遥控小车控制系统设计

三江学院

本科生毕业设计（论文）题目遥控小车控制系统设计

电气与自动化工程院（系）电气工程及其自动化专业指导教师熊老师职称副教授

起讫日期 2015年3月2日-2015年6月13日

摘要

当今社会，人们已经离不开遥控，研究遥控的对象越来越多，本文研究的红外遥控小车就是在这样的背景下提出的。

这款小车采用STC12C5A60S2作为控制核心，采用红外遥控原理将其应用到红外遥控小车上。遥控器通过单片机产生38kHz方波并编码进行红外发射，小车接收信号进行解码，经单片机对信号处理，判断地址码和指令码，进行相应的控制操作。采用PWM信号来产生不同的平均电压控制直流电机的转速。该小车可以进行红外遥控，实现前进、后退、左转和右转等功能。

经软硬件联合调试，所设计的遥控小车运行平稳、正确，具有一定的应用价值。关键词：红外遥控小车；STC12C5A60S2单片机；编码；解码

ABSTRACT

People are inseparable from the remote control in today's society, more and more remote control object is researched, this paper studies the infrared remote control car is put forward in the background.

The car uses STC12C5A60S2 as the core of the control, using the principle of infrared remote control was applied to the infrared remote control car. The remote control was encoded by MCU to produce 38 kHz square wave and infrared emission , The car decoding by MCU for signal processing after receiving signal, judging address code and order code, carries on the corresponding control operation. PWM signal is used to produce different average voltage control of DC motor speed. Was realized by the infrared remote control, the car can move forward, backward, turn left and turn right, and other functions.

The joint debugging of software and hardware, and the designed remote control car running smoothly and correctly.In the end ,the car has a certain application value.

Key words: infrared remote control car；STC12C5A60S2 MCU；Coding；decoding

目录

第一章绪论 (1)

1.1 课题的工程背景、目的和意义 (1)

1.2红外线 (1)

1.2.1红外线的简介 (1)

1.2.2红外线的应用 (2)

1.3 国内外研究现状 (2)

1.4 STC12C5A60S2单片机 (2)

1.4.1 STC12C5A60S2单片机的简介 (3)

1.4.2 STC12C5A60S2单片机的主要特点 (3)

1.4.3 STC12C5A60S2单片机的主要参数 (3)

1.5 论文的主要内容及章节安排 (3)

第二章方案设计 (4)

2.1 系统结构 (5)

2.2模块选择 (5)

2.2.1控制模块的选择 (5)

2.2.2车身的选择 (6)

2.2.3遥控控制模块的选择 (6)

2.2.4电机的选择 (6)

第三章硬件设计 (7)

3.1控制模块STC12C5A60S2单片机 (8)

3.2红外遥控发射模块 (9)

3.3驱动模块 (10)

3.4直流供电模块 (12)

第四章软件设计 (13)

4.1软件设计策略 (13)

4.2红外发射程序 (13)

4.3红外接收程序 (19)

第五章测试环境 (20)

5.1运行环境 (21)

5.2小车实物图 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

第一章绪论

1.1 课题的工程背景、目的和意义

智能小车，也称轮式机器人，是以当今社会的汽车为研究对象，通过智能控制能够自动运行奔跑的机器人。

玩具遥控车是一种可以通过无线电遥控器远程控制的模型汽车。根据车身外型的不同，可以分为:普通的私家房车、越野车、货柜车、翻斗车等等。如现实生活中的越野车，不但可以在野外适应各种不同程度的路面状况，而且还能给人一种粗犷豪迈的驾驶优越感。然而，作为普通的小朋友、普通的游戏玩家来说，可以通过操作一般的遥控玩具车，从而达到一定程度上得"驾驶快感"。

随着汽车产业的迅速发展，对于汽车的研究也就越来越受人们关注。国内外每年都有对智能小车这方面研究的题目，全国各高校也都很重视对小车的研究。可见其研究意义很大。

单片机的体积小，以其低成本，性价比好的特点，已经被应用于工业、交通、移动设备、智能家电等领域。本设计就是在这样的背景下提出的。

21世纪是高速发展的社会,是技术现代化、智能化的社会。随着红外技术的发展，红外遥控已经成为人们最常用的近距离无线通信方式。红外遥控是通过将数字信号用红外线送出去的方式实现的。由于使用方便、功耗低、抗干扰能力强，所以在智能产品行业中越来越受到人们的重视，并在这几年来得到了迅猛发展;正是因为红外遥控有如此多的优点，所以本次设计是一种基于STC12C5A60S2的红外遥控控制。

1.2红外线

1.2.1红外线的简介

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，波长在760纳米至1毫米之间,其波段处于微波和可见光之间。我们可以利用红外线的这种激发机制来烧烤食物，红外线波长较长，给人的感觉是热的感觉，产生的效应是热效应，红外线频率较低，能量不够，远远达不到原子、分子解体的效果。红外线只能穿透了原子分子的间隙中，而不能穿透到原子、分子的内部，由于红外线只能穿透到原子、分子的间隙，会使原子、分子的振动加快、间距拉大，即增加热运动能量。

1

1.2.2红外线的应用

红外线的应用，从日常生活到军工产品有1.红外线开关2.医疗保健3.遥控器4.红外接口5.防盗装置6.红外遥感7.红外侦察8.红外制导等。

主要的应用事例如下：

比如在夜间行走，夜视仪可以探测人体的热量，红外线成像;

测距仪可以测量距离，以红外线作为载波的一种测量距离的精密仪器；

理疗机在医疗方面使用，远红外线的热效应治疗；

热寻的导弹——跟踪飞机尾部热量的导弹，著名的美国响尾蛇。

当今红外技术的一个重要分支是红外通信技术的应用，这个应用的发展非常迅速，尤其是红外通信应用于计算机设备中，科技的进步，红外线遥控技术的成熟，红外也成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。

1.3 国内外研究现状

随着全球科技技术的飞速发展，人们对现场遥控以及红外通信的技术要求越来越高，尤其是在红外技术的巨大进步下背景下，大大加速了这个趋势。目前，国内外都开始研究和生产智能红外遥控系统，红外遥控已被广泛地应用到日常生活中及工业中，电视机遥控器、视频监控系统、电视演播系统、电视会议系统、微格教学系统、多媒体教学系统、工业智能控制等多种领域都有应用。

可以说，红外遥控是人们在近距离无线通信方式中常用的，是生活在各个方面都体现着现代化，方便、简单是红外遥控电子产品的重要优势，现在，玩具用遥控的方式不但实现了商品化，而且产品的质量也越来越高，形成了许多系列和品种，具有准确度高，速度快，既方便又实用等诸多优点，能满足不同层次的爱好者及不同模型的技术要求。

国内外遥控小车的发展最近几年有如下几个趋势：

（1）遥控小车性能不断提高，其速度不断提高，质量得到保证，维修起来越来越方便，而且小车里面的核心部分的单片机售价越来越低。

（2）由遥控到智能化，小车无需人工控制，自动识别方向运行，能够在外界不干预的情况下正确的处理好突发情况。

（3）其架构越来越小，以前一个模块就只能实现一个功能，而现在伺服电机、减速机和检测系统一体化后，整个小车看起来轻巧许多。

1.4 STC12C5A60S2单片机

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1.4.1 STC12C5A60S2单片机的简介

STC12C5A60S2是一款完全兼容传统8051，速针对电机控制，强干扰场合，具有高速，低功耗，超强抗干扰的新一代8051单片机。该系列单片机包含了中央处理器，程序存储器，数据存储器，计数/定时器，I/O接口，高速A/D转换，SPI接口，PCA,看门狗，片内R/C振荡器，外部晶体震荡器等。几乎包含了采集和控制所需的所有单元模块，可以说是一个片上系统。STC12C5A60S2内部有一个 PCA模块，PCA 模块可实现软件定时器，捕获外部脉冲，高速输出，脉宽调制功能，而本设计就是运用了PCA的捕获功能实现了对编码器脉冲信号的捕获以及旋转方向的判断。

