智能寻迹小车设计论文.doc

目 录简介 1实验一 程序状态指示灯演示 3实验二 流水灯演示 5实验三 数码管演示 8实验四 数码管及跑马灯演示 10实验五 按键中断查询演示 13实验六 话筒声音识别演示 15实验七 光敏电阻与蜂鸣器演示17实验八 红外反射与直流电机驱动演示19实验九 红外遥控器解码程序演示23实验十 串口通信程序演示 28实验十一 综合功能演示 30简 介单片机益智系列 智能寻迹机器人是由益芯科技有限公司为科教方便而研发设计。根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。依据提高学生实际动手 操作能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。智 能寻迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的 系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。智能寻迹机器人采用现在较为流行的 8 位单片机作为系统大脑。以 8051系列家族中的 AT89S51/AT89S52为主芯片。 40 脚的 DIP 封装使它拥有 32 个完 全 IO(GPIO通用输入输出) 端口，通过对这些端口加以信号输入电路，控制 电路， 执行电路共同完成寻迹机器人。P0.0，P0.1，P0.2，P0.3 分别通过 LG9110电机驱动来驱动电机 1 和电机 2 。由电机的正转与反转来完成机器人的前进， 后退，左转，右转，遇障碍物绕行，避悬崖等基本动作。在机器人前进时如果 前方有障碍物，由红外发射管发射的红外信号被反射给红外接收管，红外接管 将此信号经过 P3.7 传送入 AT89S52中，主芯片通过内部的代码进行机器人的 绕障碍物操作， 同时主芯片将P3.7 的信号状态通过 P2.5 的 LED 指示灯显示出 来。机器人行走时会通过 P3.5 与 P3.6 的红外接收探头来进行检测。 当走到悬 崖处时，P3.5 或 P3.6 将收到一个电平信号，此电平信号将通过相应端口传送 入主芯片中， 主芯片通过内部代码完成机器人的避悬崖操作。 同时P3.5 与 P3.6的信号状态将通过 P2.6/P2.7 显示出来。在机器人的左转，右转，后退的过程， 可以通过观看以 P2.0/P0.7 为指示灯的运行状态。 P0.4 为机器人的声控检测端 口，在运行为前进状态时，可以能过声控(如拍手声)来控制它的运行与停止。P0.6 为机器人的声音输出端。在机器人遇到障碍物时。进行绕障碍物与避悬时可以通过此端口控制蜂鸣器发出报警声。当为白天或黑夜时可以通过 P0.5端口中的光敏电阻来进行判断，以方便完成机器人夜间自动照明等功能。两个按键以查询/中断两种不同的方式来展现按键操作。你可以按下 S1 键来进行机 器的停止。 再按下S2 键来进行机器人的运行。 这个按键的信息分别被P3.2，P3.4接收到。IR1 为红外遥控接收器，这就为机器人进行远程遥控创造了可能。 这 个红外遥控接收头接收到红外信号时将信号经过 P3.3 送入到主芯片，主芯片 对其进行解密后以不同的方式对机器人进行控制。 同时将用户的按键信息通过P2 端口上 LED 数码管显示出来。P3.0、P3.l 中 COM 端口的加入，让你完全可以用电脑对其进行控制。你可以通过对串口发送数据，数据会被显示到 LED数码管中，并让机器人执行相应的功能。电脑的串口软件要求波特率为 9600。 8 位数据位，这时你就可以快乐的用电脑来对它进行你的完全控制了。EXKJ-ZN02 功能的组合多样，使得学生可以充分发挥自主能力，制作出不同的机器人。它为学校进行机器人竞赛和毕业项目设计建立了实物平台，是学校教师授课变得更轻松有趣。同时也能改变学生学习模式和激发学习兴趣。更是作为验证学生学习效果的有力工具。良好的电路板设计，让学生制作变得方便容易，其大大提高了学生的制作成功率。提高了学生对电子电路的兴趣，更是教学过程中不可或缺的教具。 实验一 程序状态指示灯演示一、 实验简介：本程序重点演示了一个最简程序的基本结构，它从顺序、判断、循环的形式表现程序的基 本结构，此程序通过闪灯不断的闪动，及闪灯闪动的快慢来表示程序不不同工作状态。它也是 常数字设备中进行状态表示的方法之一( 例：网卡) 。二、 实验原理图：3、 实现代码：LED EQU P1MCUDATA EQU 30HDLYCOUNT EQU 40HDLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HORG 0000HMOV LED,#0FFHMOV MCUDATA,#0LOOP:INC MCUDATA MOV A,MCUDATA CLR C SUBB A,#15 JC LOP1 MOV A,MCUDATA CLR C SUBB A,#30 JC LOP2 MOV A,MCUDATA CLR C SUBB A,#60 JC LOP3 MOV MCUDATA,#0 MOV LED,#0FFH SJMP LOOPLOP1:MOV A,LED CPL A MOV LED,A MOV DLYCOUNT,#25 LCALL DELAY SJMP LOOP LOP2:MOV A,LED CPL A MOV LED,A MOV DLYCOUNT,#10 LCALL DELAY SJMP LOOPLOP3:MOV A,LED CPL A MOV LED,A MOV DLYCOUNT,#5 LCALL DELAY SJMP LOOPDELAY: MOV DLY1,#100DLYLOP2:MOV DLY2,#10 DJNZ DLY2,$ DJNZ DLY1,DLYLOP2 DJNZ DLYCOUNT,DELAYRETEND四、 运行效果：程序运行效果为：开机后程序以慢速闪动，一段时间后速度开始加快，再等待时间，闪灯 的速度达到最快，之后一段时间后，闪动将回到开始状态。