下载文档原格式
1.红外接收控制电路由红外接收头ICl、晶体管Vl、电阻器Rl-R3、RlO、电容器Cl-C3和脉冲分配器集成电路IC2组成。
2.音效/语音电路由音效集成电路IC3、语音集成电路IC4、晶体管V2-V5、电阻器R4、R5和二极管VDl-VD4组成。
3.驱动电路由晶体管V6-Vll、电阻器R6-R9和电动机M组成。
4.电源电路由电池GB、电源开关S、滤波电容器C2、C4、C5和电阻器R2组成。
1. 接通电源开关S时，IC1的3脚输出高电平，使Vl饱和导通，IC2的YO端输出高电平，此时电动机M不工作，汽车停止不动。
按一下遥控器上任意键时，ICl接收到红外遥控信号并将其转换为电信号，该信号经ICl内电路处理后从其3脚输出一个高电平脉冲，使Vl由导通变为截止，从IC2的CP端输入一个计数脉冲，使C2的Yl端输出高电平，VDl和V2导通，IC3通电工作，其O/P端输出的音效电信号经V3放大后，驱动BL发出警笛声。
2. 再按一下遥控器，IC1的3脚又输出一个高电平脉冲，使V1瞬间截止，IC2的CP端又加入一个计数脉冲，其Y2端输出高电平，使V6。
V8导通，M正转，汽车前进;同时，VD2导通，IC3和V2、V3仍维持工作，BL仍发出警笛声。
3. 第3次按动遥控器按键时，IC2的Y3端输出高电平，Y2端变为低电平，VD2和V2、V3、V6-V8、1C3停止工作，M停转;同时VD3导通，使V5导通，IC4通电工作，其O/P端输出的语音电信号经V4放大后，驱动BL发出“倒车，请注意!”的语音声。
4. 第4次按遥控器按键时，IC2的Y4端输出高电平，使V9-Vll导通，M反转，汽车后退;同时VD4导通，使V4、V5和1C4维持工作。
5. 第5次按遥控器按键时，IC2的Y5端输出高电平，IC2强制复位，YO端输出高电平，M停转，BL停止发声，汽车停止不动。
1.Rl-R9选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。
2.Cl、C2和C5均选用耐压值为lOV的铝电解电容器;C3和C4均选用独石电容器。
一、设计要求：设计一辆由程序控制的智能小车，要求小车在活动场上能利用编写的程序，自动走出我们设计的路线，同时能在场地上画出相应的图形二、主控系统2.1主控系统采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。
充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。
这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。
针对本设计特点——多开关量输入的复杂程序控制系统，需要擅长处理多开关量的标准单片机，而不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D功能也不必选用。
根据这些分析,我选定了STC89C52RA单片机作为本设计的主控装置，51单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K，对于本设计也绰绰有余，更可贵的是51单片机价格非常低廉。
在综合考虑了传感器、两部电机的驱动等诸多因素后，我们决定采用一片单片机，充分利用STC89C52单片机的资源。
2.2驱动系统用单片机控制使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。
是一种广泛采用的 PWM调速技术。
现市面上有很多此种芯片，我选用了L298N。
这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。
2.3 机械系统本题目要求小车的机械系统稳定、灵活、简单，可选用三轮和四轮式，考虑到现在的汽车多采用四轮式我选用四轮式的设计，使设计更贴近生活需求。
驱动和转向方式和现在的汽车一样。
驱动部分：采用玩具小车原有的驱动电机，由L298N双通道马达驱动模块驱动前后两个马达，其力矩完全可以达到模拟效果。
电池的安装：将电池放置在车体的下面，降低车体重心，提高稳定性，同时可增加驱动轮的抓地力，减小轮子空转所引起的误差。
电源模块：采用11V航模电池给电机供电，再用稳压芯片对电池电压进行降压给单片机。
