红外遥控智能小车系统设计
安徽建筑工业学院
毕业设计（论文）
专业：机械设计制造及其自动化
班级：08机械4班
学生姓名：张军
学号：08210010428
课题：红外遥控智能小车系统设计
指导老师: 吴跃波
2012年 6月 7日
摘要
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，智能度越来越高，应用范围也得到了极大的扩展。智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、循迹、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示，无需人工干预。因此，智能电动小车具有再编程的特性，是机器人的一种。
本设计采用AT89C51单片机加电机驱动电路和红外遥控及循迹模块还有红外接收一体化传感器设计而成，采用模块化的设计方案，运用红外遥控器控制小车的前进、后退、左转、右转、启动和停止。
关键词：单片机；红外遥控；电机驱动
Abstract
With the rapid progress of computers, microelectronics, information technology, intelligent technology development speed faster and faster, intelligent increasing range of applications has been greatly expanded. Smart as a modern invention, is the future direction of development, it can be in an environment where automatic operation in accordance with the pre-set pattern, no human management can be applied to scientific exploration and other purposes. Smart electric car is one of expression. Designers can be programmed by software to the road, tracking, stop the precise control and test data storage and display, without human intervention. Therefore, smart electric car has a re-programming features, is a kind of robot.
This design uses AT89C51 SCM and the motor drive circuit and the infrared remote control and ultrasonic module infrared receiver integrated sensor design made use of modular design, use the infrared remote control car forward, backward, turn left, turn right, start and stop .
Keywords: SCM; infrared remote control; motor drive
目录
第一章绪论 (1)
1.1 该设计的背景和意义 (1)
1.2 智能小车的发展现状 (2)
1.3 该设计的主要内容和目的 (3)
第二章系统总体方案设计与论证 (5)
2.1 系统的总体方案设计 (5)
2.2 主控系统 (5)
2.3 电机驱动模块 (6)
2.4 循迹模块 (6)
2.6 显示模块 (6)
第三章系统硬件电路设计 (7)
3.1 主控模块的电路设计 (7)
3.1.1 AT89C51单片机的简介 (7)
3.1.2 单片机工作电路 (10)
3.1.3 时钟电路 (11)
3.1.4 复位电路 (12)
3.2 红外遥控模块的电路设计 (13)
3.2.1 红外遥控的实现原理 (13)
3.2.2 红外发射器 (14)
3.2.3 红外接收器 (15)
3.3 电机驱动模块的电路设计 (16)
3.4 循迹模块的电路设计 (17)
3.5 显示模块的电路设计 (18)
第四章系统软件设计 (20)
4.1 主程序 (20)
4.2 LCD显示程序 (22)
第五章红外遥控智能小车系统的软件仿真 (27)
5.1 绘制仿真电路 (27)
5.2 仿真的介绍 (27)
第六章总结与展望 (31)
参考文献 (32)
致谢 (33)
附录一系统硬件电路图 (34)
附录二仿真程序 (35)
附录三英文科技文献翻译 (41)
第一章绪论
1.1 该设计的背景和意义
自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。
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,，智能度越来越高，应用范围也得到了极大的扩展。在海洋开发、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，其应用在国防等众多领域得到广泛开展。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。如日本每年都要举行诸如“NHK 杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛，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。
人类的研究活动已摆脱了地球生物圈的束缚而广泛地进入外层空间和海洋深处。对月球和太阳系其他行星的探测，对太阳系以外的宇宙进行考察，对数千米以下的海底的研究，都是目前单靠人力所不能及的。自动控制系统正在代替人们完成这些任务。在战场上的军事活动中，在恶劣环境条件下的生产劳动中，凡不宜由人直接承担的任务，均可由自动控制系统代替，如智能小车可以适应不同环境，不受温度、湿度等条件的影响，完成危险地段、人类无法介入等特殊情况下的任务。高科技自动控制系统及装置已日益成为现代社会活动中离不开的自动智能设备。
1.2 智能小车的发展现状
美国物流学会自动引导车系统产品部把自动引导车（Automated Guided Vehicle，以下简称AGV）定义为装有电磁或光学自动引导装置的运输车。该AGV 能够沿规定的引导路径行驶，并配备有AGV编程与停车的选择装置，安全保护和其他系统所需要的特殊功能的装置。自动引导车是计算机技术，自动控制技术，管理技术，加工制造技术等多学科技术的综合。
