自动往返智能小汽车设计

中国海洋大学课程设

计报告

题目：自动往返智能小汽车设计

组员：

院系：信息科学与工程学院

班级：2009级电子信息工程

指导老师：

摘要

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，利用光电传感器检测道路上的黑线，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快慢速行驶，以及自动停车、往返的控制要求。

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；光电传感器

Abstract

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 low speed, as well as the automatic parking and returning control requirements.

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

1.系统概述

1.1设计背景和研究意义

1.2工作原理和技术要求

2.系统硬件设计

2.189S52 单片机硬件结构

2.2方向控制电路

2.3路面黑线检测电路

2.4电机驱动转速电路

3.系统软件设计

3.1算法分析

3.2程序代码

4.系统测试运行

4.1测试仪器

4.2硬件测试

4.3软件测试

5.项目总结

一、系统概述

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感应调速往返小车。随着全球经济的飞速发展，现代化生产观念日益受到企业的重视，这也为智能小车产业的发展提供了契机。

AT89S52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。它是第三代单片机的代表，其最主要的技术特点是向外部接口电路扩展，以完善控制功能。外部可接其他功能单元如A/D﹑PWM﹑PCA﹑WDT﹑计数器的捕获/比较逻辑等。在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线，为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展与配置打下了良好的基础。

1.2工作原理和技术要求

本实验设计是基于单片机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。自动往返电动小汽车之所以能够寻迹，主要需要三个模块完成。信号采集模块、控制模块、驱动模块。通过信号采集系统将实际路径信号采集以电信号的形式传递给控制系统，控制系统将采集来的信号进行比较分析计算，并利用驱动模块，控制小车前进。

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，利用光感传感器检测道路上的黑线信息，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前进、加速，减速行驶，以及自动停车的控制要求。

整个系统的电路结构简单，可靠性能高。

二、系统硬件设计

一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的

电路。二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、 A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口电路。

2.1AT89S52 单片机硬件结构

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程

Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存

储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规

编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可

编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提

供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准

功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，

图2.1 AT89S52引脚图

看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

2.2方向控制电路

由于小车自身机械上的精度不高（车轮不足够圆滑、车体结构重心不稳等）和小车在放置跑道时位置的不准确，均会引起小车在前进时偏离跑道的中心线而冲向左右挡板，与挡板发生摩擦，使小车减速甚至停车，影响正常行驶。

为此，我们在小车的四角安装触控开关，设计方向控制电路（此电路不许单片机控制）使小车撞到挡板后自动转向并继续向前行驶。