毕业设计---基于AT89C52单片机智能循迹小车的设计

1、报告编码： 毕业论文毕业论文 基于单片机基于单片机 AT89C52AT89C52 智能循迹小车的智能循迹小车的 设计设计 作作者者 系系 （院）（院）物理与电气工程学院物理与电气工程学院 专专业业电子信息工程电子信息工程 基于基于 AT89C52AT89C52 单片机智能循迹小车的设计单片机智能循迹小车的设计 摘要：本系统采用 AT89C52 为核心进行设计，合理利用了该芯片上丰富的资源，实现小车 检测，寻迹，控制等功能,同时，系统对获取的信息进行实时显示。本系统针对现实中出现的 对于工业机器人智能循迹的需求，适当进行了简化。本次设计的智能小车，会自动沿着黑线 行走，所行走的距离实时地显示出来

2、 ，同时可以通过PWM 信号控制小车的速度。为了使小车 的信息能够实时传输主控制系统，并很好的完成行走和转向等功能，就需要设计一套较为实 用和可靠的算法，程序。 关键词：循迹；PWM；算法；数码显示 1 引言 当今社会，科学技术日新月异，时代前进的步伐越迈越快，应用自动化设备,计算机处 理,现代化通讯,数字化信息,现代化显示设备等高新技术而建立的现代化智能,监控等系统已 经得到充分的发展与应用,智能机器人也就应运而生。同时，在建设以人为本的和谐社会的过 程中，智能服务机器人能够完成考古发掘，海底探密，宇宙探索等危险作业，以保证人身安 全。 国家中长期科学和技术发展规划纲要一文指出：智能服务机器

3、人是在非结构环境下为 人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。以服务机器人和危险作业机器人应用需 求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术。重点研究 低成本的自组织网络，个性化的智能机器人和人机交互系统、高柔性免受攻击的数据网络和 先进的信息安全系统。 本次设计系统主要分为红外检测模块，小车控制模块，状态显示模块。单片机通过红外 检测模块等采集到的信息控制小车转向，行驶速度和显示。 2 设计任务、要求和技术指标 21 任务 （1） 设计并制作一个智能小车，实现沿黑线行走而且不出线。 （2） 小车从起跑线出发（车体不得超过起跑线） ，沿引导线到达终点（与车体垂

4、直的黑线） 。 2.2 要求 （1） 利用检测电路实现对黑线的检测功能，要求检测电路检测尽可能的简单 （2） 机器车一旦启动，便由程序控制完成灵活的行走方式。即在黑线的指引下前进，实现 急停，转向和转向灯的控制。 （3） 机器车开始行走的同时，开始显示行走距离。 （4） 车体尺寸以一般玩具小车为限。 （5） 无竞争-冒险，无抖动。 2.3 技术指标 （1） 红外检测电路能够检测到 0.5-2cm 左右的黑线。 （2） 机器车偏离黑线，要求迅速做出调整，能够重新回到黑线。 （3） 距离显示为行走时间的实时显示，显示距离的长度范围为 0999.9 米。 （4） 车身长度为 20.5cm，宽度为 9

5、.5cm，高度为 7.5cm。 （5） 检测信号为电压信号。 3 方案分析与论证 3.1 主控系统的分析与论证 第第 1 1 页页 根据设计要求，我们认为此设计属于输入量的复杂程序控制问题。据此，我们拟定了以 下两种方案并进行了综合的比较论证，具体如下： 方案一：采用组合数字电路实现核心控制的方案 采用组合电路实现控制和处理功能，具有速度快，资源丰富的优点，但是实现多路控制 和附加功能上受到限制，且功能越多电路越复杂。因此该方案不被采用 方案二：采用单片机为核心控制的方案 采用单片机作为控制和处理的核心，可使电路的复杂程度大大降低，尤其是实现小车的 自动控制上显现出独特的优势。由于单片机 AT

6、89C52是一种低功耗，高性能 CMOS 8 位单片 机，片内含有8K 的可反复擦写的只读程序存储器和 256B 的随机存取数据存储器，器件采用 ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准 MCS-51 指令系统及 8052 产品引脚 兼容，片内置通用 8 位中央处理器和 FLASH 存储单元，32 个可编程 I/O 口线，3 个 16 位定 时/计数器，8 个中断源，低功耗空闲和掉电模式，完全符合设计的要求，所以采用 AT89C52 作为核心部件的方案较为理想。 3.2 显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示行走路程，由于显示范围为 0999.9 米，因此可采用四位一体共 阳的数