世界上第一台AGV是由美国Barrett电子公司于20世纪50年代开发成功的，它是一种牵引式小车系统，小车跟随一条钢丝引导的路径行驶，并具有一个以真空管技术为基础的控制器。智能小车项目已经成为一个当今世界热门的研究题目，在国外高中主要的智能小车研究有以下几种最具代表性：
大谷机器人ASURO世界最具影响力的三大教育机器人教材生产厂家之一，ASURO被评为2006年美国中学生暑期电子课作业指定教材。风靡欧洲教育界的ASURO和两足机器人，用的是免费的A VR软件，可以把电脑上的C语言的原程序转换成机器人可以识别的16进制代码，通过与电脑相连接的红外发射板，可以无限的把机器人可以识别的16进制代码发射到产品上面，就会展示新的动作，以实现可重复编程，发射不同的程序，可实现不同的功能，如线性追踪，自动寻迹，追踪光源，设定路线转弯，电脑遥控，唱歌，机器人走迷宫，感应人的身体后可后退等动作对ASURO来说，轻而易举。
韩国的飞思卡尔智能车大赛，早在2000年就由韩国汉阳大学举办，面向韩国各个大学。韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSI2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑到上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用、
IEEE国际标准电脑鼠走迷宫竞赛——所谓“电脑鼠”，英文名叫做MicroMouse，是使用嵌入式微控制器、传感器和几点运动部件构成的一种智能行走装置的俗称。它可以在迷宫中自动搜索迷宫，记忆迷宫地图，智能分析选择路径，最终以最快的时间完成比赛。迷宫的地图是在竞赛开始前几分钟随机设置
的，所以竞赛难度较大。国际电工和电子工程学会（IEEE）每年都要举办一次国际性的电脑鼠走迷宫竞赛，自举办以来参加踊跃。1972年美机械杂志发起比赛，最初的电脑鼠是机械的，由弹簧驱动。1977年IEEE Spectrum杂志提出电脑鼠的概念：电脑鼠是一个小型的由微处理器控制的机器人车辆，在复杂迷宫中具有译码和导航的功能。真正的到场电脑鼠迷宫竞赛于1979年于纽约举行，1991年以来，每年都有世界级的比赛。
我国AGV发展历史较短。北京起重运输机械研究所、中国邮政科学研究规划院、中国科学院沈阳自动化所、大连组合机床研究所、清华大学、国防科技大学和华东工学院都在进行不同类型的AGV的研制并小批量投入生产。1975年北京起重运输机械研究所完成我国第一台电磁引导定点通信的AGV，1989年北京邮政科学研究规划院完成我国第一台双向无线电通信的AGV，该院已能进行AGV的批量生产。沈阳自动化所在AGV技术方面已取得了多项研究开发成果和专利，解决了AGV车体设计、控制、导航和高度管理等一系列关键技术问题，成为国内唯一能够提供自主品牌AGV产品的单位。AGV自动导航车系统是伴随着柔性装配系统、计算机集成制造系统以及自动化立体仓库产业发展起来的，是物流系统中革命性的换代产品。为一种高效物流输送设备和工厂自动化的理想手段，随着经济的发展，在我国AGV领域必将越来越大。
这几年，智能小车的研究是我国的高校大学生热点研究的项目。2006年，“飞思卡尔”杯智能车大赛登陆中国，经过教育部批准，由飞思卡尔半导体公司赞助，由清华大学协办，在清华大学举办了第一届“飞思卡尔”杯智能车大赛。去年则是第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车带赛，与往届不同，第五届智能车竞赛新增加了电磁组的竞赛单元，参赛者需要用电磁器件代替传统的光电和CCD，通过电磁感应来警醒赛道信息的获取渠道，以此控制智能车在赛道上行驶。
IEEE国际标准电脑鼠走迷宫竞赛，2007年9月开始在广州周立功单片机发展有限公司的赞助下，中国嵌入式系统学会组织上海市、江苏省、浙江省30多所高校连续举办了两次联赛。2009全国“电脑鼠标走迷宫”总决赛于11月8日在北京航空航天大学举行。
1.3 该设计的主要内容和目的
该红外遥控智能小车可以分为四大组成部分：红外遥控部分、传感器检测部分、执行部分、CPU。智能小车要实现循迹识别路线，选择正确的行进路线。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，然后根据硬件电路图和软件设计，在软件中仿真出系统设计结果。
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。全国电子竞赛和省内电子竞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，经常举办这类比赛来培养学生对综合知识的应用能力。
第二章系统总体方案设计与论证
2.1 系统的总体方案设计
该系统以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，利用红外遥控器代替开关按键控制小的启动和停止，能够轻松自如的实现小车的启动停止、左转、右转和前进后退等功能，假如我们希望小车运行到黑线上来检测是否有循迹功能，就可以用遥控器控制小车行驶到有黑线的地方，当小车遇到有黑线时，会自动启动循迹功能模块，让小车沿黑线跑。每个模块都是相互独立又相互协调配合，实现了小车的智能控制。系统控制框图如图2.1所示：
红外遥控模块
电机驱动模块红外接收模块
AT89C51
循迹模块显示模块
图2-1 系统控制框图
2.2 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。因此，这种方案是一种较为理想的方案。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AT89C51 单片机作为本设计的主控装置。
2.3 电机驱动模块
采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成的H型桥式电路。用单片机控制达林顿管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。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高，H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制，电子管的开关速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM 调速技术。现市面上有很多此种芯片，因此选用L298。
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。
2.4 循迹模块
