单片机自动往返小车

本文介绍的是基于单片机89S52控制的自动往返电动小汽车控制系统的硬件和软件设计。

该设计采用89S52单片机为控制核心，对送入的脉冲信号进行检测分析，利用超声波传感器检测道路上的障碍，通过脉宽调制使电机转速能自动调节，从而实现电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车的控制要求。

由4位数码管进行对里程、时间的显示。

整个系统的电路结构简单，可靠性能高。

采用的技术主要有：通过编程来控制小车的速度；传感器的有效应用；新型显示芯片的采用。

关键词：自动往返电动小汽车；AT89S52单片机；脉宽调制；光电检测器This paper is based on89S52 single-chip microcomputer controlled electric car from the automatic control system hardware and software design. The design using 89S52MCU as the control core, is sent into a pulse signal detection and analysis, the use of ultrasonic sensors detect obstacles on the road, by a pulse width modulated so that the motor speed can be adjusted automatically, so as to realize the electric cars automatic obstacle avoidance, low speed, as well as the automatic parking control requirements. By 4digital tube on the mileage, time display. The system has the advantages of simple circuit structure, reliable performance and high.Using the technology are: programmed to control the car speed;the effective application of the sensor;the adoption of the new display chip.Key words：automatic motor-driven car; AT89S52 MCU; pulse width modulation; photoelectric detector目录第1章绪论 (2)1.1设计背景和研究意义 (2)1.2 工作原理和技术要求 (2)第2章方案设计与论证 (3)2.1单片机的选择 (3)2.2电动小车 (4)2.2.1 转向和动力分开的电动小车 (4)2.2.2 转向和动力结合的电动小车 (4)2.3控制系统方案设计 (4)2.3.1 数字电路控制 (4)2.3.2 89S52系统控制 (4)2.4调速系统方案设计 (5)2.4.1 电压调速 (5)2.4.2 脉宽调速 (5)2.5制动方案 (6)2.5.1 机械刹车 (6)2.5.2 电机反电压刹车 (6)2.6电机驱动模块 (6)2.6.1 L298N驱动步进电机 (6)2.6.2 功率管缓冲电路驱动电机 (6)2.7信号检测模块 (7)2.7.1 光敏探测器 (7)2.7.2 光电传感器 (7)2.8行程计算 (8)2.9系统原理 (8)第3章硬件设计 (9)3.1电动驱动模块 (9)3.2信号检测模块 (9)3.3单片机控制处理模块 (9)3.4显示模块 (10)3.5最小应用系统设计 (10)3.5.1 时钟电路 (10)3.5.2 复位电路 (11)第4章软件设计 (12)4.1 主程序设计 (12)4.2 显示子程序设计 (13)4.3 避障子程序设计 (13)4.4可编程逻辑器件 (13)附录 (16)参考文献 (23)致谢 (24)第1章绪论1.1设计背景和研究意义智能电动小车是一种无人操纵的自动寻迹往返小车。

开题报告电气工程及其自动化基于单片机的自动往返小汽车的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着汽车工业的迅速发展，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。

关于汽车的研究也就越来越受人关注。

全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。

可见其研究意义很大。

本设计就是在这样的背景下提出的，为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。

设计的智能电动小车应该能够具有自动寻迹、小灯显示等功能。

由于单片机教学例子有限，因此，单片机智能车能综合学生课堂上的知识来实践，使学习者更好的了解单片机的发展。

通过此次的单片机寻轨车制作，使学生从理论到实践，初步体会单片机项目的设计、制作、调试和成功完成项目的过程及困难，以此学会用理论联系实际。

通过对实践中出现的不足与学习来补充教学上的盲点。

智能汽车是一种高新技术密集的新型汽车，是在网络环境下利用信息技术、智能控制技术、自动控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机和机械等多个学科的最新科技成果，使汽车具有自动识别行驶道路、自动驾驶等先进功能.随着控制技术、计算机技术和信息技术的发展,智能车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色.近年来，智能车在野外、道路、现代物流及柔性制造系统中都有广泛运用，已成为人工智能领域研究和发展的热点。