7、码管作为显示元件。在显示驱动电路中我们拟定了二种设计方案： 方案一：采用静态现实的方案 采用四片移位寄存器 74LS164 作为显示电路，其优点在于占用主控系统的 I/O 口少，且 静态现实的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大，占用 I/O 口较多，而本设计的电机消耗电 流已经很大，应尽量在其他电路中节约电流的消耗，因此该方案不被采用。 方案二：采用动态现实的方案 采用专用数码管译码器 BC7281B（以下简称 7281）和 74LS164 共同协作来作为驱动的动 态显示电路，它只占用主控系统的两个I/O 口，大大节约了I/O 口，且动态扫描 7281 单独控 制，不需单片机定时扫描，这样就节约

8、了单片机的定时单元用于做驱动和车速检测，故采用 本方案。 3.3 检测系统分析与论证 由于本设计中的技术指标要求识别精确范围 0.52 cm，因此本定方案中采用的是反射式 的未经调制的红外收发管 ST168 作为检测黑线的传感器。考虑到该传感器要检测的距离比较 短，所以采用的加套管的方法避免外界自然光线的影响，没有加入补偿电路，这样大大简化 了电路的设计，为了使小车更好的沿循迹线行走，我们加入了四路检测黑线，且让他们独立 工作，由主控系统循环检测。 3.4 电机控制系统分析与论证 方案一：采用继电器对电机的开和关进行开关的切换调整。这个方案简单，但是响应慢， 机械结构易损坏并且寿命不长。 方案

9、二：利用电阻分压原理，采用数字电位器调整电机的分压从而达到调速的目的，缺 点是无法大电流驱动，降低工作效率而且不易实现。 方案三：采用复合观组成的 H 型 PWM 电路，这种电路的优点是使管子工作在占空比可 调的开关状态，提高使用效率实现电机转速的微调，并且H 型的驱动电路可以简单的方式实 现的方向控制。 电机的控制系统主要是由控制行走电机和方向调整电机的电路所组成，该电路要求驱动 电流足够大且在控制中不会发生竞争-冒险现象，因此在设计中我们采用方案三即图一的设计 方案，图一中的二极管有效地实现了电路保护和正反向电流的控制，也避免了竞争-冒险，采 用差分放大电路可提供足够大的电流，实验证明该方

10、案三很好，电压控制安全可靠，可被采 用。 第第 2 2 页页 4 功能概述及系统原理框图 4.1 功能概述和技术指标分析 本次设计系统主要是让小车自主的沿着预先设计好的黑线行驶，从出发到结束都不会脱 离黑线，同时显示小车所行走的距离，行驶中的各种转向都伴有相应转向灯的点亮，直到小 车检测到结束黑线，点亮结束指示灯。本设计的小车采用市场上常见的具有前导向轮的玩具 车车体，该车体有双电机，前电机控制小车的转向，后电机控制小车的前进后退及速度。这 种小车的设计大大简化了小车的控制过程，使得控制程序简化，但是也有个不足之处即有最 小转向半径的要求，这就要求循迹线的弯道设计必须大于小车的最小转向半径。

11、系统技术指标主要偏重于功能性。小车行走功能依靠对电机的驱动及调速，我们采用 H 桥式驱动电路实现直流电机的正反转及转速控制；循迹采取的方法是红外探测法，由四组红 外光电探测器对行走地面的颜色识别从而判断行走路线；路程检测采用霍尔元件对磁性物质 的检测来实现，当霍尔元件检测到小车车轮上的磁性物质时，霍尔元件输出低电平，将此低 电平输入到计数器中断中，每当计数值满，就显示出来小车的所行走的距离。 4.2 系统原理框图 硬件组成框图如图所示：主要有AT89C52单片机、红外检测电路、路程检测电路、显 示电路、驱动控制电路、方向控制电路。 红外检测电路红外检测电路 AT89C52AT89C52 系统系

12、统 路程检测电路路程检测电路 数码显示数码显示 驱动控制驱动控制 方向控制方向控制 图图 1 1 5 硬件电路及介绍 5.1 电机驱动控制电路 电机驱动控制模块采用的是分立元件制作， 具体电路见下图 2 所示。 电机驱动电路由 I/O 口输出信号送 RUNF 和 RUNB，VCC 是给电机供电的电源。电机的控制原理为：通过RUNF 和 RUNB 的不同电平输入，在 M 处得到正反向控制电压实现电机的正反转，例如：当 RUNB 为高 RUNF 为低时，三极管 T4,T6,T9 导通；T5,T7,T8 截止，此时二极管 D1 导通，从而驱动 电机正向转动。当需要电机反转时，同理只需要输入端RUNF