采用两只红外对管，分别置于小车车身左右两侧，根据两只光电开关接受到白线与黑线的情况来控制小车转向来调整车向，合理安装好两只光电开关的位置就可以很好的实现循迹的功能。
2.6 显示模块
常用的数码显示器件主要有LED数码显示器和LCD液晶显示器。LCD显示器具有低功耗、散热小、浅薄轻巧、显示锐利、屏幕调节方便等特点，同时又是现在市场的主流产品，价格较以往也有大幅的下降。
第三章系统硬件电路设计
3.1 主控模块的电路设计
3.1.1 AT89C51单片机的简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM——Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图3.1 AT89C51的管脚图
（1）主要特性：
●与MCS-51 兼容
●4K字节可编程闪烁存储器
●寿命：1000写/擦循环
●数据保留时间：10年
●全静态工作：0Hz-24Hz
●三级程序存储器锁定
●128*8位内部RAM
●32可编程I/O线
●两个16位定时器/计数器
●5个中断源
●可编程串行通道
●低功耗的闲置和掉电模式
●片内振荡器和时钟电路
（2）管脚说明：
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
表3-1特殊功能引脚对照表
引脚号特殊功能
P3.0RXD 串行通信输入
P3.1TXD 串行通信输出
P3.2INT0 外部中断0 输入，低电平有效
P3.3INT1 外部中断1 输入，低电平有效
P3.4T0 计数器0 外部事件计数输入端
P3.5T1 计数器1 外部事件计数输入端
P3.6WR 外部随机存储器的写选通，低电平有效
P3.7RD 外部随机存储器的读选通，低电平有效P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：AT89C51 的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片复位时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51 便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：该引脚为低电平时，则读取外部的程序代码(存于外部EPROM 中)来执行程序。因此在8031中，EA引脚必须接低电位，因为其内部无程序存储器
空间。如果是使用AT89C51或其它内部有程序空间的单片机时，此引脚接成高电平使程序运行时访问内部程序存储器，当程序指针PC值超过片内程序存储器地址(如8051/8751/89C51的PC超过0FFFH)时，将自动转向外部程序存储器继续运行。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM、89C51内部FALSH时，可以利用此引脚来输入提供编程电压（8751为2lV、AT89C51为12V、8051是由生产厂方一次性加工好)。
XTAL1：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，此引脚应接地。
XTAL2：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。
（3）振荡器特性：
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
（4）芯片擦除：
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
3.1.2 单片机工作电路
AT89C51单片机有4KB的Flash ROM(闪存)作为内部程序存储器(ROM)，因此．用这种芯片构成的最小应用系统简单、可靠。
用AT89C51单片机构成最小应用系统时，只需将单片机接上时钟电路和复位电路即可。
该最小应用系统具有以下特点：
（1）有可供用户使用的大量I/O 线。P0、Pl 、P2、P3都可作为用户I/O 口用，由于没有外部存储器扩展．EA 应接高电平。
（2）内部存储器容量有限．只有4KB 的地址空间。
当内部程序存储器不够用时。就需要扩展外部程序存储器。AT89C51单片机内部RAM 容量很小，当单片机需要存放大量数据时．就必须扩展外部数据存储器。此外AT89C51单片机的I/O 口数量和功能很有限。也常常要扩展外部接口芯片。在本电路不需要太多的I/O 口。且内部程序存储器也够用，所以不用扩展外部数据存储器和外部接口芯片。其电路图如图3.2所示：
3.1.3 时钟电路
时钟电路就是产生像时钟一样准确的振荡电路。AT89C51内部有一个用于构成片内振荡器的高增益反相放大器，振荡器产生的信号送到CPU ，作为CPU 的时钟信号．驱动CPU 产生执行指令功能的机器周期。引脚XTAL1和XTAL2
是此放大图3.2 单片机最小系统图
器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器。时钟电路的连接如图3.3所示：
图中外接石英晶体（或陶瓷谐振器）以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容C1和C2的值虽然没有严格的要求，但电容的大小多，会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振圈内部振荡器的接法的快速性和温度稳定性。外接石英晶体时，C1和C2一般取（30pF±10pF ）；外接陶瓷谐振器时。C1和C2一般取（40pF±10pF ）。外接的是石英晶体，所以C1、C2选择标称值30pF 。
3.1.4 复位电路
单片机复位是使CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态。并从这个状态开始工作。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。89系列单片机的复位信号是从RST 引脚输入到芯片的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后。如果RST 引脚有高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)．则CPU 就可响应并且将系统复位。
复位电路由两部分组成，电容和电阻。当系统通电时VCC 上电压从无到有在RESET 处会先处于高电平一段时间，然后由于该点通过电阻接地则RESET 该点的电平会逐渐的改变为低电平，从而使得单片机复位口电平从1到0
，达到给单片图3.3 时钟电路
机复位的功能。