二、研究的基本内容。

智能寻迹小车采用后轮驱动，左右后轮各用一个直流减速电机驱动，通过调制后面两个轮子的转速从而达到控制转向的目的在车体前部分别装有左中右三或者两个红外反射式传感器，当小车左边的传感器检测到黑线时，说明小车车头向右边偏移，这时主控芯片控制左轮电机减速，车体向左边修正同理当小车的右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机减速，车体向右边修正当黑线在车体的中间，中间的传感器一直检测到黑线，这样小车就会沿着黑线一直行走。

我们本次实验室针对现实生活中现代自动配货、自动运料运输等工业生产和商业运营的社会需要。

在当今社会单片机已经完全满足不了需要所以我们应用了更加高端的PLC从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。

所以本次实验应用PLC的S7-200 来设计的两个关于小车的自动控制系统。

第一个是小车直线自动往返控制。

它实现的事小车在始末站之间的自动往返运动，并且在控制过程中能及时的停止装置。

第二个的小车定位系统。

它实现的是小车在规定的站点之间和规定的次数进行往返运动，并且在完成规定动作后能回到指定的站点。

文中给出了具体的系统结构图，指出了系统的具体构成及所选的元件，列出参数的定义及1\0口地址分配表，还有详细的梯形图及每个网络所实现的作用。

完成了对小车的自动控制。

关键字：自动控制PLC 自动往返控制小车定位系统1选题背景及意义 (1)2系统简介 (2)2.1小车直线运动模型图及其介绍 (2)2.2系统中主要元件型号 (2)2.3电机主接线图 (2)3PLC简介 (4)3.1PLC工作原理 (4)3.2PLC的应用 (4)3.3西门子S7-200CPU226CNDC\DC\D的主要技术指标 (5)4直线自动往返控制 (8)4.110地址分配表 (8)4.2PLC接线图 (8)4.3带注释的程序 (9)5定位控制 (11)5.1I0地址分配表 (11)5.2PLC接线图 (11)5.3带注释的程序 (12)结论 (16)参考文献 (17)1 选题背景及意义传统的运料小车大都是继电器控制，而继电器控制有着接线繁多，故障率高的特点，且维护不易等缺点，作为目前国内控制市场上的哦主流控制器，PLC 在市场，技术，行业影响等方面有着重要的作用，利用PLC控制来代替继电器控制已是大势所趋。

自动往返电动小汽车设计摘要智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。

一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。

本系统以SST系列单片机为核心控制模块，充分利用了自动检测技术、单片机最小系统、液晶显示模块电路，以及声光信号的控制、电机的驱动电路。

通过Keil C和PROTEUS的仿真，通过实践操作与调试，实现自动往返小车设计。

综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等。

使小车能在无人操作情况下，借助传感器识别路面环境，由单片机控制行进，实现初步的无人控制。

单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。

智能小车采用单片机为控制器核心，其集成度高、体积小、抗干扰能力强，具有独特的控制功能，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。

本设计以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和循线运动。

运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、定时、前进、后退、左转、右转、显示行驶速度、行驶路程、行驶时间等智能控制系统。