实验二 流水灯演示一、 实验简介：本程序全面的表现了子程序的用法，它从对几个子程序的操作，显示不同的流灯技术，流 水灯的不同需要不同的表现的形式，而这里主要介绍了移位操作和内部数据存储及读入操作。 延时函数采用可重入标志，可进行函数的递归调用。二、 实验原理图：3、 实现代码：LED EQU P1DLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HDLY3 EQU 43HORG 0000HMOV LED,#0FFHLOOP:LCALL RTOL LCALL LTOR LCALL BTOM LCALL MTOB SJMP LOOPLTOR:MOV R0,#9 MOV LED,#0FFHLOP1:LCALL DELAY MOV A,LED CLR C RLC A MOV LED,A DJNZ R0,LOP1 RETRTOL:MOV R0,#9 MOV LED,#0FFHLOP2:LCALL DELAY MOV A,LED CLR C RRC A MOV LED,A DJNZ R0,LOP2 RETBTOM: MOV R0,#5 MOV LED,#0FFH MOV DPTR,#bm CLR ALOPBM:LCALL DELAY LCALL DELAY PUSH ACC MOVC A,A+DPTR MOV LED,A POP ACC INC A DJNZ R0,LOPBM RETMTOB: MOV R0,#5 MOV LED,#0FFH MOV DPTR,#mb CLR ALOPMB:LCALL DELAY LCALL DELAY PUSH ACC MOVC A,A+DPTR MOV LED,A POP ACC INC A djnz R0,LOPMB RETDELAY:MOV DLY1,#5DLOP2:MOV DLY2,#100DLOP3:MOV DLY3,#100 DJNZ DLY3,$ DJNZ DLY2,DLOP3 DJNZ DLY1,DLOP2 RETbm: DB 7eH,3cH,18H,00Hmb: DB 0e7H,0c3H,81H,00HEND四、 运行效果：程序运行效果为：开机后，指示灯向从左向右依次点亮，从右向左依次点亮，由两边向中 间依次点亮，由中间向两边依次点亮。实验三 数码管演示一、 实验简介：本程序通过对端口的置数操作，展示了数码管的应用技术，数码管是将发光二极管通过一 定的形式封装在一个数字的外壳中，可以通过不同的点亮方式来显不同的数字符号。二、 实验原理图：3、 实现代码：DLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HDLY3 EQU 43HORG 0000HMOV P2,#0FFHMOV DPTR,#SMLOOP:MOV R0,#10 CLR ALOP: PUSH ACC LCALL DELAY MOVC A,A+DPTR MOV P2,A POP ACC INC A DJNZ R0,LOP SJMP LOOPSM: DB 9fH,25H,0dH,99H,49H,41H,1fH,01H,19H,03HDELAY:MOV DLY1,#30DLOP2:MOV DLY2,#100DLOP3:MOV DLY3,#100 DJNZ DLY3,$ DJNZ DLY2,DLOP3 DJNZ DLY1,DLOP2 RETEND四、 运行效果：程序运行效果为:程序下载后,数码管将从1-9 依次显示,最后将显示数字0.实验四 数码管及跑马灯演示一、 实验简介：本程序主要是将数码管及跑马灯放在一起显示，它主要说明了，如何将在单系中运行多个 看似并行运行的子系统.本程序在此将跑马灯子程序放入到一个头文件中， 对于一个大的工程这 样将有益于程序文件的管理。