13、 和 RUNB 的电平反向即可。输 入端由 AT89C52的 I/O 控制。 两路输入信号的均为 30Hz占空比为 30% 控制电路的控制方式如表 1 所示： 第第 3 3 页页 VCC R1 10K R2 10K R3 10K R4 10K Q1 8550 Q3 8050 M+ J2 Q4 8050 M- 1 2 CON2 D2 4007 Q6 R8 510 Q2 8550 R5 3.9K J1 4 3 2 1 VCC RUNF/TL RUNB/TR GND R7 510 Q5 8050 D1 4007 M+ M- 8050 R10 3.9K R6 3.9K GND R9 3.9K CON4

14、 图图 2 2 表表 1 1电机驱动方式列表电机驱动方式列表 信号名称输入 RUNF0 RUNB1 RUNF1 RUNB0 RUNF0 RUNB0 RUNF1 RUNB1 注：小车转向模块的电路与驱动模块电路相同 输出 正向电压 反向电压 短路 短路 Title Size A4 Date: File: Number 23 5.2 电源模块 采用 9V 蓄电池为直流电机供电，将9V 电压降压、稳压到5V，为外围芯片供电。我们利 用LM7805 芯片将 9V 的锂电池降压到 5V，由 5V 电压来给单片机和其它控制模块供电。具 体电路图如下 VCC VR2 INOUT GND 2 LM7805CT

15、 +5V 1 C_P5 Cap 100pF C_P6 Cap Pol2 100pF 3 C_P7 Cap Pol2 100pF C_P8 Cap 100pF 9-Jun-2009 d:我的文档桌面car0 DS1 图图 2 2 5.3 距离检测模块 距离检测模块是采用霍尔元件进行感应检测，这样可以很好提高检测的准确性，检测原 第第 4 4 页页 理是利用计数器中断 1，计算小车车轮的直径，在小车的车轮上装上一个小铁片，当霍尔元 件检测到一次低电平，计数器中断加一，达到预先设置的数值时，显示距离，这是一种最为 简单，实用的方法，算法少，占用单片机运行时间短，可以更好的使单片机一直工作在主程 序循

16、迹程序中。具体硬件原理图如下： 3 LC 4 BLJSB4 -5-Z/BIZ R1 10K +5 图图 4 4 5.4 显示模块 显示部分有两部分组成，一部分由六个发光二极管组成以指示各部分工作状态，单片机 开始工作时 D1 灯亮，小车在行走过程中，左转时 D2、D3 亮，右转时 D4、D5 亮，停止时 D6 点亮。电路原理图如图 5所示。 另一部分由一个四位一体的共阳数码管组成显示机车运行的路程，该部分的主要芯片为 BC7281B，该芯片的驱动能力强，占用I/O 口少，且不用单片机进行动态扫描，不需要译码， 大大的节省了单片机有限的资源和显示所占用的时间。 VCC VCC VCC VCC V

17、CC VCC D1 D2 D3 D4 D5 D6 R1 R2 R3 R4 R5 R6 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 图图 5 5 3 第第 5 5 页页 4 2 J1 4 3 2 1 GND CLK DAT1 DAT CLK3 VCC 2 J2 BC7281 DAT CLK KEY/ 1 4 R2 VCC 100 RST/ DIG7 DIG6 DIG5 DIG4 DIG3 DIG2 DIG1 DIG0 4 13 12 11 10 9B3 8B2 7B1 6B0 34 V C C C2 0.1uF VCC CON4 VCC SCLK SDAT G N D R1 1.5K C1 20p 16 15

18、 17 18 RC OSCO B3B2B1B0B0 Q1 9013 1 2 9 Q2 9013 8 Q3 9013 6 a g d b c dp Q4 9013 U1 GND 74F164 CLR CLK A B QA QB QC QD QE QF QG QH 3 4 5 6 10 11 12 13 5 V CC 9 8 1 2 A B C D E F G DP A1R3 120A111 B1R4 120B17 C1 R5 120 C14 D1R6 120D12 E1R7 120E11 F1R8 120 F110 G1R9 120G15 DP1R10120DP13 a b a c fb d g

19、 e ec f d g dp dp 1 H 2 H 3 H a g b c dp 4 H f e d a g b c dp f e f e d SEG 4BIT-7SEGDISP 图图 6 6 5.5 红外检测模块设计 红外检测模块主要是由 ST168 组成。ST168 采用高发射功率红外光电管和高灵敏光电晶 体 管 组 成 ， 其 测 试 距 离 为5-10mm ， ST168的 外 形 及 内 部 结 构 如 下 图 ： +5 Title R11 1.2K 12 R12 200K R14 9.1K 4 1 1 R13Size 5.1K 3 5 12 Number A4 9-Jun-2009