上电复位：上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路，RST 端为高电平，自动复位；电容两端的电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路，RST 端为低电平，程序正常运行。
手动复位：首先经过上电复位，当按下按键时，RST 直接与VCC 相连，为高电平形成复位，同时电解电容被短路放电；按键松开时，VCC 对电容充电，充电电流在电阻上，RST 依然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST 为低电平，正常工作。单片机复位电路图如图3.4所示：
3.2 红外遥控模块的电路设计
3.2.1 红外遥控的实现原理
红外遥控的实现主要是如何用程序去分析位0和位1。位0和位1所不同之处就是在高电平脉冲后的低电平脉宽不一样，采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms 、间隔0.56ms 、周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms 、间隔1.685ms 、周期为2.25ms 的组合表示二进制的“1”。
解码的关键也是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms 的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms 低电平过后，开始延时，0.56ms 以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，图3.4 复位电路图
为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结束码完成后才能读码。
红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分。红外遥控芯片将红外码调制成合适的脉冲信号经红外发射二极管发射红外编码后由红外接收器把接收到的信号处理后输出给单片机。红外遥控的流程图如图3.5所示。
键盘编码调制LED
遥控发射器
光/电放大解调解码
遥控接收器
图3.5 红外遥控系统框图
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
3.2.2 红外发射器
该电路的主要控制器件为遥控器芯片HT6221。HT6221是Holtek公司生产的多功能编码芯片，采用PPM（Pulse Position Modulation）进行编码，1.12ms为0，2.24ms为1。HT6221能编码16位地址码和8位数据码，最多能同时支持32个开关键。
HT6221键码的形成：当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，如果这个按键按下且延迟大约108ms，这108ms发射代码由一个起始码（9ms），一个结果码（4.5ms），低8位地址码（9ms~18ms），高8位地址码（9ms~18ms），8位数
据码（9ms~18ms ）和这个8位数据码的反码（9ms~18ms ）组成，如果按键按下超过108ms 仍未松开，接下来发射的代码将仅由起始码（9ms ）和结束码（2.5ms ）组成。按照下图的接法，K1~K8的数据码分别为：0x00，0x01，0x02，0x04，0x05，0x06，0x07。
红外遥控发射器电路图如图3.6所示。HT6221将红外码调制成38KHZ 的脉冲信号通过红外发射二极管发出红外编码。图3.6中D1是红外发射二极管，D2是按键指示灯，当有按键按下时D2点亮。各个开关的功能分别为：K1停止；K2右转；K3左转；K4启动；K5加速；K6循迹；K7制动；K8后退。
3.2.3 红外接收器
红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。内部电路包括红外监测二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流 信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30KHZ 到60KHZ 的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，
还原出发射端的信号波形。注意图3.6 遥控发射器电路原理图
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
智能超声波避障小车地设计与制作
江阴职业技术学院项目设计报告 项目：超声波避障小车的设计与制作 专业 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期
摘要 智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉，电路结构简单，程序调试方便等优点。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱。 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作（以下简称智能小车），论文对智能小车的方案选择，设计思路，以及软硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述。经实践验收测试，该智能小车的电路结构简单，调试方便，系统反映快速、灵活，设计方案正确、可行，各项指标稳定、可靠。
Abstract Smart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students' enthusiasts and love. This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production (hereinafter referred to as the smart car), the thesis to the intelligence of the car scheme selection, design idea, and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses. After practice acceptance test, this intelligent car circuit structure is simple, convenient debug, fast, flexible system reflect, correct and feasible design scheme, each index is steady and reliable.