三维电子-SFC-JCAR智能小车电路原理图说明一、小车主控板1、小车主控板实物图图1、小车主控板实物图2、小车主控板电路原理图图2、小车主控板电路原理图3、电路原理图说明程序下载电源电路H2接口为程序下载接口对应实物图1区，1-4号引脚分别电源正极、电源负极、TXD、RXD，电源正极与负极与电源插座通过带锁开关给整个控制板提供电源，下载程序时USB下载器为单片机提供下载程序所需要的电源，使用时外接电池提供工作电源。
经过带锁开关有一个VS接口，该接口主要给电机电源引脚提供，二极管与H7和H6接口连接的470UF的电容起隔离的作用，H8和H9接口为电源扩展引脚对应于实物图的4区与VCC和GND连接在一起为单片机及外设电路提供电源，带锁开关释放的时候电源指示灯熄灭，带锁开关闭合时电源指示灯点亮。
红外遥控传感器的中间引脚2号引脚为数据传输口与单片机P3.2引脚连接。
蜂鸣器电路的控制引脚与单片机P3.7引脚连接。
按键电路的两个按键信号输出引脚分别与与单片机P3.1和P3.3引脚连接。
LED电路3个控制引脚分别于单片机P3.4 P3.5 P3.6引脚连接。
二、L298N电机驱动模块1、L298N电机驱动模块实物图图3、L298N电机驱动模块实物图2、L298N电机驱动模块电路原理图图4、L298N电机驱动模块电路原理图2、电路原理图说明电路原理图左边H0接口1号-10号引脚对应实物图标号1区从下到上（从A到B）的十个引脚，其中1号和9号引脚接地，2号引脚为VS（给电机供电的电源），10号引脚为VSS表示逻辑电压正极（与控制芯片正极连接在一起）。
3-5号控制一号电机输入端，6-8号控制二号电机的输入端。
电路原理图右边H3和H2为两个电机控制输出端。
三、寻迹避障电路1、寻迹避障电路实物图图5、寻迹避障电路实物图2、寻迹避障电路电路原理图图5、寻迹避障电路电路原理图2、电路原理图说明电源同上电以后7个红外发光二极管同时点亮，接收二极管根据前面物体的距离和演示接收不同程度的放射回来的红外线。
电动智能小车设计目录摘要 (3)第一章前言 (4)第二章方案设计与论证 (5)2.1直流调速系统 (5)2.2检测系统 (6)2.2.1．行车起始、终点及光线检测： (6)2.2.2．行车距离检测 (10)2.3显示电路 (11)2.4系统原理图 (11)第三章硬件设计 (11)3.180C51单片机硬件结构 (12)3.2最小应用系统设计 (13)3.2.1 时钟电路 (13)3.2.2 复位电路 (14)3.3前向通道设计 (14)3.3.1前向通道的含义 (15)3.3.2前向通道的设计 (15)3.4后向通道设计 (17)3.4.1脉宽调制原理： (18)3.4.2逻辑延时环节： (18)3.4.3电源的设计 (18)3.5显示电路设计 (19)第四章软件设计 (20)4.1主程序设计 (21)4.2显示子程序设计 (23)4.3避障子程序设计 (24)4.4软件抗干扰技术 (25)4.4.1数字滤波技术 (25)4.4.2开关量的软件抗干扰技术 (26)4.4.3指令冗余技术 (26)4.4.4陷阱软件技术 (27)4.4.5程序区 (27)4.5“看门狗”技术 (27)4.6 可编程逻辑器件 0第五章测试数据、测试结果分析及结论 05.1测试方法与仪器 05.1.1测试仪器 05.1.2 测试方法 0结论 (2)致谢...................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (3)附录A 程序清单 (3)附录B 硬件原理图 (11)摘要80C51单片机是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计，该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。
本系统以设计题目的要求为目的，采用80C51单片机为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。
智能小车控制在科技高速发展的当今社会，人类对于汽车的无人驾驶技术的研究热度有增无减，工程训练（电工电子）以STC系列的芯片作为主控芯片，搭配红外循迹、红外测距、超声波测距对智能小车的周边环境进行监测，保障小车可以安全正常的行驶，搭载颜色传感器用来识别物体的颜色。
系统图如图1所示。