二、 实验原理图：3、 实现代码：LED EQU P1MCUDATA EQU 30HDLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HDLY3 EQU 43HORG 0000HMOV LED,#0FFHMOV MCUDATA,#0LOOP:LCALL RTOL LCALL LTOR LCALL BTOM LCALL MTOB SJMP LOOPLTOR:MOV R0,#9 MOV LED,#0FFHLOP1:LCALL DELAY MOV A,LED CLR C RLC A MOV LED,A DJNZ R0,LOP1 RETRTOL:MOV R0,#9 MOV LED,#0FFHLOP2:LCALL DELAY MOV A,LED CLR C RRC A MOV LED,A DJNZ R0,LOP2 RETBTOM: MOV R0,#5 MOV LED,#0FFH MOV DPTR,#bm CLR ALOPBM:LCALL DELAY LCALL DELAY PUSH ACC MOVC A,A+DPTR MOV LED,A POP ACC INC A djnz R0,LOPBM RETMTOB: MOV R0,#5 MOV LED,#0FFH MOV DPTR,#mb CLR ALOPMB:LCALL DELAY LCALL DELAY PUSH ACC MOVC A,A+DPTR MOV LED,A POP ACC INC A DJNZ R0,LOPMB RETDELAY:PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,#SM MOV A,MCUDATA XRL A,#11 JNZ GOON CLR A MOV MCUDATA,AGOON: MOV DLY1,#5DLOP2:MOV DLY2,#100DLOP3:MOV DLY3,#100 DJNZ DLY3,$ DJNZ DLY2,DLOP3 DJNZ DLY1,DLOP2 MOV A,MCUDATA MOVC A,A+DPTR MOV P2,A INC MCUDATA POP DPL POP DPH POP ACC RETBM: DB 7EH,3CH,18H,00HMB: DB 0E7H,0C3H,81H,00HSM: DB 9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,19H,03HEND四、 运行效果：本程序运行效果：本程序运行后，可以看到跑马灯按，从左到右，从右到左，从两边到中 间，从中间到两边将依次运行。并且在运行过程中，可以看到数码管依次从 1-9-0 的顺序显示 数字符号。 实验五 按键中断查询演示一、 实验简介：本程序通过两个按键对数码管进行操作， 分别向用户演示了查询与中断的操作方式， 中中断 应用了对按键进行查询的方法来判断按键的键值， 查询按键方法中则采用了键盘延迟的方法消来 除按键重复输入。二、 实验原理图：3、 实现代码S1 BIT P3.2S2 BIT P3.4MCUDATA EQU 30HDLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HORG 0000HSJMP STARTORG 0003HSJMP S1DOSTART:NOPSETB S1SETB S2SETB EASETB EX0SETB IT0MOV MCUDATA,#0MOV DPTR,#SMMOV A,MCUDATAMOVC A,A+DPTRMOV P2,ALOOP:JB S2,$ LCALL DLYKEY JB S2,LOOP INC MCUDATA MOV A,MCUDATA XRL A,#10 JNZ GOON1 MOV MCUDATA,#0GOON1:MOV A,MCUDATA MOVC A,A+DPTR MOV P2,A SJMP LOOPS1DO:JNB S1,$ DEC MCUDATA MOV A,MCUDATA XRL A,#0FFH JNZ GOON2 MOV MCUDATA,#9GOON2:MOV A,MCUDATA MOVC A,A+DPTR MOV P2,A RETIDLYKEY: MOV DLY1,#250DLYLOP2:MOV DLY2,#250 DJNZ DLY2,$ DJNZ DLY1,DLYLOP2RETSM: DB 9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,19H,03HEND四、 运行效果：程序运行效果：开机后数码管显示数字1，当按S1 不放时，数码管数字不变，,松开 S1 按 键，数码减 1；按 S2 键不放时，数码管数字会自动加1。并且数字遵守从0-9 循环操作实验六 话筒声音识别演示一、 实验简介：本程序主要通过话筒对声音信号进行识别， 由于本电路有效的去除杂波， 所以仅能对响较度 大的声音进行识别(例：拍手声) 。像正常的说话声对本电路虑除，不会产生信息的输入。话筒识 别的加入，为我们建立了声控平台。二、 实验原理图：3、 实现代码：LEFTLED BIT P2.0 RIGHTLED BIT P0.7 B1 BIT P0.4DLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HORG 0000HCLR LEFTLEDCLR RIGHTLEDLOOP:JB B1,$ LCALL DLYKEY JB B1,LOOP CPL LEFTLED CPL RIGHTLED SJMP LOOPDLYKEY: MOV DLY1,#2DLYLOP2:MOV DLY2,#5 DJNZ DLY2,$ DJNZ DLY1,DLYLOP2RETEND四、 运行效果：程序运行效果：本程序开机后，前方两侧的指示灯点亮，拍一下手后，前方指示灯关闭再。 一次进行拍手，指示灯又一次被点亮。