1.4.2 STC12C5A60S2单片机的主要特点

1、由于该单片机属于8051系列，所以片内自带4K的ROM/EPROM；

2、该单片机执行I/O口操作读外部状态是4个时钟；

3、有完整的P4口，未扩展外部INT2/INT3中断；

4、I/O口的驱动能力超强，驱动大电流时不容易烧坏；

5、单片机的看门口寄存器里增加了看门狗复位标志位；

6、外部时钟和内部时钟的结构上略有不同；

7、环境适应能力强。

1.4.3 STC12C5A60S2单片机的主要参数

工作电压：3.5V~5.5V

工作频率：0~35MHZ

型号：STC12C5A60S2

时钟/机械周期：1T

时钟源外部：高精度晶体/时钟内部R/C振荡器

R/C振荡器频率：11MHZ~17MHZ

通用I/O口个数：44个

A/D转换速度：250K/S

工作温度：-40~+85S（工业级）/0~75（商业级）

1.5 论文的主要内容及章节安排

小车控制系统以STC12C5A60S2单片机为控制器，采用红外遥控，控制小车实现“前进”、“后退”、“左转”、“右转”等功能，考虑单片机经过处理将信号送

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入脉宽调速专用集成电路L298芯片，芯片L298接收到脉冲信号，控制左右2个电机的驱动,从而实现小车迹行走、前进、转弯、停止等功能。进行小车结构设计制作，绘制控制电路原理图和PCB图，制作电路板；进行软硬件调试。成功后，探讨其在日常生活和工程中的应用。

本文从一开始介绍了遥控小车设计的目的意义，以及小车在国内外的现状。以及开展本课题研究的一些基本情况的绪论部分，本文还包括以下几个部分：第二章，进行了方案的设计，要做成一个红外遥控小车我们要从多方面考虑，控制模块的选择：选用的是STC12C5A60S2；车身的选择：选用的是市场上用于实验室的小车车架（有机玻璃成分），小车底盘采用5mm 厚有机玻璃经激光切割整体成形(同时提供金属底盘)，小车顶面采用激光切割的3mm有机玻璃，预留位置大，并在预留位置加工了多组安装孔，扩展能力强。利用小车的圆形底盘特性，在底面左右两边直流电机和放滑轮，后面二个万向轮起平衡小车作用；电机驱动模块的选择：选用的是L298，工作电压高，最高工作电压可达46V。输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A，内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器、线圈等感性负载；电池的选择：选用的是干电池，干电池易于购买，且符合此次设计的电压需求，6节干电池。

第三章，硬件设计主要介绍：STC12C5A60S2单片机、红外遥控发射模块、驱动模块、直流供电模块：9v的干电池作为整个系统的电源。

第四章，软件部分主要介绍：红外发射接收的原理和发射程序。运行的软件KeiluVision4软件是美国Keil Software公司推出的C语言程序开发软件。与汇编语言相比，C语言的主要优点是功能强大，可读性好，灵活方便，可移植性好。它吸收了高级语言的优点，有拥有低级语言的特点。KeiluVision开发环境集中了包括C编译器在内的许多功能。Keil软件需要运行在WIN98以上的操作系统

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5 第二章 方案设计

2.1 系统结构

本课题是设计一辆红外遥控小车。小车的电路系统由单片机STC12C5A60S2、红外遥控发射和接收模块、小车驱动和小车行动指示四个模块组成。小车的车身是采用购买来的小车模型。系统基本工作过程是基于单片机的控制，采用编码解码芯片发送和接收操作控制指令，并对信号快速处理。输出两路不同的信号给驱动模块L298来控制电机的动作。从而控制整个小车的运动。小车的运动完全取决于控制两个主动轮的直流电机。电机单个启动时小车实现左右转弯，电机同时运动时小车实现前进后退。小车后面装有2个懒轮来稳定小车的运动。这样的智能小车效果显著且使电路简单化，直流电动机也具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，还可以实现频繁的前进和后退等优点。整个小车系统功能框架见图2-1。

图2-1功能框架图 2.2模块选择

2.2.1控制模块的选择

此部分是小车的核心部分

方案1：采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，

因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产

(一般在10,000

件以下)之中。但是本系统并不需要复杂的逻辑运算功能，对数据处理要求也并不很高。

方案2：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特

发射模块 接收模块

STC12C5A60S2

左右电机

L298 左右指示

点。处理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。但是我们这系统并不需要强大的语音处理能力。

方案3：采用STC12C5A60S2单片机作为主控制器。STC12C5A60S2是一个低功耗，高性能的8位单片机，片内含32K空间的Flash只读存储器，具有1280字节的随即存取数据存储器（RAM），36个IO口，4个16位可编程定时计数器。且STC12C5A60S2系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试[2]。

本文选用方案3。

2.2.2车身的选择

方案1：自己做一个小车车架。采用尼龙板制作，需要切割板并在板上打孔安装电机会大大加大本课题的设计的制作的时间。

方案2：购买市场上的用于我们实验的小车车架。找到了现成的小车模型，小车底盘采用5mm 厚有机玻璃经激光切割整体成形(同时提供金属底盘)，小车顶面采用激光切割的3mm有机玻璃，预留位置大，并在预留位置加工了多组安装孔，扩展能力强。利用小车的圆形底盘特性，在底面左右两边直流电机和放滑轮，后面二个万向轮起平衡小车作用。四个轮构成轿车状态，稳定车身，能够方便地实现转速、小车的直线前进与后退。直流电机更是容易控制及调速，而且这种玩具车架一般都价格便宜。

本文采用方案2购买小车车架。

2.2.3遥控控制模块的选择

方案1：采用RF无线发射模块F05V、RF无线接收模块J04V,以及编码芯片PT2262解码芯片PT2272组成的无线遥控模块，此遥控模块在开阔地参考距离大于150米，而且能够在有障碍物的情况下实现遥控，但是实验室的不需要那么高精度的遥控。此模块也是红外遥控，自动解码和编码。此方案作为接口预留。

方案2：采用红外遥控模块，采用红外发射器、红外接收器构成，这样的遥控方式控制距离比较短，在遇到障碍物时，对绕过障碍物的遥控能力比较差。但我们的小车不需要在有障碍物的情况下能灵活的运动。所以红外遥控可以适用。

本文采用方案2。

2.2.4电机的选择

方案1：步进电机一般分为混合式、反应式和永磁式三种。混合式电机结合了反应式和永磁式两种电机的长处。有两相的和五相的。两相的步进电机步进角是1.8度两相的步进电机步进角0.72度。因此，混合式步进电机得以广泛使用。反应式步进电机通常是三相的。广泛应用在大转矩输出的场合。它的步进角是1.5度。主要

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缺点是震动很强且会产生很大噪声。永磁式步进电机通常是两相的。它的转矩以及体积都很小。它的步进角是15度和7.5度。

方案2：直流电机的控制相对比较简单，但其定位精度不高，可用于对速度要求高，而对于位移的定位要求不高的场合；步进电机可实现精确定位，广泛应用于精确定位场合，但其控制复杂。

从本课题研究要求、控制要求以及性价比等综合方面考虑，我们采用方案2。

2.2.5供电模块

由于本设计中电机、芯片的供电电压不同。主电源要采用6节1.5v的干电池供电。芯片需要5v的电压，所以采用AMS1117满足不同模块的电压需要。

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第三章硬件设计

3.1控制模块STC12C5A60S2单片机

（1）STC12C5A60S2单片机功能介绍

STC12C5A60S2是一种低功耗、高性能的新一代8051单片机，具有8K用户应用程序空间的存储器。指令代码完全兼容传统8051，但是速度快8-12倍。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，增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，使得STC12C5A60S2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。STC12C5A60S2具有以下标准功能:工作频率在0-35MHZ，1280字节RAM,36位I/O 口线，看门狗定时器，4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，STC12C5A60S2 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。8位微控制8K字节在系统可编程STC12C5A60S2。

