毕业设计 基于50C51单片机智能小车

图书分类号：密级：毕业设计(论文)基于80C51单片机智能小车SMARTCARBASEDONTHE80C51SINGLE-CHIP学生姓名陈从从学院名称信电工程学院专业名称电子信息工程技术指导教师肖理庆2009年5月18日徐州工程学院毕业设计(论文)I摘要随着时代的飞速发张，电子技术已渗透到我们生活得方方面面，现代电子技术以电子技术以数字信号处理、通讯等技术组成的新兴学科得到了广泛的应用，特别是数字信号处理、语音视频、图形图像、军事、自动控制等领域发挥得特别出色。单片机技术的发展以微处理器（MPU）技术及超大规模继承电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出微处理器更具个性化的发展趋势。本设计基于计算机控制技术、单片机技术、传感器技术、智能控制技术、机电一体化技术及机器人学研制了一个能自动寻线、识别并测量铁片、避障、自主规划路径的职能电动小车。论而你分析了小车本体、主控系统、信息感知单元、驱动单元等模块的理论论证、设计与调试过程，并集合实际调试过程的分析，详细阐述了小车整个行驶过程中的运动参数的规划与实现。本设计在特色部分论文分析了以Megal8芯片为主基于概率分析的避障单元的设计与实现，串行扫描方式实现的人机接口，寻光雷达，小车位姿控制等内容。本设计的理论设计方案、调试方法、测试数据分析方法及设计中的特色与创新点等对自动运动机器人、家用情节机器人、灭火机器人等自主及半自主机器人的设计与实现有一定的参考意义。关键词80C51单片机；光电检测器；PWM调速；电动小车徐州工程学院毕业设计(论文)II目录1绪论......................................................................11.1单片机发展.............................................................11.2设计背景...............................................................12方案设计与论证............................................................32.1直流调速系统..........................................................32.2检测系统...............................................................42.2.1行车起始、终点及光线检测...........................................42.2.2行车距离检测.......................................................82.3显示电路...............................................................92.4系统原理图............................................................93硬件设计.................................................................113.180C51单片机硬件结构..................................................113.2最小应用系统设计.....................................................123.2.1时钟电路..........................................................133.2.2复位电路..........................................................133.3前向通道设计.........................................................143.3.1前向通道的含义....................................................143.3.2前向通道的设计....................................................153.4后向通道设计.........................................................163.4.1脉宽调制原理......................................................173.4.2逻辑延时环节......................................................183.4.3电源的设计........................................................183.5显示电路设计.........................................................194软件设计.................................................................204.1主程序设计...........................................................204.2显示子程序设计........................................................244.3避障子程序设计.......................................................254.4软件抗干扰技术.......................................................264.4.1数字滤波技术......................................................264.4.2开关量的软件抗干扰技术............................................274.4.3指令冗余技术......................................................274.4.4软件陷阱技术......................................................274.4.5程序区............................................................28徐州工程学院毕业设计(论文)III4.5“看门狗”技术.......................................................284.5.1基本原理..........................................................284.5.2参数选择..........................................................294.6可编程逻辑器件.......................................................305测试数据、测试结果分析及结论.............................................315.1测试方法与仪器........................................................315.2测试方法..............................................................315.3结论..................................................................31致谢.....................................................................32参考文献...................................................................33附录.......................................................................34附录1程序清单...........................................................34徐州工程学院毕业设计(论文)11绪论1.1单片机发展单片机是单片微型计算机的简称，早期英文名是Single-chipMicrocomputer,后来大多数称为“微控制器”（MCU，MicrocontrollerUnit）或“嵌入式计算机”（Embeddedcomputer）。MCU的基本含义[1]是：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出接口的比较完整的数字处理系统。它的出现是大规模集成电路技术发展的产物。它广泛地应用于工业控制、通讯、智能化仪表等领域。单片机的出现使计算机制造技术不断发展的产物，它使计算机从海量数值计算进入到智能化控制领域[2]。从此，计算机技术在两个重要领域——通用计算机领域和嵌入式计算机领域都获得极其重要的进展，为计算机的应用开辟了更广阔的空间。就单片机组成而言，虽然它只是一块芯片，但包含了计算机的基本组成单元，仍由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备、五部分组成，只不过这些都集成在一块芯片上，这种结构使得单片机成为具有独特功能的计算机。由于单片机具有体积小、价格低、稳定可靠等优点，它的出现与迅速发展，在控制领域，发生了一场技术革命。单片机以其较高的性能价格比、灵活性等特点，在嵌入式微控制系统中具有十分重要的地位。在单片机出现之前，人们必须用模拟电路、数字电路实现大部分计算、控制功能，这样使得控制系统体积庞大，易出故障。单片机出现以后，这些控制功能的绝大部分，已由单片机的软件实现。其他电子线路成为单片机的外围接口电路，承担着输入、输出、执行动作等功能，而计算、比较、判断等原来必须用电路实现的功能，现在用软件取代，大大提高了系统性能，这种控制技术称为微控制技术。在微控制技术中，核心是单片机，其他部分以此展开。本设计课题以单片机为核心，充分利用了MC68HC908GP32的强大功能，通过对CPU的编程，实现了对小车的行驶路程的计算，以及对电动机的变速、转弯、自动停车等一系列控制；数据的采集通过多个反射式红外传感器（包括4个安装在车底前端的黑白传感器，一个安装在后轮一侧）。CPU通过采集的数据来控制小车，使小车能沿着地上的指定路线自动寻迹行驶。采用七段LED显示路程。电机的驱动模块采用基于PWM原理的集成有H桥电路的电机驱动芯片L298N，可以效降低驱动电机的转速，实现调速。接一个稳压管（7805）提供稳定的5伏电压（电源电压9伏），使得系统更加稳定。1.2设计背景徐州工程学院毕业设计(论文)2随着汽车工业的迅速发展，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。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车。根据题题目的要求，确定如下方案：在现