实验七 光敏电阻与蜂鸣器演示一、 实验简介：本程序讲述了光敏电阻的使用方法。当处于光暗时，光敏电阻导通，将信号传入到单片机， 单片机将控制蜂鸣器按一定的频率响亮， 并且前方的指示灯也开始闪闪亮。 通过对光敏电阻号信 的接收，从而实现了夜间自动照明的功能。二、 实验原理图：3、 实现代码：LEFTLED BIT P2.0 RIGHTLED BIT P0.7 RL1 BIT P0.5SB1 BIT P0.6DLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HORG 0000HLOOP:JB RL1,GOTO SETB SB1 SETB LEFTLED SETB RIGHTLED SJMP LOOP GOTO:LCALL DELAY CPL SB1 CPL LEFTLED CPL RIGHTLED SJMP LOOPDELAY: MOV DLY1,#250DLYLOP2:MOV DLY2,#250 DJNZ DLY2,$ DJNZ DLY1,DLYLOP2RETEND四、 运行效果：程序运行效果：打开电源开关，如果本机在有光照的情况下，将无任何的反应，这时将子机 移动到较黑暗的地方，将会看到前方指示灯闪亮和蜂鸣器响亮。 实验八 红外反射与直流电机驱动演示一、 实验简介：本程序通过前端，底端的红外发射头和接收头来判断小车的运行轨迹，当前与底端发生信 号输入时，信号将被单片机接收，单片机来控制机器按照写好的程序开始运行。同时为达到好 的效果，加入声音识别与蜂鸣器输入输出设备。.使得此机器人的运动变得更加有趣。二、 实验原理图：3、 实现代码：RUNFLAG BIT 00H; /定义运行标志位ENABLELIGHT BIT 01H; /定义指示灯使能位EXEFLAG BIT 02H; /定义可执行标志位变量;*完成基本数据变量定义*/S1STATE BIT P1.0; /定义S1状态标志位S2STATE BIT P1.1; /定义S2状态标志位B1STATE BIT P1.2; /定义B1状态标志位IRSTATE BIT P1.3; /定义IR状态标志位RUNSTOPSTATE BIT P1.4; /定义运行停止标志位FONTIRSTATE BIT P1.5; /定义FONTIR状态标志位LEFTIRSTATE BIT P1.6; /定义LEFTIR状态标志位RIGHTIRSTATE BIT P1.7; /定义RIGHTIRSTATE状态标志位;*完成状态指示灯定义*/S1 BIT P3.2; /定义S1按键端口S2 BIT P3.4; /定义S2按键端口;*完成按键端口的定义*/ LEFTLED BIT P2.0; /定义前方左侧指示灯端口RIGHTLED BIT P0.7; /定义前方右侧指示灯端口;*完成前方指示灯端口定义*/LEFTIR BIT P3.5; /定义前方左侧红外探头RIGHTIR BIT P3.6; /定义前主右侧红外探头FONTIR BIT P3.7; /定义正前方红外探头;*完成红外探头端口定义*/M1A BIT P0.0; /定义电机1正向端口M1B BIT P0.1; /定义电机1反向端口M2A BIT P0.2; /定义电机2正向端口M2B BIT P0.3; /定义电机2反向端口;*完成电机端口定义*/B1 BIT P0.4; /定义话筒传感器端口RL1 BIT P0.5; /定义光敏电阻端口SB1 BIT P0.6; /定义蜂鸣端口;*完成话筒,光敏电阻,蜂鸣器.端口定义*/IR1 BIT P3.3; /定义红外接收端口;*完成红外接收端口的定义*/SHOWSM EQU P2DLY1 EQU 41HDLY2 EQU 42HDLY3 EQU 43HORG 0000HSJMP STARTORG 0003HLJMP S1ZDORG 000BHRETISTART:MOV P0,#0FFHMOV P1,#0FFHMOV P2,#0FFHMOV P3,#0FFHSETB EASETB EX0SETB IT0SETB ESSETB EX1; /同意开启外部中断1SETB IT1; /设定外部中断1为低边缘触发类型SETB ET0; SETB EA; /总中断开启MOV DPTR,#SMDATAMOV A,#01HMOVC A,A+DPTRMOV SHOWSM,ALOOP:LCALL CARGO JNB FONTIR,CARDO JB LEFTIR,CARDO JB RIGHTIR,CARDO JB B1,LOOP LCALL CARSTOP JB B1,$ SJMP LOOPCARDO:MOV A,#02 MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A LCALL CARBACK MOV R1,#8LOP1: LCALL DELAY CPL SB1 DJNZ R1,LOP1 MOV A,#03 MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A LCALL CARLEFT MOV R1,#8LOP2: LCALL DELAY CPL SB1 DJNZ R1,LOP2 SETB SB1 MOV A,#01 MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A LJMP LOOP S1ZD:LCALL CARSTOP JB S2,$ RETICARGO:SETB M1A; /将电机1正向端口置高 SETB M2A; /将电机2正向端口置高 CLR M1B CLR M2B SETB RUNFLAG MOV A,#01H MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A; /数码管显示前进状态 CLR RIGHTLED; /将前方右侧指示灯置低(亮) CLR LEFTLED; /将前方左侧指示灯置低(亮) RETCARBACK:SETB M1B; /将电机1反向端口置高 SETB M2B; /将电机2反向端口置高 CLR M1ACLR M2AMOV A,#02H MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A; /数码管显示前进状态; /数码管显示后退状态 SETB RIGHTLED; /将前方右侧指示灯置高(灭) SETB LEFTLED; /将前方左侧指示灯置高(灭) RET CARLEFT:SETB M1B; /将电机1反向端口置高 SETB M2A; /将电机2反向端口置高 CLR M1ACLR M2BMOV A,#03H MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A; /数码管显示前进状态; /数码管显示后退状态 CLR RIGHTLED; /将前方右侧指示灯置低(亮) SETB LEFTLED; /将前方左侧指示灯置高(灭) RETCARRIGHT:SETB M1A; /将电机1反向端口置高 SETB M2B; /将电机2反向端口置高 CLR M2ACLR M1BMOV A,#04H MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A; /数码管显示前进状态; /数码管显示后退状态 SETB RIGHTLED; /将前方右侧指示灯置高(灭) CLR LEFTLED; /将前方左侧指示灯置低(亮) RETCARSTOP:CLR M1A CLR M2ACLR M1BCLR M2BCLR RUNFLAG MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV SHOWSM,A; /数码管显示前进状态; /数码管显示后退状态 SETB RIGHTLED; /将前方右侧指示灯置高(灭) SETB LEFTLED; /将前方左侧指示灯置高(灭) RETDELAY: MOV DLY1,#10DLYLOP2:MOV DLY2,#100DLYLOP3:MOV DLY3,#100 DJNZ DLY3,$ DJNZ DLY2,DLYLOP3 DJNZ DLY1,DLYLOP2RETSMDATA: DB 03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,19H;/0,1,2,3,4,5,6,7,8,9END四、 运行效果：程序效果： 打开本机电源开关，机器人开始向前运行( 这要看当时的条件)，在运动的过程中，如果前方有障碍物，机器人则开始向后后退一段时间后，向左运动，在向左运行一段时间 后。再开始向前运行。在整个调向的过程中，蜂鸣器闪响。并且在机器人前进的过程中，你可 以通过拍手来控制机器人的停止和运行。 实验九 红外遥控器解码程序演示一、 实验简介：本程序主要将现在比较常用M50462 遥控器进行解码， 将解码后的数据通过P2 端口的数码 管显示出来，为了更好的看到运行过程，特加了三个指示灯用来指示当前运行状态。P10 闪亮， 表示程序正在运行；P11 闪亮，表示接收到数据；P12 闪亮，表示触发内部的定时器操作；P13 闪亮，表示正确接收完一个数据。二、 实验原理图：3、 实现代码：#include /包含51单片机相关的头文件#DEFINE UINT UNSIGNED INT /重定义无符号整数类型#DEFINE UCHAR UNSIGNED CHAR /重定义无符号字符类型UCHAR CODE LEDSHOWDATA=0X03,0X9F,0X25,0X0D,0X99, /定义数码管显示数据 0X49,0X41,0X1F,0X01,0X19;/0,1,2,3,4,5,6,7,8,9UCHAR CODE RECVDATA=0X07,0X0A,0X1B,0X1F,0X0C,0X0D,0X0E,0X00,0X0F,0X19;UCHAR IRCOM7;STATIC UNSIGNED INT LEDFLASH; /定义闪动频率计数变量UNSIGNED CHAR RUNFLAG=0; /定义运行标志位BIT ENABLELIGHT=0; /定义指示灯使能位/*完成基本数据变量定义*/SBIT S1STATE=P10; /定义S1状态标志位SBIT S2STATE=P11; /定义S2状态标志位SBIT B1STATE=P12; /定义B1状态标志位SBIT IRSTATE=P13; /定义IR状态标志位SBIT