无线遥控玩具小车设计与制作
“发明杯”大学生创新大赛作品题目: 无线遥控玩具小车设计与制作
目录 摘要 (1) 引言 (3) 1 方案设计与论证 (4) 1.1 直流调速系统 (4) 1.2 防碰撞系统 (5) 1.3 显示系统 (5) 2 硬件设计 (5) 2.1 小车系统框图 (5) 2.2 单片机最小系统设计 (6) 2.3 电机驱动电路设计 (7) 2.4 遥控发射接收电路设计 (9) 2.4.1 无线发送电路 (10) 2.4.2 无线接收电路 (11) 2.5 检测系统设计 (11) 2.5.1 速度检测设计 (11) 2.5.2 防跌落系统设计 (12) 2.5.3 防碰撞系统设计 (13) 2.6 显示电路设计 (13) 2.7 单片机I/O口的分配 (14) 2.8 电源设计 (14) 2.9 小车车体设计 (14) 3 软件设计 (15) 3.1 主程序设计 (15) 3.2 PWM子程序设计 (17) 3.3 遥控子程序 (18) 3.4 防跌落、碰撞子程序 (20) 3.5 显示子程序 (21) 4 结果分析及结论 (22) 5 谢辞 (23)
6 参考文献 (23) 附件1 程序清单 (24) 附件2 硬件电路图 (33) 附件3 电路PCB图 (34)
无线遥控玩具小车设计与制作 摘要:80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评,该课题的基本思想是设计一台能够遥控行走并自动回退防止跌落的机器小车。遥控接收端以 80C51 单片机为控制核心,其中数据的发射和接收部分通过无线通讯模块完成。可通过发射端来控制小车的直流电机实现无极调速, 遥控小车进行转向, 并能在液晶上显示出小车的实时速度值。小车还能自动检测落差较大的落差，遇到楼梯等低处会自动回避，以防止小车由高处摔落。 关键词:80C51单片机、PWM调速、遥控小车
基于单片机的红外遥控智能小车设计报告
基于单片机的红外遥控智能小车设计报告
毕业设计（论文）题目：基于单片机的红外遥控智能小车
西安邮电学院 毕业设计(论文)任务书 学生姓名指导教师职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 任务与要求 任务：以51单片机为控制核心，实现具有自动避障、加速、减速等功能的红外遥控智能小车。 要求：1 搜集资料，熟悉单片机开发流程；熟悉红外传感器等相关器件； 掌握单片机接口和外围电路应用；具备一定的单片机开发经 验。 2 学会电路设计、仿真等相关软件的使用； 3 具备一定的硬件调试技能。 4 学会查阅资料； 5 学会撰写科技论文。 开始日期2010年3月22日完成日期2010年6月27日主管院长(签字) 年月日
西安邮电学院 毕业设计 (论文) 工作计划 学生姓名赵美英指导教师崔利平职称工程师学院电子工程学院系部光电子技术 专业光电信息工程 题目基于单片机的红外遥控智能小车 工作进程
主要参考书目（资料） 1、何立民，单片机应用系统设计,北京：航天航空大学出版社； 2、李广弟，单片机基础,北京：北京航空航天大学出版社,2001； 3、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术，北 京航空航天大学出版社，1990.01； 4、赵负图，传感器集成电路手册,第一版,化学工业出版社,2004； 5、Atmel.AT89S51数据手册.https://www.sodocs.net/doc/fb7167582.html, 主要仪器设备及材料 1．普通计算机一台，单片机开发环境； 2．电路安装与调试用相关仪器和工具。 （如示波器、万用表、电烙铁、镊子、钳子等）。 论文（设计）过程中教师的指导安排 每周四进行交流与总结；其余时间灵活安排，及时解决学生问题。 对计划的说明 依学生实际情况，适当调整工作进度。
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51单片机设计智能避障小车
单片机设计智能避障小车 摘要 利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C51单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N 驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。本文首先介绍了智能车的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，及完整的C语言程序。 关键词：智能小车；51单片机；L298N；红外避障；寻迹行驶 abstract Using infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program. Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving
基于单片机的WIFI智能小车毕业设计论文
毕业设计方案 课题名称：《基于51单片机的WIFI 遥控小车设计》
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
智能小车系统
智能小车系统 作者： 黎波 罗均元 李中华 赛前辅导：王老师 杨老师 摘要 本设计采用两块单片机（89S52）作为自动控制小车的检测控制、显示计算核心。路面黑线检测采用反射式红外传感器，车速和距离检测使用了霍尔传感器，金属检测使用了金属接近开关。电源部分采用了强电流、弱电流分开。数字、模拟独立供电，利用光电耦合器件避免了电动机对控制系统的干扰。同时利用了PWM技术动态的控制电动机的转速，利用低密度PLD 简化电路提高硬件系统的可靠性，基于这些完备可靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法实现了小车在金属的检测，和在高速运动中的精确控制，达到了很好的效果！ 本设计的主要特色： ～高效的H型PWM电路，提高电源的利用率。 ～控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电耦合器传输。 ～红外检测路面，软件纠错，免受路面杂质干扰。 ～优化软件算法，智能化的自动控制，反应迅速。 ～前置式方向灯，行驶状态一目了然。 一：系统设计及方案论证 根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图1-1所示。对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案： 1-1 1：电机驱动调速模块 方案一：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。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，机械结构易损坏，寿命短，可靠性差。 方案二：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。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻元件价格昂贵，主要问题是一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低