20、 d:我的文档桌面car001.ddbTe Date: File: Sheet of Drawn By : 4 Z1/Z2/Y1/Y2 LM319 63 R15 ST168 9.1K 图图 7 7 红外检测模块电路原理图如上图 所示此电路的工作原理：当 ST168 检测到白线时，自身 所发射的红外光线被白色反射接收到，使得自身的光电三极管导通，在 LM319 的 4 号引脚将 检测到低电平，低于 5 号引脚的比较电平 2.5V，在 12 号引脚上将输出低点平，相反，当检 测到黑线时，自身所发出的红外被黑色吸收，光电三极管截止，4 号引脚为高电平，12 号引 脚输出高电平，单片机根据这个开关量做

21、出反应，来控制小车的左右转向。 该检测系统共有四个这样的模块，分别为左一，左二，右一，右二，具体分配如下图： 234 图图 8 8 第第 6 6 页页 左一，右一，作为循迹主要检测部分，左二右二作为辅助检测，其控制原理如下： 当检测到左一，或者右一有高电平信号时，说明小车已经偏离了黑线，调整，但是由于车速， 小车自身反映时间或者弯道太大的缘故，使得小车在还没有调整过来之前，已经超出了左一， 或者右一得检测范围，这样可以由左二右二做出补偿调整，使得小车重新回到轨道上来。 5.6 主控系统电路 该系统由单片机 AT89C52实现。 AT89C52的主要性能有： 与 MCS-51 产品兼容； 8KB

22、 的在线可重复编程快闪存储器；宽工作电压范围为 2.7V6V；2568 位 SRAM；15 条 可编程 I/O 线；2 个 16 位定时器/计数器；全静态工作方式：0Hz24Hz 等。 设计采用了 12M 晶振，5V 电源供电，把 P1、P2、P4 口作为普通 I/O 线用，P3 口为中断 等的接入口。 另外， P0 口的驱动能力最强， 可用于直接驱动 LED 灯。 输入口都可以吸收 20mA 的灌入电流，当向端口写入电平“1”时，可作为输出引脚。 主控系统电路主要承担计时，数据采集和送出控制信号的功能，对目标识别与控制起着 核心作用，各功能通过软件实现。单片机 AT89C52主控电路图如下图

23、 9 所示: S1VCC CLK DAT P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 RXD 10 TXD 11 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 WR 16 RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA AEL PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2

24、.3 P2.2 P2.1 P2.0 VCCJ1 RUNB 1 RUNF 2 TL 3 TR 4 Q2 Q3 Q4 Q5 VCC Y1 Y2 Z1 Z2 R1 200 +C1 22uF X1Y1X2 R2 1K LC Q1 C2 12MHz 33pF C3 33P X2 X1 A T 8 9 C 5 2 图图 9 9 6 软件设计 6.1 智能小车程序流程说明 程序主要通过程序主模块通过调用各个子模块来实现，主模块的任务包括：对 I/O 口的循环 检测，调用相关子程序对输入响应进行相应的处理。由于AT89C52有三个定时器，在本设计 中可将 T0 用于计数器和数码管显示距离的控制；将 T1 用于

25、脉冲编码调制（PWM）和频率的 调节。两个定时器均采用中断工作方式，且默认其优先级，即计数器的优先级高于定时器优 先级。 T1工作在定时方式模式1中， T0工作再计数方式模式2中。 对工作模式寄存器 （TMOD） ， 中断允许控制（IE）的设置如表 2 所示，程序的主流程图如图（10）所示 表表 2 2 TMOD (89H) IE (A8H) D7 0 EA 1 D6 0 D5 0 D4 1 ES 0 D3 0 ET1 1 D2 1 EX1 0 D1 1 ET0 1 D0 0 EX0 0 第第 7 7 页页 程序初始化，I/O 口检测与调整，控制端和定时器的软件设置清单如下： RUNFEQUP

26、0.1 RUNBEQUP0.0 ;驱动口设置 Y1EQUP2.7 Y2EQUP2.6 Z1EQUP2.5 Z2EQUP2.4 ;调整信号 TLEQUP0.2 ;左转调整口 TREQUP0.3 ;右转调整口 ZSEQUP3.6 ;停止指示灯 CLKBITP1.1 DATBITP1.0 PWMHDATA 30H PWMLDATA 31H ;脉宽调制设置 JSDATA 32H;计数 YSDATA 33H;延时外层嵌套 TIMER DATA34H;延时用寄存器 TIMER1DATA 35H TEMPDATA 36H TH1_DEQU0FEH ;定时器初始化设定值 TL1_DEQU18H MOVTMOD

27、,#16H ;T0 工作于模式 2，T1 工作于模式 1 MOVTH1,#0FcH MOVTL1,#18H MOVTH0,#0FFH MOVTL0,#0FFH ;设置 T0，T1 初值 SETBET1 SETBET0 SETBTR0;T0 开始计数 SETBEA:开中断 . XJ:MOVA,P2;读入调整信号 ANLA,#0F0H；p2 低 4 位至零，高 4 位不变 MOVB,A；B=P2 ANLA,#0A0H;P2 的 5 和 7 位不变 CJNEA,#0A0H,NEXT_XJ；5 和 7 位都为 1 则跳转，否则停止 SJMPSTOP NEXT_XJ: MOVA,B ANLA,#50H；