关键词：SST单片机，自动控制，电动小车， PWM调速，传感器THE DESIGN OF AUTOMATIC ELECTRIC CARSABSTRACTSmart cars, also called wheeled robots, is a kind of automobile electronic background, intelligent control, pattern recognition and sensing technology, electronic, computer, machinery and multidisciplinary science creative design. Generally consists mainly of path recognition, speed acquisition, angle control and speed control module.System design for the core of SST series microcontroller control module. Make full use of the automatic detection technology, MCU smallest system, LCD module circuit, the control of signal, and the motor drive circuit. Through the simulation Keil C and PROTEUS, practice and debugging, and the realization of automatic car design. Comprehensive use of microcontroller technology, automatic control theory, the detection technology, etc. That car in unattended operation circumstance, using sensor identify road environment. Travel by single-chip microcomputer control, the preliminary no control.MCU is well established for its flexible operations, small volume, light weight, less consumption, powerful functions, and low in price. This design based on singlechip, peripheral circuit, by using photoelectric detector signal detection and followed the movement. Using MCU to realize the automatic forward, backward, left, right, and display speed, driving distance, time of intelligent control system.The application of MCU is fundamentally changing the traditional control system design ideas and design method.KEY WORDS: SST microcontroller, automatic, PWM speed adjusting, sensor目录前言 (1)第1章绪论 (2)§1.1 设计背景 (2)§1.2 设计概述 (2)§1.3 设计任务和主要内容 (3)第2章系统方案论证与分析 (4)§2.1小车车体选择 (4)§2.2主控单片机 (5)§2.2.1采用凌阳16位单片机 (5)§2.2.2采用SST89E516RD单片机 (5)§2.3 电机模块 (6)§2.3.1 采用步进电机 (6)§2.3.2 采用直流电机 (6)§2.4 电机驱动调速模块 (6)§2.5 电源管理 (8)§2.5.1采用单电源供电 (8)§2.5.2采用双电源供电 (8)§2.6 路面黑线探测模块 (9)§2.6.1采用对射式红外光电传感器 (9)§2.6.2采用反射式红外光电传感器 (9)§2.7 测速及里程计量模块 (10)§2.7.1采用霍尔传感器 (10)§2.7.2采用U型红外光电传感器 (10)§2.8 计时模块 (11)§2.9 显示模块 (11)§2.9.1采用LED数码管 (11)§2.9.2采用LCD液晶显示 (11)第3章智能小车系统设计 (12)§3.1主控单片机功能设计 (12)§3.1.1 单片机硬件结构 (12)§3.1.2单片机引脚锁定 (13)§3.2电机驱动控制设计 (15)§3.3 PWM调速控制设计 (17)§3.4传感器设计 (20)§3.4.1 黑线检测传感器设计 (20)§3.4.2 测速、里程计量传感器设计 (25)§3.5液晶显示功能设计 (28)第4章128×64液晶功能分析............................................. 错误!未定义书签。

89c52的单片机自动往返电动小汽车设计报告范文-图文1.设计任务：设计并制作了一个自动往返小汽车，其行驶路线满足所需的要求。

1.1要求：1.1.1基本要求：（1）分区控制：如（图1）所示：（图1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。

在第一个路程C~D区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于8。

1.1.2．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。

（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。

（3）其它特色与创新。

2.方案设计：根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图2）所示：555定时器控速模块路面检测测速模块AT89S51LCD显示模块(图2)2.1路面检测模块：路面黑线检测模块采用反射式红外发射--接收器,在车底的前部和中部安装了两个反射式红外传感器.2.2LCD显示模块：采用1602LCD，由单片机的总线模式连接。

为节约电源电量并且不影响LCD的功能，LCD的背光用单片机进行控制，使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮，因为我们不必看其显示；在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮。

2.3测速模块：采用采用霍尔开关元器件A44E检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。

霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对外围电路要求2简单，使用寿命长，价格低廉等特点，电源要求不高，安装也较为方便。

霍尔开关只对一定强度的磁场起作用，抗干扰能力强，因此可以在车轮上安装小磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。