效率，而且实现很困难。 方案三：采用由双极性管组成的H型PWM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。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很块，稳定性也很高，是一种广泛采用的PWM调速技术。 基于上述理论分析，选用方案三。 2：路面黑线探测模块 探测路面黑线的大致原理是：光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光强弱判断是否到达跑道边侧。 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干扰，一旦外界环境条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然采取超高亮度发射管可以降低一定的干扰，但这势必会增加额外的功率损耗。 方案二：脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用有交流分量的调制信号可大幅度减少外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大（50-100MA），这样也可以大大提高信噪比。但电路较复杂且软件工作量加大。 方案三：不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰；如果直接用直流电压对管子供电，限于管子的平均功率要求，工作电流在10MA左右。 由于发射接收组件距离路面较近，切组件有外罩防止外界的干扰，所以我们采用了方案三。 3：车轮测速及路程计算模块 方案一：采用霍尔元件，该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正对金属片时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在车轮上安装磁铁，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。 方案二：受鼠标的工作原理启发，采用断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构，可以将其置于固定轴上，再在车轮上均匀的固定多个遮光条，让其恰好通过沟槽，产生一个个脉冲。通过脉冲的计数对速度进行测量。 上述方案二计数精度较高，但安装不便且MCU计数负担过重，影响小车速度的提升。方案一在工业上得到广泛应用性能稳定切装配容易，因
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)
智能寻迹避障小车寻迹系统设计说明
第二章智能寻迹避障小车寻迹系统设计 1．任务 任务一：产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序； 任务二：产生智能寻迹避障小车带状态显示沿黑线转圈的控制程序； 2．要求 （1）能控制智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能； （2）行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之； （3）智能寻迹避障小车可以从小于90度的任意方向寻找到黑线圆圈； 2.1 项目描述 该项目的主要容是：在智能寻迹避障小车电机控制系统之上扩展寻迹电路，然后运用C 语言对系统进行编程，使智能寻迹避障小车实现沿黑线转圆圈的功能，并且在行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之；当人为将小车拿开，再从小于90度的任意方向放置小车，小车应能重新找回轨道，并沿黑线继续转圈。通过该项目的学习与实践，可以让读者获得如下知识和技能： 继续掌握单片机I/O端口的应用； 掌握红外线收、发对管的工作原理与控制方法； 掌握数码管的工作原理与控制方法； 掌握单片机C语言的编程方法与技巧； 能够编写出智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能的控制函数； 2.1 必备知识 2.1.1 关于红外线传感器 红外线定义：在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。 红外线发射器：红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备。如：红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。 红外线对管应用：本项目中，小车的寻迹功能采用红外线收、发对管实现。具体工作过程如下：两对红外线收、发对管安装在智能寻迹避障小车底盘正前方，红外发射管一直发射信号，接收管时刻准备接收信号。两对对着地的红外管发射红外信号，信号在白色的地面上反射回接收管，通过接收管把信号送回单片机进行处理，完成相应的动作。假如在黑色的地面上，信号被地面吸收，就无信号返回，单片机检测到无信号，根据程序也会做出相应的动作。如图2.1所示为红外线收、发对管外型示意图。
无线遥控玩具小车设计与制作
“发明杯”大学生创新大赛作品 题目: 无线遥控玩具小车设计与制作 目录 摘要 (1) 引言 (3) 1 方案设计与论证 (4) 1.1 直流调速系统 (4) 1.2 防碰撞系统 (5) 1.3 显示系统 (5) 2 硬件设计 (5) 2.1 小车系统框图 (5) 2.2 单片机最小系统设计 (6) 2.3 电机驱动电路设计 (7) 2.4 遥控发射接收电路设计 (9) 2.4.1 无线发送电路 (10) 2.4.2 无线接收电路 (11) 2.5 检测系统设计 (11) 2.5.1 速度检测设计 (11) 2.5.2 防跌落系统设计 (12) 2.5.3 防碰撞系统设计 (13) 2.6 显示电路设计 (13) 2.7 单片机I/O口的分配 (14) 2.8 电源设计 (14) 2.9 小车车体设计 (14) 3 软件设计 (15) 3.1 主程序设计 (15) 3.2 PWM子程序设计 (17) 3.3 遥控子程序 (18) 3.4 防跌落、碰撞子程序 (20) 3.5 显示子程序 (21)
4 结果分析及结论 (22) 5 谢辞 (23) 6 参考文献 (23) 附件1 程序清单 (24) 附件2 硬件电路图 (33) 附件3 电路PCB图 (34) 无线遥控玩具小车设计与制作 摘要:80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评,该课题的基本思想是设计一台能够遥控行走并自动回退防止跌落的机器小车。遥控接收端以 80C51 单片机为控制核心,其中数据的发射和接收部分通过无线通讯模块完成。可通过发射端来控制小车的直流电机实现无极调速, 遥控小车进行转向, 并能在液晶上显示出小车的实时 速度值。小车还能自动检测落差较大的落差，遇到楼梯等低处会自动回避，以防止小车由高 处摔落。 关键词:80C51单片机、PWM调速、遥控小车 引言 在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。在单片机诞生之前，为了满足工控对象的嵌入式应用要求，只能将计算机进行机械加固、电气加固后嵌入到对象体系中构成自动控制。但由于体积过大，无法嵌入到大多数对象体系，如家电、玩具、仪器仪表等。单片机则应嵌入式应运而生。单片机的微小体积和极低的成本，可广泛应用到如玩具、家电、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办工自动化系统、金融电子系统、个人信息终端及通信产品中，成为现代化电子系统中最重要的智能化工具。 本系统以80C51单片机为核心器件，由一块液晶显示小车的运动数据，采用L298N来驱动控制电机的正反转，利用无线遥控装置对小车进行遥控，实现具有前进、后退、左移和右移四种运动方式。利用光电一体化红外线传感器，检测落差较大的地方，实现自己判定，并自己避免落到落差较大的地方。利用微动开关，实现小车碰撞到物体后能自动回避,从而达到遥控智能控制的目的。 基于单片机控制的设计思想,选用廉价的遥控编码解码集成电路（PT2262/PT2272)采用LM298N芯片驱动直流电机,通过PWM实现调速,在小车的外围安置红外传感器。实现小车的无级调速控制 ,小车调试性能稳定。这种遥控方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控