图1. 系统框图一、芯片介绍1、STC15系列单片机智能小车以IAP15W4K58S4作为主控芯片，IAP15W4K58S4是属于STC15系列的单片机，芯片采用LQFP44方式封装,速度比传统8051快8-12倍，内部集成高精度R/C时钟；支持ISP/IAP（在系统/在应用可编程）；7个定时器/计数器，其中5个16位可重装定时器/计数器；4路超高速完全独立的串口；8通道10位ADC；6通道15位的高精度PWM，加上2路CCP；从型号规格体现出该芯片拥有58K ROM和4K RAM。
实物图如图2所示。
图2. IAP15W4K58S4实物图2、颜色传感器TCS3200颜色传感器TCS3200是TAOS公司推出的可编程彩色光到频率的转换器，采用8引脚表面贴装形式封装（如图3所示），它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在单一的CMOS电路上，同时在芯片上集成四种不同的滤光器：红、绿、蓝（RGB）三种滤光器各16个，不带任何过滤器16个。
为了保证能够尽量减少入射光辐射不平衡，这64个过滤器是交叉排列，从而可以提高颜色识别率。
由于可以驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入，所以可直接与MCU或其他逻辑电路相连接，并且可以直接输出数字量，并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度，因而不再需要A/D转换电路，使电路变得更简单。
图3. TCS3200实物图TCS3200颜色传感器原理图如图4所示，利用三原色理，采集被测物的颜色，即各种颜色都是有三种颜色组成的，通过对芯片的S2、S3引脚编程选择不同的滤波器，它只能让某种特定的原色通过，经过电流到频率转换器后输出不同的方波，不同的颜色和光强对应不同频率的方波。
51单片机智能小车顶顶电子设计的这款简易智能小车，采用STC89C51/52单片机作为小车的检测和控制核心；采用光电开关、声控传感器、光敏传感器、温度传感器、红外接收器等来检测和感应各种外界情况，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶；智能小车既可以采用LED数码管来显示有关信息，也可以采用1602LCD实时显示小车行驶的距离。
机器小车主要由底盘(含2个带电机的驱动轮、2个从动轮，底板)、电路板和6节5号电池盒三部分组成，其正面和底面外形如图所示：下图是51单片机智能小车的电路组成框图：`下图是智能小车中主要元件在小车中的位置实物图:二、产品配置智能小车产品配置如下：1.小车底板1块、车轴插片4片2.车轮4只3.车轴2根，垫片2只，铜螺帽2只》4.带齿轮箱的电机及104电容各2只5.智能小车开发板1块（除DS18B20外，板上集成电路配备完整）6.避障光电传感器1只（TCR T5000）、循迹光电传感器2只（RPR220）、速度光电传感器1只（RPR220）7.双向插头排线4根8.串口线1根)9.红外遥控器1只10.固定电路板与底板的长螺丝、橡皮垫圈各2只节5号电池盒(因电池属易燃易爆物品,故不配送,请自行购买)12.丰富的源程序、电路原理图和操作使用手册（用户购买后，只需要再另外购502胶水（1元左右）、双面胶（1元左右）和6节5号电池（采用普通的华太电池即可，6节约元）即可进行组装与实验了。
需要说明的是,小车的组装非常简单,有关详细的组装方法，我们将在智能小车操作使用手册上，采用图解的形式进行说明。
三、选配件用户购买产品后，可进行小车的基本实验，如果用户想进行一些特殊的实验，需要购买以下产品，说明如下：1.温度传感器DS18B20，价格6元。
链接：配置DS18B20后，可进行温度显示的实验。
液晶显示器，价格16元。
\链接：配置1602液晶显示器后，可进行液晶显示方面的实验。
一、单片机最小系统
二、电源电路
U1
三、基于ST178的红外传感器电路
+5
注意事项：
1、请首先查询ST178的器件手册，确定各引脚的功能，然后再对照电路原理图焊接。
2、建议首先设计PCB ，然后根据PCB 焊接实物。
四、基于LM324的比较器电路（输出高电平5v ，低电平）
P 10
五、电机驱动电路
注意事项：
1、图中的Rs3、Rs4、Rq1、Rq2不要省，否则可能因为单片机带负载能力不强而不能正常工作。