其原理图接线如（图3）所示：（图3）2.4控速模块：采用由双极性管组成的H桥电路。

用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。

小车自动往返控制线路的工作原理小车自动往返控制线路的工作原理一、引言小车自动往返控制线路是一种常见的电路设计，用于控制小车在两个点之间自动来回运动。

该电路由多个组件组成，包括电源、开关、继电器等。

本文将详细介绍小车自动往返控制线路的工作原理。

二、电源供电小车自动往返控制线路需要一个稳定的直流电源来提供能量。

通常使用交流电源通过整流和滤波的方式转换为直流电源。

在这个过程中，交流电源首先经过一个变压器，将高压交流电转换为低压交流电。

然后通过整流桥将交流信号转换为直流信号，并通过滤波电容器去除残余的交流成分，得到稳定的直流电源。

三、开关控制小车自动往返控制线路中需要使用开关来实现手动或自动切换功能。

当开关处于手动模式时，用户可以通过手动操作开关来控制小车的运行方向。

当开关处于自动模式时，小车会根据预设程序进行往返运行。

四、继电器工作原理继电器是小车自动往返控制线路中重要的组件之一。

它可以通过电磁感应实现信号的转换和放大。

继电器由线圈、触点和铁芯组成。

当线圈通电时，产生的磁场会吸引铁芯，使触点闭合或断开，从而实现信号的转换。

在小车自动往返控制线路中，继电器用于控制小车的运行方向。

当继电器的触点闭合时，电流可以流向一个方向，使小车向前运行；当继电器的触点断开时，电流可以流向另一个方向，使小车倒退运行。

五、往返控制逻辑小车自动往返控制线路中的逻辑由多个继电器和触发器组成。

其中一个继电器用于控制小车的运行方向，另一个继电器用于检测小车是否到达目标位置。

1. 运行方向控制在自动模式下，当用户设置好目标位置后，运行方向控制继电器会根据预设程序来切换小车的运行方向。

当小车到达目标位置时，该继电器会切换方向，并将信号发送给触发器。

2. 到达位置检测到达位置检测继电器用于检测小车是否到达目标位置。

当小车到达目标位置时，该继电器会切换状态，并将信号发送给触发器。

3. 触发器触发器是一个重要的逻辑元件，用于控制小车的动作。

一、实验目的1. 掌握单片机在自动控制中的应用原理。

2. 学会使用L298芯片控制小车速度与方向。

3. 熟悉短距离红外收发器在采集路面信息中的应用。

4. 通过实训，提高动手能力和解决问题的能力。

二、实验原理本实验以单片机STC12C5A6032为核心，实现小车的自动往返功能。

L298芯片用于控制小车的速度与方向，短距离红外收发器用于采集路面信息，从而实现小车的自动往返。

三、实验器材1. 单片机STC12C5A6032 1块2. L298芯片 1块3. 短距离红外收发器 2个4. 电机驱动模块 1个5. 电源模块 1个6. 连接线若干7. 平板轨道 1条四、实验步骤1. 搭建电路：根据电路图连接单片机、L298芯片、红外收发器、电机驱动模块等元件。

2. 编程：使用C语言编写单片机程序，实现小车的自动往返功能。

3. 调试：通过调试，确保程序正常运行。

五、实验内容1. 初始化：单片机启动后，初始化红外收发器、电机驱动模块等。

2. 检测路面信息：红外收发器检测路面信息，将信号传输给单片机。

3. 控制小车方向：根据路面信息，单片机控制L298芯片，使小车保持直线行驶。

4. 自动往返：当小车到达指定位置时，单片机控制小车反向行驶，实现自动往返。

六、实验结果与分析1. 实验结果：小车在轨道上实现自动往返，运行稳定。

2. 结果分析：通过本次实验，掌握了单片机在自动控制中的应用原理，学会了使用L298芯片控制小车速度与方向，熟悉了短距离红外收发器在采集路面信息中的应用。

七、实验总结1. 理论联系实际：通过本次实验，将理论知识与实际操作相结合，提高了自己的动手能力。

2. 问题解决能力：在实验过程中，遇到了许多问题，通过查阅资料、请教老师等方式，最终解决了这些问题。

3. 团队协作：在实验过程中，与团队成员相互协作，共同完成了实验任务。

八、实验展望1. 优化程序：在今后的学习中，将不断优化程序，提高小车的性能。

2. 拓展功能：尝试将小车应用于其他领域，如自动清洁、自动搬运等。

实训一、小车自动往返
一、实训目的
1、熟悉常用指令的功能和使用方法。

2、初步掌握根据控制要求编制、调试程序的基本方法。

3、用PLC构成系统自动送料装车系统。

二、实训设备
FP1-C24或以上机型1台计算机1台
实验开关板连接导线一套。

三、实训内容
图1 小车自动往返工况示意图
1、控制要求：小车一个工作周期的动作要求如下：
(1)按下启动按钮SB，小车电机正转，小车第一次前进，碰到限位开关SQ1后小车电机反转，小车后退。

