基于89C51的小车自动行驶控制系统设计.doc

基于89C51的小车自动行驶控制系统设计 摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他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，可以应用于科学勘探等等的用途。只能小车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车分为4个模块：前轮PWM驱动电路、后轮PWM驱动电路、轨迹探测模块、行驶时间显示模块。前轮PWM驱动电路用于方向控制；后轮PWM驱动电路用于速度控制；轨迹探测模块利用三个光感元件，对黑色轨道进行寻迹；行驶时间显示模块利用LED对行程所用的时间进行显示。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化。 目录 1 设计任务 1.1基本要求·············································· 1.2 具体要求············································· 2 方案比较与选择··········································· 2.1 主要电路设计········································· 2.2 光电检测部分········································· 2.3 电源部分············································· 2.4 PWM部分··········································· 2.5 小车的状态控制部分··································· 2.6 显示电路部分········································· 3 程序框图················································ 4 系统程序················································· 5 结束语················································· 6 参考文献················································· 1.设计任务： 设计一个小车自动行驶控制系统，控制玩具小车在180秒时间范围内，沿着宽度为2cm的线从起点A行驶至B点后，小车停止5秒后再返回A点，AB的距离为100cm，要求小车不能偏离轨道，小车规格可以由自己选择，在小车行驶的过程中要实时显示行驶时间，整个系统在运行过程中不可以人工干预。 引导线2CM A B 100CM 1.1 基本要求： 掌握小车行驶驱动的基本原理，包括驱动轮和方向轮的工作原理；掌握电机驱动电路的设计；掌握检测黑线传感器的工作原理以及应用；掌握汇编语言程序设计方法。 1.2 具体要求： （1）：建立小车运动的轨迹模型图、选择小车的规格； （2）：要求设计出硬件系统的电气原理图； （3）：要求设计出程序流程图； （4）：要求设计出程序并模拟调试。 2 方案比较与选择 方案一：采用纯数字电路 该方案外部检测采用光电转换，系统控制部分采用数字电路译码对小车电动机两端电压调整，来控制小车的运行。时间和行程用加法器进行记数。此种系统的设计将会使电路过于复杂，调试时需要改变硬件电路，机动性差。 方案二：用单片机控制 用光电检测不同的信号，并经单片机对其进行处理，控制继电器的断开和吸合，从而切换555产生的不同的脉宽信号来控制电动机的正反转和刹车。通过单片机内部计数器/定时器进行定时、记数，再用单片机串行输入/输出口进行显示控制。此种方案电路成熟、工作稳定、容易实现控制。 为能更好的实现题目的各种设计要求，所以我们选用第二种方案。用单片机控制。其工作框图如下： 2.1主要电路设计 89C2051单片机基本系统 此系统以89C2051为核心，通过单片机内部计数器/定时器进行定时、记数，再用单片机串行输入/输出口RXD，TXD进行显示控制。P0口作为外部中断响应口。P1口为电动机状态控制口。 2.2 路面黑线检测电路 方案一：采用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环境光会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。 方案二：采用脉冲调制反射式红外发射――接