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
4智能避障小车系统的设计与实现
智能避障小车系统的设计与实现 电子信息工程 200709837 王小龙 罗维薇 摘要 本设计以单片机STC89C52为控制核心，设计实现具有避障和里程显示功能的智能小车。其主要由三部分组成：液晶显示模块、避障模块和电机驱动模块。 智能避障小车分别运用直接反射式红外传感器TCRT5000和霍尔传感器3144来进行路径检测和里程计算，并将实时数据传送到液晶显示模块和单片机分别进行显示和数据处理。并用L298N电机驱动芯片控制小车的运行状态。 Abstract This design based on the single chip computer STC89C52 as control core, design a car with obstacle avoidance and mileage display function. It mainly consists of three parts: the liquid crystal display module, obstacle avoidance module and motor driver module. Intelligence obstacle avoidance car detecting external environment by direct reflex respectively infrared sensor TCRT5000 and hall sensor 3144, transfer the real-time data to LCD module and single chip microcomputer to display respectively and data processing. And use L298N motor drive chip to control the operation status of the car. 一、绪论 1．课题背景介绍 随着单片机技术的迅速发展，其控制能力越来越强大。人们利用单片机强大的控制功能设计出各种各样的系统，全国电子设计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。本设计就是在这样的背景下提出的，设计的智能小车能够通过光电开关完成避障功能，并且可以计算和显示出小车的行驶距离。 2.设计的主要内容 （1）采用STC89C52单片机作为控制小车的核心器件，用收发一体的红外传感器光电TCRT5000来检测和感应外界环境。 （2）用L298N驱动芯片控制电动小车的运行。 （3）用霍尔传感器计算小车行驶的距离并用1602液晶显示器显示。 这种方案能实现对智能小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，可满足对系统的各项要求。 二、系统的总体设计 1．硬件总体设计 以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用红外光电传感器、霍尔传感器，实现小车在行驶中自动躲避障碍物、测量里程等问题。并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制。 在本系统中，反射式红外光电传感器检测障碍物，然后将信号传送到单片机系统进行处理，使小车沿轨道自主行走；通过霍尔元件测量小车行驶里程；采用L298N芯片控制电机的转向，实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯；采用1602液晶显示器显示小车行驶的路程。此系统采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能满足系统的要求，其原理图如图1所示。
基于arm平台的无线遥控小车设计报告
高级职业技能实训
课程设计报告
课题名称基于 ARM 平台的智能遥控小车 专 班 姓 业
电子信息工程技术
级电子 B1512 班 名
同 组 人 指导教师
2017-11-02
目
录
1.设计题目、要求及分工 .................................................................................... 3 1.1 设计题目 ............................................................................................................ 3 1.2 设计要求 ............................................................................................................ 3 1.3 分工 .................................................................................................................... 3 2.设计方案 .......................................................................................................... 3 3.硬件电路设计 ................................................................................................... 4 3.1 硬件系统整体分析 ............................................................................................. 4 3.2 各模块功能介绍 ................................................................................................. 4