（2）单片机的最小系统

STC12C5A60S2单片机最小控制系统电路主要包括：单片机芯片、复位电路、时钟电路。如图3-1为单片机最小系统电路原理图。

图3-1单片机最小系统

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复位电路：41号引脚接复位电路，接高电平，复位引脚VCC接一个0.1UF的贴片电容，当输入5V电压时，由于复位电路有20K和10K的分压电阻，分压后受到1.66V的电压，当供电电压低于1.33V时产生复位，如果电压恢复后重新启动程序运行，可以设置成低电压中断，或者复位。当按键按下时，电压降到1.33V以下，产生复位。

电源及时钟：电源采用5V电压供电接Vcc引脚，时钟采用24MHz晶振为系统提供时钟基准，振荡脉冲信号从XTAL1和 XTAL2输入。与晶振相连的是两个30pF的电容，它是晶振的负载电容，会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。

3.2红外遥控发射模块

红外通信是利用红外技术实现两点近距离保密通信和信息转发的, 它一般由红外发射系统和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号, 接收系统则用光学装置和红外探测器进行接收, 这样就构成了红外通信系统, 并针通信系统常用的方法有两种, 即通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(P W M )方法和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）方法。本次毕业设计所使用的方法是PWM。

矩阵键盘分两步：第一步是扫描有没有键按下，第二步是扫描是哪个键按下的。

首先我们要读取键盘的状态，获得它的的编码。我们可以举一个例子来说明如何获得按键的编码的：假设第一个键被按下，我们要得到它的编码，那么我们从P1口的高四位输出低电平，那么P1.4-P1.7为输出口。低四位输出高电平，那么P1.0-P1.3为输入口。P1口的低四位状态为1101，其值为0DH，类似的道理，P1口高四位输出高电平，那么P1.4-P1.7为输入口。低四位输出低电平，那么P1.0-P1.3为输出口。P1口的低四位状态为1110，其值为E0H，最后进行运算得到编码EDH，其他的15个键是同样的方式，得到它们的编码。

在红外遥控系统中, 虽然发射、接收芯片内部均含有抗干扰及杂波滤除功能, 但红外干扰源对系统的影响仍无法完全避免; 另外, 某些意外情况也可能造成译码的错误. 为了提高系统的抗干扰能力, 杜绝误操作, 在软件上采用了多种抗干扰措施。

距离50米以内的2.4G无线模块，2.4G模块3V也可以供电，不一定用3.3V 供电。市场上一般采用CC2500无线模块。其中工业场合，就用CC2500 IC 做的模块，如CC2500M无线模块;一般的应用场合，就用CC2500S无线模块。它采用TI公司的CC2500晶圆绑定，具有很高的性价比。该模块的尺寸大小为12*18mm，有效距离20到50米。最高速率250kbps（预留）。

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红外发射灯部分电路主要组成有红外发光管D1，限流电阻R9，三极管Q1（放大）和滤波的电阻R11、电容C5。对于三极管Q1，这个放大信号实际上是电源加在集电极上的信号，而不是三极管自身放大出来的。三极管的放大原理实际上可以概括为用基极的小信号去控制三极管集电极上的电源信号，让它跟随基极信号变化而变化。发射极与基极之间只相差一个PN结，而且在放大状态中这个结是正向导通的，导通电压0.7V，并不会随基极信号变化而变化；限流电阻R9减小负载端电流，例如这个电路发光二极管一端添加一个限流电阻可以减小流过发光二极管的电流，防止损坏LED灯；设置滤波电容C5会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。见图3-2。

图3-2 红外发射模块

3.3驱动模块

采用L298作为电机的驱动模块。

系统通过两台直流的减速电机提供动能，分别完成前进、后退、左转、右转四个动作。由于单片机型号不较弱，不可能驱动两个驱动扭矩大的直流电机，所以需要通过单片机控制L298电机驱动模块实现。

在直流电机调速的时候，主要使用的是L298的线性放大功能和开关功能。L298

是工作在线性区的。它的优点是易于控制，输出稳定。缺点是功率低下，不易散热。

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11 L298可接受标准TTL 逻辑电平信号VSS ，VSS 可接4．5～7 V 电压。4脚VS 接电源电压，VS 电压范围VIH 为＋2．5～46 V 。输出电流可达2．5 A ，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4输出为电机的接入端， IN1，IN2，IN3，IN4为单片机控制信号输入端，控制电机的正反转。控制输入端A 端输入PWM 信号，控制输入端B 端输入PWM 的反向信号，在一个PWM 周期里，电机的电枢承受双极性的电压，电机的速度和方向均由PWM 决定。占空比越大，平均电压越大。

下图为原理图

ENA 6ENB

11SE NSEA 1SE NSEB 15IN15IN27IN310IN412

+VS 4

OUT12

OUT23OUT313OUT4

14

+V S S

9

G N D

8

J P1

L298N

A

-+

M1

MOTOR SE RVO

A

-+

M2

MOTOR SE RVO 5V

12V

A PWM

B PWM

P22P23P24P25

D1IN4007D2DIODE SCHOT TKY D3DIODE SCHOT TKY D4

DIODE SCHOT TKY D5

1A60V

D6DIODE SCHOT TKY D7DIODE SCHOT TKY D8DIODE SCHOT TKY

C11

100u F

C12

0.1u F

C?

100n

图3-3 驱动电路图

由于L298的逻辑电源采用5V 供电，故其5、7、10、12四个引脚可直接连接到单片机上。通过单片机的片内程序可以实现两个直流电机的PWM 调速以及正反转等功能。

L298芯片是一种常用的电机驱动芯片。根据数据手册可知，它的里面含有四通道的逻辑驱动电路。它以双H 桥的独特结构而被广泛用于驱动两相和四相的电动机。使用逻辑电平对它进行控制，能承受46V 的工作电压和2A 的工作电流。

其中的8个续流二极管是在电机换向和停止使用的，电机在转动，产生电流，二极管就是用来续流使用的。

电机采用的是2个直流电机，型号：1B48-1812L,其额定电压：6V ，电流限制在200mA 以内，减速比在1:48。

L298控制逻辑真值表如表2-1所示。

表3-1 L298控制逻辑真值表

输入状态

ENABLE A=H INPUT 1=H，INPUT 2=L 电机正转 INPUT 1=L, INPUT 2=H 电机反转 INPUT 1=L, INPUT 2=L 电机停止 INPUT 1=H, INPUT 2=H 电机急停

3.4直流供电模块

由于我们只有9v的干电池作为整个系统的电源，所以必须通过一个稳压电路来得到单片机及其他芯片的电源。

干电池广泛应用于社会生活的方方面面。普通干电池构造简单，多为锰锌电池。它主要由碳棒，石墨和二氧化锰的混合物以及纤维网组成。电池放电其实就是锌与氯化氨的电解反应，释放出的电荷由石墨传导给正极碳棒。由于锌的电解反应会产生增加电池内阻的氢气，因此需要石墨和二氧化锰混合物进行吸收。若电池长时间使用，石墨和二氧化锰不能充分吸收氢气，会造成电池内阻太大从而输出的电压太低。

此电路通过AMS1117-5.0和AMS1117-3.3滤波、输出滤波电容来实现降压。AMS1117的片上微调把基准电压调整到1.5%的误差以内，而且电流限制也得到了调整，以尽量减少因稳压器和电源电路超载而造成的压力。使用起来可靠、方便，而且价格便宜。

图3-4 降压电路

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第四章软件设计

4.1软件设计策略

在硬件设计完成以后，进行软件设计，我们进行发射编码、接收解码以及遥控小车运行程序的编写。首先是让单片机有一个告诉脉冲口，脉冲的频率为38KHz，在这个基础上我们要实现64个地址码，则用二进制表示是从000000~111111，在输入有脉冲串时，输出端输出低电平，否则输出高电平。这是编码解码原理。

红外遥控是以调制的方式发射数据，就是把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样既可以提高发射效率又可以降低电源功耗。

4.2红外发射程序

程序的设定，首先是初始化定时器0和1。接着是定时器0每26μs中断一次，反转一个参数Led=38k，根据这个参数，让单片机发射38kHz的方波，载波的程序就是这个流程。接着是利用定时器1每隔200μs中断一次，高电平是中断4次先输出低，中断4次再输出高。低电平是中断2次为低，中断2次为高，再中断4次为低。这就是对于‘0’‘1’的编码，一共输出8位，再与单片机发射载波38KHz相与得到信号，这个就是红外发射电路的编码信号。键盘红外发射扫描主要程序如下：while (1)