28、p2 的第 4、6 位不变 CJNEA,#50H,ZZ_1;判断是否停止；p2 的 4、6 全为 1 停止，否则跳转 SJMPSTOP 第第 8 8 页页 ZZ_1: JBZ1,ZZ;是否左转 JBZ2,DTL JBY1,YZ;是否右转 JBY2,DTR AJMPXJ 开始 开始 初始化 bc7281 初始化程序参数 设置 T0,T1 计数器 初始化 BC7281 启动电机 Y 停止？ 倒退缓冲 N 左 1=1？ 停止 (37H)=A? Y Y 小调整左转向 短延时 关闭转向调整 (38H)=A? 右 1=1？ 小调整右转向 短延时 关闭转向调整 Y N Y 右 2=1？ 大调整右转向 (39

29、H)+1 N (39H)=A? (38H)=0 (37H)=0 (37H)+1 N 显示设置为 0 N 够 10cm 吗？ Y N Y 左 2=1？ 大调左转向 Y N (38H)+1 N 图图 1010 主程序流程图主程序流程图 Y (39H)=0 6.2 各功能子模块及流程说明 （1）显示模块：主要功能是显示小车行走的距离，由程 (40H)+1 第第 9 9 页页 显示调用 结束 序控制，T0 计数器每计数满，代表小车以行走完 10cm 的距离，这时使得存放距离的最低位 数据 （4 位数据存放地址由低到高依次为 37H,38H,39H,40H） 加一， 并由单片机控制 BC7281B 显示

30、，具体流程图如下： START_DELAY: MOV TIMER1,#225 DJNZ TIMER1,$ DJNZ TIMER,START_DELAY MOVR7,#12H LCALL SEND_BYTE MOVR7,#15H;显示第四位 LCALL SEND_BYTE MOVA,DISP_3 ANLA,#0FH ADDA,#30H MOVR7,A LCALL SEND_BYTE ;BC7281 初始化结束 *计数中断显示* COUNT: PUSH ACC MOV A,DISP_0 MOVR7,#15H;显示第一位 LCALL SEND_BYTE MOVA,DISP_0 ANLA,#0FH A

31、DDA,#0 MOVR7,A LCALL SEND_BYTE MOVA,DISP_0 INC A MOV DISP_0,A CJNE A,#0AH,COUNT_BACK MOV DISP_0,#0 MOVR7,#15H;显示第三位 LCALL SEND_BYTE MOVA,DISP_2 ANLA,#0FH ADDA,#20H MOVR7,A LCALL SEND_BYTE COUNT_BACK: 第第 1010 页页 POP ACC RETI （2）电机控制及PWM 脉冲模块：主要任务是实现电机的快慢速，正反转控制。控制电机为 直流电机，通过 PWM 信号控制，PWM 控制信号由软件产生，PW

32、M 信号的占空比由软件来 设定。 当小车偏离轨迹时通过软件改变前轮电机控制标志 RUNF 和 RUNB 的电平控制小车的 左右转向，同理控制小车后轮的前进和倒退，并有 PWM 信号控制小车的速度快慢。该控制 程序有定时器中断 1 完成。 电机控制程序清单如下： PUSHACC;保护现场 开始 MOVTH1,#TH1_D MOVTL1,#TL1_D;定时器重新装入 初值 保护现场 MOVA,JS INCA 重新装入计数初值 MOVJS,A CJNEA,PWMH,CS N 第 pwmh 次？CLRRUNF CS:CJNEA,PWML,FH Y SETBRUNF RUNF 电平变低 MOVJS,#0

33、0H FH:POPACC;恢复现场,返回 Y N RETI 第 pwmh 次吗 RUNF 电平变高 恢复现场，结束 7 系统调试与测试 测量仪器：卷尺，万用表，双踪示波器，WYJ-30V/10A 晶体管直流稳压电源。 7.1 测试电路的调试与测试 该电路的调试主要是调节红外检测传感器电路的 R11（图 7）的阻值，由于这个电阻可以 调节 ST168 的发射管的发射功率，提高其发射功率就能调节其有效距离，但是由于没有补偿 电路，在调节过程遇到了很多的麻烦，即外界的干扰强，如果电阻调的过小，那么 ST168 的 发射功率过大，从而使得有效距离太远，检测距离太近造成对黑线也反射，失去了检测黑线 的意