(2)小车后退碰到限位开关SQ2后，小车电机M停转。

停5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3，
再次后退。

(3)第二次后退碰到限位开关SQ2时，小车停止。

2、I/O接线
图2 I/O接线图
3、按梯形图输入程序。

4、调试并运行程序。

四、实训报告要求
1、写出调试好程序（梯形图、指令表及注释）
2、程序编制、调试中出现的问题及分析、处理方法。

图3 小车往返控制方案一梯形图
图4 小车往返控制方案二梯形图。

目录第1章绪论1.1设计的主要内容及目标1.2选题目的及意义第2章总体方案设计与论证 (2)2.1 全面方案 (2)2.2 设计要点、实验难点 (2)2.3设计方案第3章算法的理论分析 (4)3.1 算法比较 (4)3.1.1 常规模糊控制法 (4)3.1.2 公式法 (4)3.2 方案实现 (5)第4章设计电路的分析 (7)4.1 单片机设置 (7)4.2 电光理论设置 (7)4.2.1 基本原理 (7)4.3 具体电路 (8)4.3.1 采样方式 (8)4.3.2 电机控制方法 (9)4.3.3电机驱动模块 (10)4.3.4黑线探测模块 (10)4.4 电路图 (10)4.5 显示屏 (11)4.6 语音芯片 (11)4.6.1 供电方案 (12)4.6.2 供电方式 (12)4.7 红外遥控及解码模块 (12)4.7.1 二进制信号的调制 (13)4.7.2 二进制的调解 (13)4.7.3 二进制信号的调码 (13)4.8 道路设置模块 (14)4.8.1轨道模块 (14)4.8.2防撞模块 (14)第5章软件系统设计 (14)5.1 软件系统的任务及总体流程 (15)5.2 扩展软件功能实现 (16)5.3 遥控解码 (16)5.4 驱动软件 (17)5.5 小车轨道设计 (17)5.6 防撞击与警报装置 (18)5.7 行车距离 (18)5.8 抗干扰设置 (19)第六章测试方法与数据 (19)6.1 系统仿真调试 (19)6.2 对于电机的调试 (19)第七章总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)基于单片机的自动往返小车摘要：改革开放以来，单片机的技术不断进步，他原来所具有的各种各样有效的端口和他原本具有的自带的技术功能，被整合到了一张芯片上。

所以单片机在所有的机器上具有重要的地位。

最常见的单片机AT89s51具有低功率的特效并且保持在一个较高水平上面适用于各种单片机，具有非常优秀的普适性。

基本原理：1.电机驱动调速模块方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。

但是电阻络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格昂贵。

更主要的问题在于一般电动机的电阻较小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且很难实现。

方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。

方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢，机械结构易损坏，寿命较短，可靠性不高。

方案三：采用达林顿管TIP4组成的PWM电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的状态，精确调整电机转速。

方案四：采用L298N来控制电机的正转和反转来实现小车的前进和后退。

加上单片机的程序PWM，实现整车的加速与减速，精确小车的速度。

基于上述理论分析，拟选择方案四。

2.路面黑带检测模块黑带检测的原理是：红外光线照射到路面并反射，由于黑带和白纸的系数不同，可根据接的红外线的强弱判断是否到达黑带。

方案一：可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射—接收电路。

这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大的干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然产生超高亮发光二极管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。