{

MainLoopCounter++;

KeyCode= KeybrdScan();//按键扫描

if(KeyCode==0)

{

while(KeyCode!=255)KeyCode=KeybrdScan();//赋值

{

IndicatorCode = 0;//接收码为0

SendCode = (AdressCode<<8)+IndicatorCode;//按键是否按下

IrTimeCnt = IrGuideTimeCnt;//定时

CR = 1;//计数

}

}

if(KeyCode==1)

{

13

{

IndicatorCode = 1;//发送的信号

SendCode = (AdressCode<<8)+IndicatorCode;

IrTimeCnt = IrGuideTimeCnt;

CR = 1;

}

}

if(KeyCode==2)

{

while(KeyCode!=255)KeyCode=KeybrdScan();

{

IndicatorCode = 2;

SendCode = (AdressCode<<8)+IndicatorCode;

IrTimeCnt = IrGuideTimeCnt;

CR = 1;

}

}

if(KeyCode==3)

{

while(KeyCode!=255)KeyCode=KeybrdScan();

{

IndicatorCode = 3;

SendCode = (AdressCode<<8)+IndicatorCode;

IrTimeCnt = IrGuideTimeCnt;

CR = 1;

}

}

if(KeyCode==4)

{

14

{

IndicatorCode = 4;

SendCode = (AdressCode<<8)+IndicatorCode;

IrTimeCnt = IrGuideTimeCnt;

CR = 1;

}

}

if(KeyCode==5)

{

while(KeyCode!=255)KeyCode=KeybrdScan();

{

IndicatorCode = 5;

SendCode = (AdressCode<<8)+IndicatorCode;

IrTimeCnt = IrGuideTimeCnt;

CR = 1;

}

}

if(KeyCode==6)

{

while(KeyCode!=255)KeyCode=KeybrdScan();

{

IndicatorCode = 6;

SendCode = (AdressCode<<8)+IndicatorCode;

IrTimeCnt = IrGuideTimeCnt;

CR = 1;

}

}

if(KeyCode==7)

{

15

基于单片机的红外遥控小车设计

单片机系统设计实例 红外遥控小车 专业：信息对抗技术 姓名：吴志飞 学号：1411050121 指导教师：张东阳

目录 1 绪论 (1) 2 系统分析 (2) 2.1系统框架 (2) 2.2电机驱动模块 (3) 2.3 LCD显示模块 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1主控模块的电路设计 (6) 3.1.1AT89C51单片机的简介 (8) 3.1.2AT89C51管脚功能 (8) 3.2红外遥控模块的电路设计 (9) 3.2.1红外遥控的实现原理 (10) 3.2.2红外发射器 (11) 3.2.3红外接收器 (12) 3.3电机驱动模块的电路设计 (12) 3.4显示模块的电路设计 (13) 4 系统软件设计 (14) 4.1程序代码 (14) 4.2软件流程图 (17) 5 调试与仿真 (18) 5.1在keil中进行调试 (18) 5.2在Proteus中进行仿真 (19) 6 总结 (21) 参考文献 (22) I

沈阳理工大学课程设计说明书 1 绪论 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快,，智能化程度越来越高，应用范围也越来越广，包括海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。同时，当今机器人技术发展的如火如荼，其在国防等众多领域的应用广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段，参加者多数为学生，目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神，同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展，同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。 本次课设设计的红外遥控智能小车可以分为四大组成部分：红外遥控部分、显示部分、执行部分、控制部分。智能小车可以实现按遥控指示前行，后退，左转和右转。该设计主要通过对系统硬件电路的设计，软件设计和程序的编写，然后通过后期软硬件调试达到设计初衷。 1

LC课程设计运料小车控制模拟

1概述1.1 PLC的基本概念 在PLC的发展过程中，美国电器制造商协会（NEMA）经过四年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程控制器（Programmable Controller）,英文缩写为PC，并且作如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的是的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程序的存储器来存储指令，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，计数，计时和算术运算等操作的指令。并且通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” 定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。 1.2 PLC的发展 PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美，德，日等工业发达的国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升，生产厂家不断涌现，品种不断翻新，产量产值大幅度上升而价格不断下降。 目前，世界上有200多个厂家，较有名的公司有美国：AB通用电气，莫迪康公司；日本：三菱，富士，欧姆龙，松下电工等：德国：西门子公司；法国：TE施耐德公司；韩国：三星，LG公司等。 1.3 PLC的发展趋势 （一）大型化 为适应大规模控制系统的要求，大型PLC向着大存储容量，高速度，高性能，增加I|O点数的发展方向。主要表现在以下几个方面： 1.增强网络通信功能：； 2.发展智能模块； 3.外部故障诊断功能； 4.编程语言、编程工具标准化、高级化 5.实现软件、硬件标准化 6.编程组态软件发展迅速

自动舵控制系统设计

自动舵控制系统设计 船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港出发按计划的航线到达预定的目的港。由此可见，操舵系统是一个重要控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性、经济性和安全性。自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行,是操纵船舶的关键设备。系统的调节对象是船，被调节量是航向。自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向与实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；调节对象—船；舵角反馈机构等。自1922年自动舵问世到今天, 代替人力操舵的自动舵的发展确实取得了长足的进展, 在 相当程度上减少了人力, 节约了燃料, 降低了机械磨损, 但是 距离真正意义上的操舵自动化还有相。当大的距离。 一国内外研究现状 自70 年代起,国内一些科研院所、高校开展自动舵的理论与开发工作,并取得了不少成果,一些航海仪表厂家也独立或与研究所、高校合作开展了自动舵的试制和生产,其产品以模拟PID 舵为主。目前虽然国产自适应舵已经投入实船使用,但效果并不明显。智能控制舵还处于理论研究阶段,还没有产品化。航迹舵基

本上也处于研究阶段,还没有过硬的产品。 目前国外市场上有多种成熟的航向舵、航迹舵产品,其控制方法大多为比较成熟的自适应控制,例如日本Tokimec 公司的PR - 8000 系列自适应自动舵、德国Anschuz 公司的NAU TO CONTROL 综合系统中的自动舵、美国Sperry 公司VISIONTECHNOLOGY系统中的自适应自动舵等。近几年发展起来的智能控制及其它近代控制在自动舵上应用尚处于方案可行性论证及实验仿真阶段,还有待于进一步工程实现研究。 我国对自适应舵的研究起步较晚，自80年代以来，有关单位开展了对自适应舵的研究工作，发表了一些设计方案，仿真研究结果和产品。 1980年，南开大学袁著祉、卢桂章老师采用Norrbin性能指标，利用最小方差自校正控制器自适应律设计了船舶航向保持的自适应舵，发表了仿真结果。 1984年，中船总公司系统工程部林钧清利用最小方差自校正调节器，设计了自适应自动舵的软件，并进行了仿真研究。 1986年，大连海事大学陆样润、黄义新老师等人，采用了对偏航速率进行加权的最小方差自校正控制方案，进行了自适应舵的研制，他们先在实验室的实时仿真器上进行了联机实验，随后

单片机的红外遥控器解码设计

第1章红外解码系统分析 第1节设计要求 整个控制系统的设计要求：被控设备的控制实时反应，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s；整个系统的抗干扰能力强，防止误动作；整个系统的安装、操作简单，维护方便；成本低。 红外载波、编码电路设计要求：单片机定时器精确产生38KHz红外载波；根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。 红外解码电路设计要求：精确接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理，最后输出TTL电平信号；对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。 设备扩展模块设计要求：直流控制交流；抗干扰能力强；反应迅速不产生误动作；能承受大电流冲击。 第2节总体设计方案 2.1方案论证 驱动与开关 方案一：采用晶闸管直接驱动。 其优点是体积小，电路简单，外围元件少。但控制电流小，大电流晶闸管成本高，并且隔离性能差。 方案二：采用三极管驱动继电器。 其体积大，外围元件多。优点是控制电流大，隔离性能好。 根据实际情况，拟采用方案二。 2.2总体设计框图 经过上述方案的分析选择，得出系统硬件由以下几部分组成：电视红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大于一体集成红外接收头，1602液晶显示驱动电路。 整体设计思路为：根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89S2将从ROM读取出来的值，按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波（周期是26.3μs）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作，如图1-1所示。