34、义，但是如果电阻太高，使得发射功率过小，使得对白线也是低电平，同样失去了检测 的意义，在接近需要电阻时，自然光的影响较大，甚至外界光线稍微变化，就会出现 ST168 输出电平的变化， 为了解决这个影响， 我们将 ST168 在稍微弱的光线下有效距离调到 0.5-1cm， 然后加入套管，屏蔽到大部分的自然光的影响，最后的调试电阻 R11 的阻值为 1.2k，获得了 极大的成功，即使在黑暗和强光的照射下，依然能能够很好的使用，经测试，左一，左二， 右一，右二检测成功。 7.2 显示电路的调试与检测 显示电路由于以前的制作多次用到 BC7281，所以，硬件上没有出现问题，但是在调试中 第第 1111

35、 页页 出现因送显示占用较多的时间，使得循迹过程出现偏差，我们做了如下调整：第一位时，只 点亮第一位数据，这样在显示的过程就减少了因为送其他没有变化的数据，而不占用多余的 时间，最后结果：智能小车在开动时，小车显示距离初始化为零，每当小车行走10cm，小车 都能准确的进行加一显示，并且显示清晰，实验结果表明功能完全实现，测试成功。 7.3 电机控制电路的调试与测试 在电机开启后小车能够准确的沿着预先设置的黑线前进，在转向过程中能够准确的给出 转向灯，当检测到前方有横置黑线即默认结束线时，遇到了一些麻烦，当小车走到结束黑线 时，由于小车的速度和车身角度，使得检测模块没有完全对准黑线，而程序控制中

36、最初以红 外检测全高电平即为停止（全部检测到黑线） ，这时即使有三个红外检测口已经检测到黑线， 那个小车依然进行循迹程序，最后我们做出了调整，即考虑到黑线宽度使得四个红外检测的 左边和右边在循迹过程中不可能同时检测到黑线，如果检测到，即为停止线，所以在停止控 制中，将停止的程序控制写为左一左二的任意一个检测到黑线的同时右一右二的任意一个也 检测到黑线，即为停止，在执行停止程序时考虑到惯性的影响我们将小车的停止程序改为令 小车迅速开启反向电机，利用倒退来缓冲惯性，使得小车能够急停。最后测试，完全符合要 求，测试成功。 7.4 方向调整电路的调试与测试 小车在行进的过程中，最初容易出现小车偏离黑线

37、虽然已经做出了调整，但是调整的时 间长，又重新走偏，甚至走出线，我们调整了转向的延时时间，经测试，在做小调整时，延 时时间为 1ms，大调整为直到回到线上才停止转向。这样即使在急转外上即弯道的半径小于 小车的最小转动半径，小车即使出线，也能够准确的从新回到黑线上去，最后测试成功。 8 结论 充分分析我们的系统，其关键在于实现小车对黑线的识别与系统控制，而在这一点上， 单片机就显示出来它的优势识别控制简单，方便，快捷。这样一来，单片机就可以充分 发挥其速度快，有较为强大的控制功能及可位寻址操作的功能，且价格低廉，可用附加电路 实现电路的扩展。因此可看出电子领域的智能化发展，必将向着更加灵活，更加

38、方便的轨道 发展，智能化把人类带进梦幻般的世界是完全可能的，我们的生活也将更加的璀璨多彩。 9 致谢 衷心地感谢院、系领导的大力支持，特别感谢李建法老师，感谢他在毕业设计过程中对 我们的毕业设计给予的基础知识、专业知识以及应用实践等诸多方面指导与帮助，让我们得 以顺利完成毕业设计，使我的大学生活能够顺利地画上圆满的句号。最后请允许我向所有关 心支持我们毕业设计的领导、老师、同学表示我最诚挚的感谢！ 第第 1212 页页 参考文献 1 李朝青.单片机原理及接口技术 M.北京：北京航空航天大学出版社，2005.9 2 谢自美.电子线路综合设计M.武汉：华中科技大学出版设，2006.6 3 郁有文,

39、常建,程继红.传感器原理及工程应用.M.西安：西安电子科技大学出版社,第 2 版,2000.8 4 Timothy J.Maloney, Moden Industrial ElectronicsM.北京：科学出版社，2002 5 童诗白，华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001 6 闫石.数字电子技术基础M.北京：高等教育出版社，1998 7 陈尚松，雷加，郭庆.电子测量与仪器M.北京：电子工业出版社，1998 A Traction-ControlA Traction-ControlSystem Based On MCUSystem Based On MCU Li Weili

40、 （School of Physics and Electrical Engineering, Anyang Normal University, Anyang, Henan 455002） AbstractAbstract：This system uses AT89C52 chip as a core and its rich resources to achieve a smart car with functions ofdetection，motion,control and others, meanwhile system will obtain the information fo