3.2.1 L298N 驱动模块 ................................................................................................ 4 3.2.2 NRF24L01 无线通信模块 ................................................................................ 5 3.2.3 STM32 处理器 .................................................................................................... 6 3.2.4 液晶屏显示模块 ............................................................................................... 6 3.2.5 显示屏与微控制器通信方式 ......................................................................... 6 3.2.6 本章小结 ............................................................................................................ 8
4.软件系统的分析与设计 .................................................................................... 8 5.调试结果记录及分析.......................................................................................10 5.1 作品编译环境 ................................................................................................... 10 5.2 结果记录及分析 ............................................................................................... 11
5.2.1 电阻式触摸屏调试记录 .................................................................................. 11 5.2.2 2.4G 无线通信模块调试记录 ........................................................................ 11 5.2.3 直流电机调试记录 .......................................................................................... 11
参考文献 .............................................................................................................12 附录 1..................................................................................................................13 附录 2..................................................................................................................22
红外遥控小车
红 外 遥 控 小 车 系别：电气电子工程系 专业：电子信息技术 姓名：魏来方艳霞 班级：10级电子信息一班学号：2010010201026 2010010201028 指导老师：汪涛
目录 一、绪论 二、方案设计与论证 三、硬件设计 1)控制器模块选取 2)电机模块选取 3)电机驱动器模块选取 4)电源模块选取 5)红外遥控模块选取 6)工作原理 四、软件设计 五、调试中存在的问题 六、致谢 七、参考文献
一、绪论： 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。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。根据题目的要求，确定如下方案：在现有电动车模型的基础上，加装无线控制模块，电机驱动模块，实现对电动车的无线遥控，并将数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所接收到检测的数据实现对电动车的控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。二、方案设计与论证 本章围绕系统的总体设计，介绍系统的组成，并提出各个组成部分系统的各种方案，并综合比较，并选出最佳方案。根据题目的要求，整个系统的构成是由两部分组成。一部分是硬件系统，一部分是软件系统。硬件方案确定如下：在现有电动车模型的基础上，加装无线控制模块，电机驱动模块，实现对电动车的无线遥控，并将数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所接收到检测的数据实现对电动车的控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。 三、硬件设计 1)控制器模块选取 本设计采用MCS-51系列中的80C51单片机。80C51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。第三代单片机包括了Intel公司发展MCS-51系列的新一代产品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,还包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujutsu﹑OKI﹑Harria-Metra﹑A TMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展，以实现Microcomputer完善的控制功能为己任，将一些外部接口功能单元如A/D﹑PWM﹑PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口﹑计数器的捕获/比较逻辑等。这一代单片机中，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。Philips公司还为这一代单片机80C51系列8ｘC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线----CAN(Controller Area Network BUS). 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。本设计就采用了比较先进