基于PLC的运料小车的控制系统设计

电气自动化技术专业毕业设计 设计课题：基于PLC的运料小车控制系 统设计 学生姓名：陈博 学号： 022******* 指导老师：吴丽丽 专业：电气自动化技术 年级： 11级 2014年6月3日

摘要：随着科学技术的日新月异，对自动化程度要求越来越高，原有的生产线已不能满足要求。在工业生产中运料是一个非常重要的环节，但是其岗位对人体伤害较大或者是劳动负荷较大。所以运料小车在工业生产中发挥了重要作用，为企业节省了人力、物力等，节约了生产成本提高了经济效益。但是，相比传统接触器、继电器控制的运料小车电气控制线路比较复杂，不容易检修及维护。基于PLC的自动运料小车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。 关键词：可编程控制器；三相异步电动机；运料小车

目录 引言 (1) 1运料小车需求分析 (2) 2运料小车控制系统的方案论证 (4) 2.1运料小车控制系统的控制内容与要求 (4) 2.1.1运料小车的运动流程 (4) 2.2方案论证 (4) 3运料小车控制系统的硬件配置 (5) 4运料小车控制系统的软件设计 (7) 4.1PLC I/O分配表 (8) 5程序的运行调试与仿真 (13) 6设计小结 (14) 6.1小车的优缺点分析 (14) 6.2设计的改进及推广 (14) 总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附录一 (18)

引言 可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，最初叫做可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），即PLC，现已广泛应用于工业控制的各个领域。 大规模集成电路和超大规模集成电路的出现使得PLC在问世后的发展极为迅速。现在，PLC不仅能实现继电器的逻辑控制功能，同时还具有数字量和模拟量的采集和控制、PID调节、通信联网、故障自诊断及DCS生产监控等功能。 毫无疑问，PLC将在今后的工业生产中起到非常重要的作用。在20世纪80年代，美国的工业市场调查报告和1989年美国的一份分散控制系统（DCS）的调研报告中，都能看出PLC在工业控制中的重要作用。

基于单片机的红外遥控系统设计

课程设计 基于单片机的红外遥控系统设计 学院：计算机与通信工程学院 专业：通信工程 班级：通信11-3班 姓名： 学号：

天津理工大学 摘要 本设计采用51单片机作为遥控发射接收芯片，HS003B作为红外一体化接收发射管，在此基础上设计了一个简易的智能红外遥控系统。系统包括接收和发射两大部分，发射部分有16个按键，接收部分含有8盏彩色LED灯、一片二位数码管和蜂鸣器系统。发射部分通过键盘扫描判断哪个键被按下，经过单片机编码程序进行编码，控制红外发射电路发送信号。接收部分解码信号，实现相应的输出。本设计方案结合红外遥控设计简单、作方便、成本低廉等特点。 关键字：红外遥控信号调制编码解码

天津理工大学 目录 摘要................................................................................................................................................... I I 1.绪论 (1) 1.1课题目的和意义 (1) 1.2红外线简介 (1) 1.3红外遥控系统简介 (1) 2 课题方案和设计思路 (2) 2.1总体方案 (2) 2.2红外发射器设计 (3) 2.2.1红外发射器原理 (3) 2.2.2红外编码 (3) 2.3红外接收端设计 (4) 3硬件结构设计与介绍 (5) 3.1AT89C51系列单片机功能特点 (5) 3.1.1主要特性 (5) 3.1.2管脚说明 (5) 3.1.3基本电路 (7) 3.2红外发射电路 (8) 3.3红外接收电路设计 (9) 3.3.1红外接收模块 (9) 3.3.2数码管 (9) 3.3.3彩灯系统 (10) 3.3.4蜂鸣器系统 (11) 3.3.5红外接收端电路图 (12) 4 软件设计 (12) 4.1定时/计数器功能简介 (12) 4.2遥控码的发射 (13) 4.3红外接收 (14) 5.课程设计总结和心得 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 附录1P ROTEUS仿真图 (17) 附录2发射程序 (17) 附录3接收程序 (20)

PLC运料小车自动控制设计

目录 引言 ........................................................... I 1设计任务与要求 (1) ２PLC控制系统的硬件设计 (2) PLC机型的选择 (2) PLC容量估算 (3) 系统I/O地址的分配 (3) 安全回路设计 (4) 、 计算机和PLC的链接通信 (5) ３运料小车PLC控制的软件设计 (5) STEP7-M ICRO/WIN编程软件 (6) 运料小车控制梯形图设计 (7) 运料小车控制语句表设计 (9) 运料小车PLC控制设计说明 (11) 4 PLC控制系统的抗干扰性设计 (11) 抗电源干扰的措施 (12) 《 控制系统的接地设计 (12) 防I/O干扰的措施 (13) 5 PLC控制系统的调试 (13) 6小结 (14) 7参考文献 (14)

引言 运料小车自动控制 随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，逐渐形成了机械化，自动化。将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用。它功能强大，可扩展到128I/O点。且能增加特殊功能模块或扩展板。ＰＬＣ在运料小车控制系统中的应用，具有巨大的经济和社会价值。本文以ＰＬＣ控制技术为核心，采用SIEMENS公司的S7-200系列的PLC，论述了运料小车控制的软硬件设计方案及其控制原理，实现了运料小车自动控制。

1 设计任务与要求 （1）设计任务 图 运料小车示意图 运料小车由一台三相异步电动机拖动，电机正转，小车向右行，电机反转，小向左行。电动机正反转图如图所示： 在生产线上有5个编号为l ～5的站点供小车停靠，在每一个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫按钮开关(SB1～SB5）分别与5个停靠站点相对应。 图 三相异步电动机正反转主电路图 自动化生产 运料小车 1 号 _____ 2号站 4号站 3号站 5号站

单片机无线遥控船模设计与制作

第1章绪论 1.1概述 随着现代通信技术的飞速发展，近距离无线电通信技术受到了很多关注，呈现非常好的发展势头，，因为在我们现实生活中存在着如此多这样的应用领域，系统需要不断地实时传输小量的突发信号，在传统的无线电通信系统中，短距离的无线通信技术可以在相对较近距离内实现相互之间通信或相关操作，无线电数据传输系统已成为现在通信业乃至整个信息业的热点，被广泛应用于报警、无线遥控、军事通信、无线局域网等范围，具有很大的实际应用价值。 一般情况下，单片机在获取实时数据之后，仍需要将数据传出去，而有线的数据传输主要依赖于有线的线路。例如采用CAN总线、串并行总线等，且有线的线路具有成本非常高，维护不方便等缺点。 无线数据传输是如何发展起来的呢？它是在有线数据传输基础上逐渐发展起来的。而无线数据通信时通过接收模块和发射模块进行传送数据的，具有不占空间，成本较低且可靠性高，传输过程中的干扰小及维护方便等特点，提高了信息传输过程中的可靠性。因此，我们借此单片机课程设计机会，深深体会无线电的实用价值，初步了解并研究单片机无线遥控原理，从简单的遥控小车开始，设计一个完整的遥控系统，以对日后的学习研究中做一个很好的基础与铺垫。 1.2 课题研究背景 无线遥控，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。而现在无线遥控技术越来越多的运用在我们的生活当中，随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IR Remote Control），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式（RF Remote Control）[][11]。 无线遥控船所讲的遥控技术正是无线遥控模式，无线遥控是无线电遥控，它是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。