41、r real-time display. In view of the reality of the system for working of the industry of robot along the linedemand, we make a proper conduct of a simplified, Among them, they have a smart car. In the process, the smart car will automatically run along the black route and the distance of road line w

42、ill be through system module and real-time transmission shows it.meanwhile we can control the speed of smart car through the signal of PWM, In order to achieve the purpose, we have to design black wire and also with the purpose of making Dolly have the ability of real-time transmission of informatio

43、n to the control of system,and achieve functions of its run and turn very well we should design a more practical and reliable algorithm and program. . KeywordsKeywords: Traction-Control ; PWM; algorithm; display 第第 1313 页页 J 1 J 2 B C 7 2 8 1 VCC 14 V C C 5 12 D 3 R 1 1 0 K 9 VCC Q 3 Q 1 9 0 1 3 Q 2

44、 9 0 1 3 B L J S B 4 - 5 - Z / B I Z S C L K S D A T GND 8 D 4 U 1 G N D 7 4 F 1 6 4 1H 2H 3H 9 8 C L R C L K A B 1 2 a f e g d b c d p f e a g d b c d p f e 4H V C C + 5 D 5 R 5 Q 5 6 1 . 2 K T 2 0 0 K 5 . 1 K Z 1 / Z 2 / Y 1 / Y 2 V C C 9 . 1 K 11 AT89C52 6 3 R 2 V C C 1 0 0 R S T/ 4 D 4 3 2 1 V C

45、 C 1 6 1 5 R C O S C O V C C B 3 B 2 B 1 L C 1 7 1 8 V C C V C C G N D C L K D A T 1 D A T C L K 3 V C C 2 2 3 4 5 6 C 2 0 . 1 u F V C C D 1 C O N 4 V C C R 1 1 . 5 K C 1 2 0 p B 0 R 1 Q 1 D A T C L K K E Y / D 2 R 2 Q 2 R 3 D I G 7 D I G 6 D I G 5 D I G 4 D I G 3 D I G 2 D I G 1 D I G 0 1 3 1 2 1 1

46、 1 0 9 B 3 8 B 2 7 B 1 6 B 0 B 0 R 4 Q 3 9 0 1 3 Q 4 9 0 1 3 Q 4 a g d b c d p D 6 R 6 Q A Q B Q C Q D Q E Q F Q G Q H 3 4 5 6 1 0 1 1 1 2 1 3 ab a c f b d g e e c f d g d p d p A B C D E F G D P A 1 R 3 1 2 0 A 1 1 1 B 1 R 4 1 2 0 B 1 7 C 1 R 5 1 2 0 C 1 4 D 1 R 6 1 2 0 D 1 2 E 1 R 7 1 2 0 E 1 1 F

47、1 R 8 1 2 0 F 1 1 0 G 1 R 9 1 2 0 G 1 5 D P 1 R 1 0 1 2 0 D P 1 3 C S E G 4 B I T - 7 S E G D I S P S 1 C L K D A T R 1 1 0 K J 1 V C C R 2 1 0 K 附录一附录一电路原理图电路原理图 第第 1414 页页 R 1 3 R 1 2 0 0 + C 1 2 2 u F 1 2 3 4 V C C R U N B R U N F T L T R Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 1 8 5 5 0 X 1 Q 1 C 2 1 2 M H z 3 3 p F

48、X 2 X 1 C 3 3 3 P Y 1 X 2 R 2 1 K L C R 5 3 . 9 K Y 1 Y 2 Z 1 J 1 Z 2 R 7 5 1 0 R 6 3 . 9 K P 1 .0 1 P 1 .1 2 P 1 .2 3 P 1 .3 4 P 1 .4 5 P 1 .5 6 P 1 .6 7 P 1 .7 8 R S T 9 R X D 1 0 T X D 1 1 I N T 0 1 2 I N T 1 1 3 T 0 1 4 T 1 1 5 W R 1 6 R D 1 7 X T A L 21 8 X T A L 11 9 G N D 2 0 4 0 3 9 3 8 3 7

49、3 6 3 5 3 4 3 3 3 2 3 1 3 0 2 9 2 8 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 V C C 4 R U N F / T L 3 R U N B / T R 2 G N D 1 C O N 4 V C C P 0 .0 P 0 .1 P 0 .2 P 0 .3 P 0 .4 P 0 .5 P 0 .6 P 0 .7 E A A E L P S E N P 2 .7 P 2 .6 P 2 .5 P 2 .4 P 2 .3 P 2 .2 P 2 .1 P 2 .0 V C C + 5 R 3 1 0 K R 4 1 0 K R 1 1 R 1 2 R

