC電機(jī)主要是L298N集成電路。借助單片機(jī)產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。實(shí)現(xiàn)了紅外避障。在此基礎(chǔ)上，連接紅外控制。單片機(jī)解碼后，自動(dòng)選擇汽車功能。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化了。相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。但它高度智能化和人性化。某種程度上體現(xiàn)了智能屬性。

二、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理

本設(shè)計(jì)是一款基于單片機(jī)的智能小車。整個(gè)小車系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。無線遙控小車的整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要集中在以STC89C52RC為核心的單片機(jī)上。利用T0定時(shí)器的中斷方式，形成更精確的脈沖波，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)L298N芯片，精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。PT2262的編解碼芯片用于無線傳輸和操作：車身移動(dòng)平臺(tái)上的單片機(jī)接收到相應(yīng)的命令后，控制命令改變發(fā)動(dòng)機(jī)的PWM脈沖波形。并調(diào)整車輛的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。

三、硬件設(shè)計(jì)

在小車設(shè)計(jì)的硬件模塊中單片機(jī)采用的是51系列作為控制的核心處理器。這里主要是以STC89C52RC作為主要控制芯片，它兼容51的全部功能并且功能更加優(yōu)化。單片機(jī)最小系統(tǒng)由外圍信號(hào)I/0口組成的，包括電源、CPU時(shí)序電路、復(fù)位電路。在這三個(gè)模塊的基礎(chǔ).上，單片機(jī)就能夠正常的工作。設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，時(shí)鐘晶振電路模塊采用的工作方式是內(nèi)部時(shí)鐘的工作方式，是通過利用芯片內(nèi)部的實(shí)時(shí)震蕩諧振電路模塊來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)的主要核心硬件模塊是紅外避障和尋跡功能模塊。紅外避障模塊與紅外尋跡模塊分別如圖2、3所示。將第一個(gè)RPR0/IN1與M34中的第九個(gè)引腳相連接起來，紅外發(fā)光二極管分別接P3.2. P3.3.P3.4和P3.5引腳，通過比較LM34芯片，我們知道可以通過接受管電壓與設(shè)置的參考電壓值進(jìn)行比較，之后得到顯影電平的輸出。小車跳轉(zhuǎn)到尋跡模式后。對(duì)應(yīng)的單片機(jī)就開始進(jìn)行工作。進(jìn)行不停的對(duì)I/O口進(jìn)行掃描。直到檢測(cè)到某一個(gè)I/O有信號(hào)輸出時(shí)，首先要做出判斷是哪一個(gè)探測(cè)器對(duì)黑線進(jìn)行的探測(cè)以及得到的結(jié)果，若是左邊的探測(cè)器探測(cè)到.的信號(hào)。對(duì)應(yīng)的也就是左邊的車身把白線壓到了。那么此時(shí)就要對(duì).小車做出右轉(zhuǎn)的命令使其右轉(zhuǎn)：同樣的道理。如果是右邊的探測(cè)器探測(cè)到的信號(hào)，也就意味著小車右邊壓上了黑線。此時(shí)小車就應(yīng)該向左偏離運(yùn)行軌跡，做出靠左的反應(yīng)。經(jīng)過這樣的調(diào)整過后。小車.是還要進(jìn)行前行的動(dòng)作。小車不斷循環(huán)往復(fù)地重復(fù)以上動(dòng)作。從而達(dá)到在方向上對(duì)小車進(jìn)行控制。

四、總結(jié)

本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，結(jié)合尋跡電路、無線遙控電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和紅外避障電路實(shí)現(xiàn)小車的行駛，自動(dòng)循跡，避障，紅外遙控，車速調(diào)節(jié)等功能?；就瓿筛黜?xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)小車的智能化行駛。系統(tǒng)是通過軟硬結(jié)合的方式，得到硬件檢測(cè)信號(hào)后輸入單片機(jī)各個(gè)對(duì)應(yīng)的I/0接口，通過匯編程序控制過程，小車由遙控啟動(dòng)后，自動(dòng)尋跡，并不斷檢測(cè)遙控、避障和語音信號(hào)，只要得到其中任何種信號(hào)都將轉(zhuǎn)入它們對(duì)應(yīng)的功能模塊，實(shí)現(xiàn)有效控制。此次設(shè)計(jì)的知識(shí)面比較廣范，能把我們所學(xué)的知識(shí)都聯(lián)系起來，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，能夠使我們的知識(shí)掌握更牢，并能提升我們分析問題，解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉雪飛.李萬敏.基于51單片機(jī)的智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作[J].2020

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