智能小车控制系统设计

智能小车控制系统设计 ——ARM控制模块设计 EasyARM615是一款基于32位ARM处理器，集学习和研发于一体的入门级开发套件，该套件采用Luminary Micro(流明诺瑞)公司生产的Stellaris系列微控制器LM3S615。本系统设计是以EasyARM615开发板为核心，通过灰度传感器检测路面上的黑线，运用PWM直流电机调速技术，完成对小车运动轨迹等一系列的控制。同时利用外扩的液晶显示器显示出各个参数。以达到一个简易的智能小车。 本文叙述了系统的设计原理及方法，讨论了ISR集成开发环境的使用，系统调试过程中出现的问题及解决方法。 据观察，普通的玩具小车一般需要在外加条件下才能按照自己的的设想轨迹去行驶，而目前可借助嵌入式技术让小车无需外加条件便可完成智能化。在小车行驶之前所需作的准备工作是在地面上布好黑线轨迹，设计好的小车便可按此黑线行驶，即为智能小车。其设计流程如下： 1、电机模块 采用由达林顿管组成的H型PWM电路。PWM电路由四个大功率晶体管组成，H桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态，根据调整输入控制脉冲的占空比，精确调整电机转速。这种电路由于管子工作只在饱和和截止状态下，效率非常没。H型电路使实现转速和方向的控制简单化，且电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调整技术。 具体电路如下图所示。本电路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。该电路采用TIP132大功率达林顿管，以保证电动机启动瞬间的8安培电流要求。

2、传感器模块 灰度测量模块，是一种能够区分出不同颜色的的电子部件。灰度测量模块是专为机器人设计的灰度传感器。例如：沿着黑色轨迹线行走，不偏离黑色轨迹线；沿着桌面边沿行走，不掉到地上，等等。足球比赛时，识别场地中灰度不同的地面，以便于进行定位。不同的物体对红外线的反射率不同，黑色最低，白色最高；它通过发射红外线并测量红外线被反射的强度来输出反映物体颜色的电压信号，有效距离3-30毫米。 其技术规格如下： 已知灰度传感器的输出电压为0-3.3V，所以可通过ARM615开发板上的ADC 模块转换成数字信号，最后通过不断测试得出黑线与白线的大概参数值，完成对小车传感器部分的设计。 在本次设计中选择二个灰度传感器，其实现效果与布局如下所示。

红外遥控发射和接收系统课程设计

红外遥控发射和接收系统设计 摘要 本设计是以红外技术为基础,可以实现无线遥控,摆脱了信息传递需要导线的限制,而且红外实现方式灵活,得到了广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展,红外集成芯片价格的降低,更加扩展了红外的应用范围。现在在我们的日常生活中都能感受到红外的应用，以及它给我们带来的便利。本设计充分利用能够很容易买到的普通电视机遥控器，通过编码发射红外线，然后由通用红外接收芯片sw0038实现对红外的接收，但是因为考虑到题目的要求仅仅是实现对一个开关的简单开管控制，所以舍弃了依靠单片机来对遥控器发出的红外进行解码实现多种控制的方案。本方案简洁可行，充分利用现有的资源进行开发，取得比较好的效果，并且具有良好的移植性，可以通过简单的修改就应用到其他领域。 关键字：红外遥控红外解码双稳态 Abstract This design is take the infrared technology as a foundation, realizing the wireless remote control, getting rid of the the limit of wire information transmission. Beacause infrared technology is easy to be realized,it is widely used in many fields. Specially ,with the chip technology development, infrared integrated chip price reducing, even more expanded the infrared application scope . Now in our daily life ,we can feel the application of the infrared, and the convenience it has brought us.In this design,I take ordinary television remote control device to realize coding and Infrared Emission,then it is received by the general infrared receive chip sw0038 .what the topic requests is merely the realization of a simple switch control,so I give up the program on the MCU. The program is simple and feasible, making full use of the existing resources for development, and achieve fairly good results.It has a good portability,so only after a little change,it can be transplanted to other fields. Key word: infrared remote control infrared decode bistability

自动运料小车PLC控制系统设计

自动运料小车PL C 控制系统设计 随着生产自动化程度越来越高， PLC 在生产过程控制系统中的应用也越来越广泛。 可编程逻辑控制器，简称 PLC 是一种工业控制微型计算机。它的编程方便、操作简单尤其是高通 用性等优点，使它在工业生产过程中得到了广泛的应用。 其中的一个应用便是运料小车的控制， 主要用 到的便是它的逻辑控制功能。 控制要求 1. 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下： （1） 按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作； （2） 当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按扭 HJ 的编码时，小车向右运行运行到按钮 HJ 所对 应的停靠站时停止； （3） 当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按扭 对应的停靠站时停止； （4） 当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按扭 （5） 呼叫按钮开关 HJ1--HJ5应具有互锁功能 2. 运料小车的运动分析： HJ 的编码时，小车向左运行，运行到按钮 HJ 所 HJ 的编码时，小车保持不动； 先按下者优先。 某自动生产线上运料小车的运动如图所示， 运料小车由一台三相异步电动机拖动， 电机正转，小车 向右行，电机反转，小车向左行。在生产线上有 5个编码为1 — 5的站点供小车停靠，在每个停靠站安 装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有 5 个呼叫按钮开关（HJ1-- HJ5 ）分别与5个停靠站点相对应。 自动运料小车示意图 程序设计 1. 行程开关

在该程序中，5个站的行程开关分别用数字0-4来表示，当小车在1号站时，行程开关 X007得电，将数字0传送到数据寄存器D0;当小车在2号站时，行程开关X010得电，将数字1传送到数据寄存器D（。依次类推，当小车在5号站时，行程开关X013寻电，将数字4传送到数据寄存器D0。它的助记符程序为： LD X007 MOV K0D0;小车在1号站 LD X010 MOV K1D0;小车在2号站 LD X011 MOV K2D0;小车在3号站 LD X012 MOV K3D0;小车在4号站 LD X013 MOV K4D0;小车在5号站 所对应的梯形图如下所示： 行程开关梯形图 2. 小车启停辅助继电器 当按下启动按钮时，小车开始运动，该辅助继电器M0寻电；当按下停止按钮时，小车停止运动，该辅助继电器M（失电。它的助记符程序为： LD X000 OR M0 ANI X001 OUT M0 ;小车启停辅助继电器 所对应的梯形图如下所示： 小车启停辅助继电器梯形图 3. 呼叫按钮 在该程序中，5个站的呼叫按钮分别用数字0-4来表示，而且由于5个呼叫按钮开关HJ1— HJ5具有互锁功能，先按下者优先，所以需5个辅助继电器M1-M5当按下1号站呼叫按钮开关时，行程开关X002得电，数字0传送到数据寄存器D1，同时1号按钮开关辅助继电器得电；当按下2号站呼叫按钮开关时，行程开关X003寻电，数字1传送到数据寄存器D1，同时2号按钮开关辅助继电器得电；依次类推，当按下5号站呼叫按钮开关时，行程开关X006 得电，数字4传送到数据寄存器D1,同时5号按钮开关辅助继电器得电；它的助记符程序为： LDI M2 ANI M3 ANI M4 ANI M5 ANI X007

遥控船模系统-手机软件设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告 题目遥控船模系统-手机软件设计 学院自动化 专业电气工程与自动化 姓名 班级 学号 指导教师 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 本文主要设计手机APP开发以及遥控船模的研究背景及课题的国内外研究现状，