2、在写程序时，不能让Qi 、Hi 同时为低电平，否则会使Q9~Q12短路导通，并很快被烧毁。
同理，不能让Li 、Ri 同时为低电平。
3、建议首先画出PCB ，然后根据PCB 焊接电路。
4、建议同学们先焊接图中的上半部分所示的一路驱动电路，测试成功后再焊接下半部分那一组电机驱动电路。
随着科技的不断进步，智能电子产品发展步骤不断加快，各种应用层次的机器人等大量出现，目前应用在智能小车或机器人的微控制器主要是8/16单片机或ARM和数字信号处理器DSP等。
本设计采用TI公司生产的功耗低运行速度快且价格便宜的MSP430F2274为核心，避障检测采用测距精准的超声波传感器，该传感器采集小车周围的环境信息并传递给
MSP430进行程序判断处理，从而达到控制小车自动避障的目的。
主控芯片
该设计是以MSP430F2274单片机为控制的核心部件。
MSP430是一款16位的超低功耗单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式，片内资源丰富，处理能力强大、系统工作稳定，主要是它具有多路PWM输出，以作为该设计电机控制的有利资源，系统主控设计图如图2所示。
图2系统主控设计图
超声波模块
避障是智能小车运动过程中最基本的功能，而避障首要是确定机器人自身与障碍物的距离并且定位。
小车的避障探测模块采用SRF08超声波收发模块，其波频率为40kHz，检测距离范嗣为3cm~6m，SDA和SCL分别为控制端和接收端，设计共采用4个超声波收发模块分别安装在小车的正前方，右前方和左前方和后方，4个模块分别接在MSP430单片机的I/OP1.0、I/OP1.1、I/OP1.2、I/OP1.3、I/OP1.4、I/OP1.5、I/OP1.6、I/OP1.6端口上，采用I/O触发测距，单片机给SDA提供25μs高电平信号，模块自动发送8个40Hz 方波，并且检测是否有返回信号，若有返回信号，SCL管脚输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，从而计算出超声波从发射到接收所用的时间t，常温下声波在空气中的传播速度（其中T为摄氏温度），此时可得到是否避障的距离为s=vt/2。
测温和电源模块
为了使计算的距离更精确而不受温度影响，该设计中加入了DS18B20温度传感器接在I/OP4.6上，实时检测机器人周围环境的温度T（T的值要精确到小数点后3位），以修正声速的传播公式V，从而提高测距的精确度。
由于MSP430工作电压最大是3.3V，电机驱动采用12V电压，测速模块和超声波模块采用5V电压，所以采用LM7812、LM7805和LM1117组成稳压电路。
图3电机驱动模块
电机驱动模块
电机驱动模块是智能车的重要组成部分，它和电机共同组成智能小车的运动控制系统。
该设计的驱动轮是由2个M1和M2交流永磁同步电机，因此采用的电机驱动器是高电压大电流高功率的L298N双H桥集成电路，L289N可以驱动两个电机，通过控制输入端IN1-IN4信号，来控制H桥的通断，使得电机形成正反转或停止，通过控制L298N的使能端EnA、EnB，采用技术成熟的PWM调速原理来控制电机的转速，从而达到控制小车运行的快慢和转向的目的。
为了防止在启停电机的瞬间所形成的反馈电流损坏L298N，因此在L298N输出端与电机之间加入8个二极管形成续流达到保护的作用，再则为了防止L298N输出负载端电机对输入端信号传输产生影响，以及对MSP430芯片产生不利的干扰，在L298N的信
号输入端通过连接TLP521可控制的光电电耦合器件，达到对L298N信号输入前端的信号电路与负载的完全隔离，从而增加了电路的安全性，减少了电路信号干扰。
本设计中的驱动电机采用的是方波驱动的交流永磁同步电机，该电机的转速与驱动信号的频率成正比，结构简单，调速性能优良，运行可靠且便于维护。
其电机驱动和控制模块电路如图3所示。
编辑点评：介绍一种基于MSP430F2274单片机为核心的智能小车。
小车采用超声波测距技术实现自动避障，同时通过语音模块来播报出小车与障碍物的距离。
为了使测距不受温度影响，用温度传感器实时检测小车周围环境的温度并修正距离计算公式的参数，采用光电编码器来检测小车的速度，运用PID控制算法和PWM来控制小车的精确稳定的运行，从而达到预期的设计目标。
智能小车涉及到高级计算机控制、电子机械、自动化等诸多学科。