方案二:反射式的红外发射—接收器。

由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境干扰。

基于上述理论分析，拟选择方案二。

3. 电源选择方案一：所有器件采用电源供电，这样供电电路比较简单；但是由于电动机启动瞬时电流很大，会造成电压不稳，干扰严重，缺点十分明显。

方案二：双电源供电，将电动机驱动电源与单片机以及周边电路电源完全隔离，这样做虽然不如单电源方便灵活，但可以将电动机驱动所造成的干扰彻底消除，提高了系统的稳定性。

基于上述理论分析，拟选择方案二。

4. 控制单元模块方案一：采用纯数字电路该方案外部检测采用光电转换，系统控制部分采用数字电路译码对小车电动机两端电压调整，来控制小车的运行。

基于单片机控制的智能自动往返小汽车设计随着现代科技的发展和自动化水平的提高，智能小汽车作为生活中的常用工具，人们对其智能性、可靠性等提出了越来越高的要求，因此需要对智能小汽车进行优化设计. 本文对硬件系统和主要功能模块进行了规划，设计了一个基于单片机控制的自动往返小汽车系统，以STC89C52 单片机为核心器件，可实现电动小汽车的速度控制、自动停车、往返控制等功能，从而满足人们对小汽车智能化功能的要求.1 系统总体设计系统设计以单片机STC89C52 芯片为核心控制部件，LG9110 作为电机驱动芯片，利用传感器检测技术原理、AD 画图、KEIL 软件编程，将程序烧录到单片机中，实现各个子模块的功能. 此外，系统采用红外探测法来检测实时路况信息，并通过PWM 调制自动调节电机转速. 系统总体设计框图如图1 所示.图1 系统总体设计框图2 系统硬件设计系统硬件模块设计主要包含电机驱动模块、路况检测模块、智能防撞报警模块、寻迹模块等.2.1 电机驱动模块电机驱动模块是目前遥控小车普遍采用的驱动模块[3]. 直流电机有两个控制端，通过设置输入电平值来改变电机的运转，单片机通过控制引脚电平的高低来控制直流电机的转速. 由于单片机自身管脚输出的高电平电压很小，不足以驱动电机进而带动整个小车运行，因此最适合小车驱动的是运用电机驱动芯片来完成，我们采用的是电机驱动芯片LG9110.2.2 路况检测模块该模块使用红外探测法. 由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，故可根据接收到反射光的强弱来判断路面情况和前方是否存在障碍物. 红外发射管发射红外信号，经路面反射后传给红外接收管进行判断处理. 上电后，红外发射管导通，向地面以及前方发射红外信号，当遇到白色路面时，红外信号经白色路面进行漫反射，这时红外接收探头刚好接收到红外信号，探头导通，将低电平送给单片机进行判断处理.2.3 智能防撞报警模块智能小车能够自动识别前方的障碍物，如果有障碍物则调节小车的运动轨迹来避开障碍物，同时在遇到障碍物时，能够报警提示.2.4 寻迹模块所谓寻迹，就是在一条有弯曲黑线的白纸跑道上，利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点来改变小车的运行轨迹. 小车在行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，而当红外光遇到黑色地面时，不产生反射. 如果小车右边稍微跑出黑色跑道，发出的红外光就会遇到白色地面而产生漫反射，这时旁边的黑色接收探头接收到反射信号后会导通. 探头接收到红外信号，会产生一个低电平，送给单片机处理，使小车进行左转操作；同理，当小车左边跑出黑线时，左侧探头识别之后给小车低电平，提示小车右转，这样就完成了小车的自动寻迹功能.3 系统软件设计在系统软件设计时，我们将所有的模块程序嵌入到单片机中，这种嵌入式设计主要是为了便于控制，且不占用CPU 资源，因为寻迹模块以及避障模块等都同时用到了实时检测扫描，这样不仅占CPU，而且多个程序同时运行还会产生冲突. 系统程序设计流程图如图2 所示.软件设计主要子模块介绍：(1) 红外解码的实现红外解码是实现小车的自动寻迹功能的前提条件，因此单片机的红外解码是贯穿整个程序设计的主线，在整个系统中起着重要作用.(2) 电机驱动从实际情况来说，在整个系统中，电机的驱动在小车运行中占据主导地位，是很重要的一部分，同时也是小车在接收到控制命令之后单片机的最终输出部分，是所有模块在执行控制命令时的外在表现.图2 系统程序设计流程(3) 小车寻迹寻迹的基本原理：黑白跑道对红外光的反射不同. 所以通过编写扫描单片机管脚值的程序，来实现相应功能. 小车寻迹模块的程序流程如图3 所示.(4) 小车防撞报警开启小车防撞功能时，主程序调用防撞报警子函数，当道路前方遇到障碍物时，小车内部的防撞函数将调用电机驱动子函数来调节小车的运行轨迹，避免小车撞击障碍物，同时报警提示.图3 寻迹程序流程图4 系统功能实现4.1 硬件作品(1) 对基于单片机控制的自动往返小汽车主要的STC89C52 核心主控模块、电机驱动模块、显示模块、避障模块进行组装，确保接线无误，完成实物的制作. 硬件作品如图4 所示.(2) 接通电源，整个小车处于启动状态，由于小车头部下方的红外探头未接收到自身发出的红外光，小车不运动，处于静止状态. 启动状态如图5 所示.图4 作品实物图5 小车启动状态(3) 在接通电源的状态下，将手放在左红外探头的下方，红外探头发出的红外光由于碰到手指发生漫反射而被探头接收，从而驱动电机驱动模块，左电机处于运行状态，左轮向前转动. 同理，右轮向前转动. 运动状态如图6 所示.图6 小车运动状态4.2 功能实现本系统实现的主要功能如下：(1)实现小汽车自动往返；(2)当小汽车偏离行驶轨道时，会及时转向，返回跑道；(3)当检测到障碍物时，能自动报警.STC89C52 芯片可以发挥数据处理与实时控制的功能，提高整个系统灵敏度. 当要驱动自动小车前进时，可以通过寻迹模块返回给单片机的信号，使单片机做出相应的控制判断，进而控制电机驱动模块，同时还需要进行PID 算法的测试，精准地控制自动小车在黑线上实现前进、后退和转向，从而实现小车自动往返.4.3 系统实现效果评价对系统功能进行了分析、拓展和延伸，其根本目的是为了实现小汽车的智能化. 通过系统调试，本设计可实现小汽车的自动寻迹和报警功能，且系统设计稳定. 实验结果与理论分析吻合较好，表明该设备在技术上有一定智能性和可靠性.5 总结本文采用的是以STC89C52 为核心的单片机，LG9110 为电机驱动芯片，利用传感器检测技术，结合硬件AD 画图及软件KEIL 的编译与烧录[5]，使单片机控制的小汽车能自动寻迹、防撞报警，从而实现小车的自动往返功能. 本设计最大的特色：无需有线或者无线遥控来控制小车的往返，只需要装上电源，其他功能都可以由单片机来实现，消除了一般玩具小车需无线或有线控制的弊端，是未来玩具小车发展的趋势；同时也可以推广至公交车，实现无人驾驶，降低安全事故的发生，既环保又安全，因此具有一定的应用价值.。