课题的主要研究方向及其难点等。 随着科技进步以及人民生活水平提高，智能手机得到飞速发展。我们借助安卓平台，运用蓝牙传输技术，实现对船模实时遥控，完成前进，后退，左转，右转等动作。同时也为遥控玩具的制作提供新的路径。蓝牙开发工具为 Eclipse 集成，用Java 语言开发。该系统在实际生活中有很大的开发潜力。这就是此课题的目的及意义。 Android 中文俗称安卓，是一个以Linux 为基础的开放源代码操作系统，主要用于移动设备，由Google 成立的Open Handset Alliance（OHA，开放手持设备联盟）持续领导与开发中。Android 系统最初由安迪? 鲁宾（Andy Rubin）开发制作，最初开发这个系统的目的是利用其创建一个能够与PC 上网的“智能手机”生态圈。但是后来，智能手机市场开始快速成长，Android 被改造为一款面向手机的操作系统。Android 通过提供一个以开源的Linux 内核为基础而构建的开放的开发环境，为移动应用程序的应用开发提供了新机遇。通过一系列API 库，所有应用程序都可以访问硬件，并且在严格受控的条件下完全支持应用程序的交互。在android 中，所有应用程序有相同的优先级。第三方和本地应用程序都使用相同的API 进行编写，而且都在相同的运行时上执行。用户可以删除任何本地应用程序，并使用相应的第三方应用程序对其进行代替，甚至连拨号程序和主屏幕都可以进行替换。 在2007 年11 月 5 日这天，谷歌公司正式向外界展示了这款名为Android 的操作系统，本程序是基于Android 2.1 系统，所用开发工具为Eclipse 集成开发环境，Eclipse 是著名的跨平台的自由集成开发环境，在此开发环境下开发软件非常的方便。Android系统是Google历经数年花费众多时间以及金钱开发出来的应用于智能手机上的操作系统，其最大的特点就是系统开放性。任何公司、个人开发者、爱好者都可以参与到系统中。同时，Android 不仅是一个智能手机的系统，也可以作为学习嵌入式Linux系统较为完整的软件平台。 蓝牙（Bluetooth）提供了移动设备之间快速，方便的无线通信连接。近几年来已经广发运用于手机、立体声耳机、以及无线打印机等设备中。其开发技术的核心，是根据蓝牙标准所实现的蓝牙协议栈，据悉，从第一个版本开发至今已经有 1.1/1.2/ 2.0/2.1/ 3.0等版本。Android蓝牙协议与全球蓝牙协议通用，协议栈使用BlueZ，并支持GAP，SDP以及RFCOMM规范，是一个SIG认证的蓝牙协议栈。它的底层协议层包括了众多协议，如逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)、服务发现协议(SDP)、串口模拟协议(RFCOMM)等。在蓝牙栈底层包含了L2CAP，RFCOMM，GAP，SDP等协议，下面就来简单的介绍一下这些协议： （1）L2CAP：Logical Link Control and Adaptation Protocol 逻辑链路控制与适配协议，L2CAP协议是蓝牙系统中的核心协议，它是基带的高层协议，可以认为它与LMP并行工作。 （2）RFCOMM：Radio Frequency Communication(s)

智能小车控制系统开题

毕业设计（论文）开题报告 题目智能小车控制系统研究 系部车辆工程系 专业 学生姓名学号 指导教师职称讲师 毕设地点 2016年1 月16 日

1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500～2000字左右的文献 综述： 一丶选题背景 智能汽车的概念在上世纪80 年代初由美国提出，随着智能控制算法的不断发展，以及硬件设备的快速更新，对智能车的发展起到了巨大的促进作用。同时交通问题也逐渐成为世界各个国家都要面临的重要问题，这也加快了新技术、新方法的应用。在这样的背景下智能车的研究逐渐成为新的热点。 当前世界公路的总里程每年都在高速增长，同时汽车的总量也在成倍增加，其中我国的增量更是非常明显，随着汽车的越来越多，出现交通事故的概率也在不断提高。世界各国为了解决这方面的问题提出了很多的想法，而智能车是众多想法中最可行的一种解决当前问题的方法。许多国家在无人驾驶汽车和智能交通系统的研究上都取得了不错的成果，有些研究结构已经研制成功了智能车的原型，并进行相关试验。最近10 年在传统汽车中半导体和电子技术应用的越来越多。汽车产业已经进入到了电子时代，智能汽车将是未来的发展趋势。根据相关部门的统计数据，2012 年之后生产的汽车，汽车上电子装置系统占整个汽车总成本超过30%，甚至在一些配置较高的汽车上，比重超过50%。 随着改革开放的不断深入，我国经济在过去的一段时间迅速崛起，人民的生活水平和幸福指数每年都在提高，拥有一辆汽车也不在是一个的梦想，而是变成了一个很多家庭都能消费的起的代步工具，当前我国的汽车数量，每年以两位数增长，然而我国的公共配套却相对落后，这就造成了我国严重的交通问题，道路拥挤十分严重，出现了开车不如骑车快的现象。 因此发展智能车和智能交通系统，是解决现有问题的一种有效的方法，通过不断的研究会在交通拥堵、减少事故方面起到十分显著的作用。未来通过无人驾驶技术，实现汽车的自动行驶，对于我国汽车、控制、电子等领域在新时期提高国际竞争力和自主创新能力有着重要的作用。 智能汽车控制系统的研究是一项复杂的系统工程，其中包含了机械、电子、自动循迹、自适应控制、机器人技术、传感器技术等多学科相互交融的一项研究。智能车通过多个传感器模块的协同工作，经过控制单元进行决策实现汽车的自动行驶、最优化路径等功能。 同时无人驾驶智能车在货运、农业生产、军事等领域具有很好的应用前景。 综上所述，发展智能汽车控制技术能够提高我国在微电子技术、人工智能、电机控制等新技术领域的技术水平。同时随着智能汽车的不断发展也能够有效的改善现有的交

基于单片机的红外遥控系统设计

单片机红外遥控系统设计 随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。 本设计主要应用了AT89C51单片机作为核心，综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点，设计了一个红外线遥控系统。本系统包含发射和接收两大部分，利用编码/解码芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外线发射器；接收部分包括红外线接收芯片、光电转换器、调解电路。其优点硬件电路 简单，软件功能完善，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。 关键词：单片机AT89C51；LED红外线发射器

目录 目录 (2) 1 绪论 (2) 1.1研究背景 (2) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究目的与意义 (3) 2系统方案设计论证 (5) 2.1单片机红外遥控发射器设计原理 (5) 2.2单片机红外遥控接收器设计原理 (5) 2.3方案选择和论证 (6) 3红外解码硬件电路设计 (8) 3.1红外解码系统设计 (8) 3.2单片机及其硬件电路设计 (8) 3.3红外发射电路设计 (10) 3.4红外接收电路设计 (11) 3.5本章小结 (13) 4红外解码程序设计 (14) 4.1红外接收电路主程序流程图 (14) 4.2红外接收电路子程序流程图 (14) 4.3本章小结 (15) 5 联机与调试 (16) 结论和展望 (23) 附录A：系统原理图 (24) 附录B：系统PCB图 (25) 附录C：系统仿真图 (26) 附录D：系统源程序 (27) 1 绪论 1.1研究背景 目前市场上采用的一般是遥控编码及解码集成的电路。此方案的特点是制作简单、容

基于51单片机的无线遥控小车

本科生产实习报告（2013 —2014学年第二学期） 姓名： 学号： 年级： 专业：电子信息技术及仪器 系室：测控技术与仪器系 2014年7月6日

目录 目录 (2) 1 生产实习计划安排 (3) 2 电路板制作 (3) 2.1实习目的 (3) 2.2所需器件介绍 (3) 2.3制作过程 (5) 2.4成果展示 (7) 3 小车控制系统软硬件设计 (7) 3.1实习目的 (7) 3.2所需器件介绍 (7) 3.3制作过程 (9) 3.4功能演示 (11) 4新飞电器公司实习 (11) 4.1优秀毕业设计讲解 (11) 4.2新飞公司 (13) 5、生产实习心得体会 (18) 附录：单片机C语言程序 (20)

1 生产实习计划安排 2 电路板制作 2.1实习目的 能够熟练使用一些常用软件进行基本的程序编写（keil）、制板（Altium Designer等）；进一步了解电子产品开发、生产、测试等内容，培养自身的动手能力，并通过组队让我们了解团队合作的重要性，并为做一些实际的项目积累经验。 2.2 所需器件介绍

①Altium Designer Winter 09 :电路原理图、PCB图绘制软件 ②打印机、转印纸:将设计完成的PCB图打印在转印纸光面上 ③覆铜板、砂纸、热转印机：将转印纸上的电路图热转印到铜板上 ④腐蚀液：将铜板上墨迹以外的部分腐蚀掉 ⑤打孔机：将铜板上需要留孔的地方进行打孔 ⑥电烙铁、锡丝等：将元器件焊接在制作的铜板上 图1利用Altium Designer 绘制原理图的流程图

2.3 制作过程 1、原理图的绘制过程的流程图如图1所示： ⑴、使用Altium Designer绘图软件，画出单片机最小系统板的原理图，正确选择放置所需要的元器件并正确连接，适当添加元件库。必须用到的有微处理器芯片STC89C52RC、串口通信芯片MAC232等一系列电子元件。 ⑵、原理图设计完成后对各元件进行封装，以生成和现实元器件具有相同外观和尺寸的封装网络表。单片机最小系统板原理图如图2所示： 图2利用Altium Designer绘制的原理图 ⑶、生成PCB图。网络表生成以后，根据PCB面板的大小来放置各元件的位置，在放置时需要确保各元件引脚不交叉。经过规则的设置及调整，无错误完成PCB的布局布线。布线完成后的PCB图如图3所示： 图3布线完成后的PCB图 ⑷、利用转印纸将设计完成的PCB图通过打印机打印输出，然后将印有电路图的一面与铜板固定压紧，最后放到热转印机上进行热转印，高温下将转印纸上的电路图墨迹转印到铜板上。 ⑸、准备腐蚀液，将有墨迹的铜板放在溶液中，等待一段时间，铜板上除了墨迹以外的部分全部被腐蚀。取出铜板并清洗，妥善处理溶液。必须注意的一点是，清洗完毕后需立即擦干铜板，否则石墨线上附着的腐蚀液会继续腐蚀铜线部

PLC控制运料小车

项目七PLC控制运料小车的运行 1．项目任务 本项目的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。系统控制要求如下：小车往返运动循环工作过程说明如下：小车处于最左端时，压下行程开关SQ4，SQ4为小车的原位开关。按下启动按钮SB2，装料电磁阀YC1得电，延时20s，小车装料结束。接着控制器KM3、KM5得电，向右快行；碰到限位开关SQ1后，KM5失电，小车慢行；碰到SQ3时，KM3失电，小车停止。此后，电磁阀YC2得电，卸料开始，延时15s后，卸料结束；接触器KM4、KM5得电，小车向左快行；碰到限位开关SQ2，KM5失电，小车慢行；碰到SQ4KM4失电，小车停止，回到原位，完成一个循环工作过程。整个过程分为装料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六个状态，如此周而复始的循环。 图7-1 运料小车往返运动示意图

2．任务流程图 本项目的具体学习过程见图2-2。 图7-2 任务流程图 学习所需工具、设备见表7-1。 表7-1 工具、设备清单 1．功能图编程的特点 功能图也叫状态图。它是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。 功能转移图与步进梯形图表达的都是同一个程序，其优点是让用户每次考虑一个状态，而不必考虑其它的状态，从而使编程更容易，而且还可以减少指令的程序步数。功能转移图中的一个状态表示顺序控制过程中的一个工步，因此步进梯形图也特别适用于时间和位移等顺序的控制过程，也能形象、直观的表示顺序控制。 功能编程开始时，必须用STL使STL接点接通，从而使主母线与子母线接通，连在子母线上的状态电路才能执行，这时状态就被激活。 状态的三个功能是在子母线上实现的，所以只有STL接点接通该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。反之，STL接点断开，对应状态就为被激活，前一状态就自动关闭。状态编程的这一特点，使各状态之间的关系就像是一环扣一环的链表，变得十分清晰单纯，不相邻状态间的繁杂连锁关系将不复存在，只需集中考虑实现本状态的三大功能既可。另外，这也使程序的可读性更好，便于理解，也使程序的调试、故障的排除变得相对简单。 7-2步进梯形图 在状态编程的最后，必须使用步进返回指令RET，从子母线返回主母线。如图7-3程序中，若没有RET指令，会将后面所有还看成是当前状态S22中的指令，由于PLC程序是循环扫描的，也包括了最开始处的指令，这就会引起程序出错而不能运行。 2．功能图的编程规则 (1)初始状态的编程。 初始状态一般是指一个顺控工艺最开始的状态，对应于状态转移图初始位置是状态就是初始状态。S0~S9共10个状态组件专用作初始状态，用了几个初始状态，就可以有

红外遥控课程设计

单片机与接口技术课程设计 题目: 基于单片机红外线遥控控制 LED灯显示系统设计与制作班级：电子科学与技术1101 姓名：李婷 学号：110803025 2013年12月11日

目录 第一章设计要求 (3) 第二章硬件系统设计 (3) 2.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图 (3) 2.2单片机控制系统及其基本电路 (4) 2. 2.1 单片机最小系统 (4) 2.2.2时钟电路 (5) 2.2.3复位电路 (5) 2.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理 (6) 2.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理 (6) 2.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理 (7) 2.4红外遥控发射系统电路设计 (8) 2.4.1指令按键电路 (8) 2.4.2 发射电路 (9) 2.4.3 显示模块 (9) 2.5红外遥控接收系统电路设计 (11) 2.5.1接收电路 (11) 2.5.2 LED灯显示电路 (11) 2.6硬件原理图 (12) 第三章软件系统设计 (12) 3.1 红外线发射电路程序流程图设计 (13) 3.2 红外线接收电路程序流程图设计 (13) 第四章系统测试与分析 (14) 4.1 利用Proteus和keil进行仿真调试 (14) 4.2 仿真图 (16) 第五章总结 (18) 附录1 (18) 附录2 (22) 参考文献 (25)

赣南师范学院 2013 — 2014 学年第_1_学期课程论文行政班级：电子科学与技术1101 学号：110803025 姓名：李婷

图2-1 系统的设计总框图 2.2单片机控制系统及其基本电路 2.2.1单片机最小系统 单片机晶振电路：对于MSC-51一般的晶振频率可以在1.2MHz—12MHz 之间选择，这是电容C可以对应的选择10pF—30pF。当使用89C55时晶振频率可以提高到24MHZ。对于本设计的电容C用30pF，晶振选用11.0592MHz。晶振电路如下图3-1所示，一条引脚接在XTAL1，另一条接在XTAL2。单片机的复位电路：为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱，此处采用了上电复位及手动复位电路，电路图如下图2-1所示： 图2-2-1 单片机最小系统图

遥控小汽车的毕业设计研究

摘要 根据题目要求，本设计采用2片AT89C52单片机构成主从式的控制系统，双机采用串行口进行通信。红外遥控部分采用遥控车模专用编、解码芯片TX-2/RX-2，提高控制的可靠性；同时，在遥控发射端加入了用凌阳61板做的语音识别系统，能够完成语音遥控功能。采用红外传感器进行里程检测；超声波传感器进行障碍识别；感光电阻辅以步进电机控制的转动机构进行光源方向的检测，并能用软件控制小车行驶到光源附近。采用步进电机对小车的转向进行精确的控制，同时用红外传感器对转向的角度进行校正。此外，采用四位LED数码管和若干LED发光二极管显示时间、行进的里程以及小车的各种状态；采用AT24C08串行EEPROM记录小车的行驶轨迹，并能按照所记录的轨迹自动行驶。 本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了小车语音遥控、任意曲线行驶、路线记录与重放、自动查找光源、自动避障，里程统计并发出指示信息等功能。 关键词：单片机；超声波传感器；红外遥控；语音识别；凌阳61板

ABSTRACT According to the topic, my design needs to adopt two AT89C52 to form a control system of principal and subordinate. The communication between the two MCU is to adopt the serial port. Meanwhile, launch end join with insult male genital 61 sound recognition system that board make remotely, can finish the remote control function of the pronunciation, and it adopts the infrared sensor to measure the mileage; The ultrasonic sensor carries on the obstacle to discern; Sensitization resistance complement in order to walk into whom electrical machinery control rotate organization carry on measuring, direction of the light source, The small car can go to the adjacent place of the light source with the software .The design adopts serial EEPROM of AT24C08 to write down the orbit of the car , and can repeat the route automatically which has been recorded. The Design is on the basis of the complete software and hardware system, and the small car has the function of sound remote control, following any curve, recording the route where it has gone, finding out the light source, etc… Keywords: MCU; AT24C08; sensor; SPCE061A