武汉理工大学毕业设计（论文）题目：上料小车自动往返定位加料函授站（学习中心）：专业：学生姓名：指导教师：层次：年级：2014年 3 月 14 日上料小车自动往返定位加料摘要本设计采用的控制系统采用AT89C51单片机，实现上料小车在轨道上的自动往返和上料和下料等过程。

用P1.7和P1.6分别控制电机的驱动电压；利用P3.6 、P3.7的电位高低来控制电路，从而实现小汽车驱动电机的正反转功能；利采用外部中断0和外部中断1来实现小车的里程和跑道标志检测。

关键词：自动送料机控制系统；单片机AT89C51 ；硬件设计；软件设计。

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第一章绪论.. (3)1.1 设计背景和研究意义 (3)1.2 自动送料机控制系统的工作原理及技术要求 (4)第二章系统总体设计 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2 物位传感器的选择 (5)2.2.1 电容式物位传感器 (5)2.2.2 阻力式料位传感器 (6)2.3 存储器扩展电路的选择 (7)2.3.1 24C01扩展： (7)2.3.2 2864A芯片扩展： (8)2.4 LED显示电路选择 (9)2.4.1 LED静态显示方式 (9)2.4.2 LED动态显示方式 (10)2.5 键盘输入电路 (10)2.5.1 矩阵式键盘接口： (10)2.5.2 独立式按键接口： (10)2.6 小结 (11)第3章自动送料小车主电路设计 (11)3.1 系统结构原理图 (11)3.2 主机电路核心器件介绍 (12)3.2.1 AT89C51主要性能参数 (12)3.2.2 AT89C51 功能特性概述 (12)3.2.3 AT89C51 引脚功能说明 (12)3.2．4 时钟振荡器 (15)2.2.5编程方法 (16)3.2.6 AT89C51的极限参数： (16)3.3 显示电路 (16)3.3.1 74LS377芯片介绍 (18)3.3.2 MC14511B芯片介绍 (19)3.3.3LED接口电路 (19)3.4 继电器控制电路 (20)3.5 键盘及显示电路 (21)3.5.1 键盘接口 (21)3.5.2 8255A芯片介绍 (22)3.5.3 8255A引脚功能 (23)3.6 外部存储器扩展电路 (25)3.7 料位开关 (28)3.8 小结 (30)第4章系统软件设计 (30)4.1 系统的抗干扰及可靠性 (30)4.2 软件设计 (31)4.2.1 主程序 (31)4.2.2中断处理 (32)4.2.3编程扫描 (34)4.3 小结 (35)结论 (35)致谢........................................................................................................... 错误！未定义书签。