50、1 4 Q 3 8 0 5 0 M + J 2 D 1 Q 5 4 0 0 7 8 0 5 0 M + M - 1 2 Q 4 8 0 5 0 M - D 2 4 0 0 7 C O N 2 Q 6 R 8 8 0 5 0 5 1 0 Q 2 8 5 5 0 4 1 2 5 L M 3 1 9 R 1 5 R 1 0 3 . 9 K S T 1 6 8 9 . 1 K R 9 3 . 9 K G N D BA T it le 附录二 电路 PCB 图 第第 1515 页页 附录三附录三 程序清单程序清单 RUNFRUNFEQUEQUP0.1P0.1 RUNBRUNBEQUEQUP0.0 ;P0

51、.0 ;驱动口设置驱动口设置 Y1Y1EQUEQUP2.7P2.7 Y2Y2EQUEQUP2.6P2.6 Z2Z2EQUEQUP2.4 ;P2.4 ;调整信号调整信号 TLTLEQUEQUP0.2 ;P0.2 ;左转调整口左转调整口 TRTREQUEQUP0.3 ;P0.3 ;右转调整口右转调整口 ZSZSEQUEQUP3.6 ;P3.6 ;停止指示灯停止指示灯 TLFTLFEQUEQUP0.5P0.5 TRFTRFEQUEQUP0.6P0.6 TRBTRBEQUEQUP0.7P0.7 CLKCLKBITBITP1.1P1.1 DATDATBITBITP1.0P1.0 PWMHPWMHDATA

52、 30HDATA 30H PWMLPWMLDATA 31HDATA 31H; ;脉宽调制设置脉宽调制设置 JSJSDATA 32HDATA 32H ; ;计数计数 YSYSDATA 33HDATA 33H; ;延时外层嵌套延时外层嵌套 TIMERTIMERDATADATA35H35H TEMPTEMPDATADATA 36H36H DISP_0DISP_0DATADATA37H37H DISP_1DISP_1DATADATA38H38H DISP_2DISP_2DATADATA39H39H DISP_3DISP_3DATADATA40H40H TH1_DTH1_DEQUEQU0FEH ;0FE

53、H ;定时器初始化设定值定时器初始化设定值 TL1_DTL1_DEQUEQU18H18H PWMH_DPWMH_DEQUEQU5 5; ;脉宽调整占空比脉宽调整占空比 PWML_DPWML_DEQUEQU1414 PWMH_DD EQUPWMH_DD EQU4 4 ;*;* ;*;*主程序主程序* ;*;* ORGORG0000H0000H AJMPAJMPSTARTSTART ORGORG000BH000BH LJMPLJMPCOUNTCOUNT ORGORG001BH001BH LJMPLJMPDRIVINGDRIVING; ;驱动中断驱动中断 ORGORG0030H0030H START

54、:START:MOVMOVTMOD,#16H ;T0TMOD,#16H ;T0 工作于模式工作于模式 2 2，T1T1 工作于模式工作于模式 1 1 MOVMOVTH1,#0FcHTH1,#0FcH 第第 1616 页页 MOVMOVTL1,#18HTL1,#18H MOVMOVTH0,#0FFHTH0,#0FFH MOVMOVTL0,#0FFH ;TL0,#0FFH ;设置设置 T0T0，T1T1 初值初值 SETBSETBET1ET1; ;开中断开中断 SETBSETBET0ET0 SETBSETBEAEA SETBSETBTR0TR0;T0;T0 开始计数开始计数 ; ;初始化初始化 B

55、C7281BC7281 MOVMOVTIMER,#50TIMER,#50 START_DELAY:START_DELAY: MOVMOVTIMER1,#225TIMER1,#225 DJNZDJNZTIMER1,$TIMER1,$ DJNZDJNZIMER,START_DELAYIMER,START_DELAY MOVMOVR7,#12HR7,#12H LCALLLCALLSEND_BYTESEND_BYTE MOVMOVR7,#0C8HR7,#0C8H LCALLLCALLSEND_BYTESEND_BYTE MOVMOVDISP_0,#0DISP_0,#0 MOVMOVDISP_1,#0D

56、ISP_1,#0 MOVMOVDISP_2,#0DISP_2,#0 MOVMOVDISP_3,#0DISP_3,#0 LCALLLCALLDISPDISP MOVMOVR7,#15HR7,#15H; ;显示第三位显示第三位 LCALLLCALLSEND_BYTESEND_BYTE MOVMOVA,DISP_2A,DISP_2 ANLANLA,#0FHA,#0FH ADDADDA,#20HA,#20H MOVMOVR7,AR7,A LCALLLCALLEND_BYTEEND_BYTE MOVMOVR7,#15HR7,#15H; ;显示第四位显示第四位 LCALLLCALLSEND_BYTESEN

57、D_BYTE MOVMOVA,DISP_3A,DISP_3 ANLANLA,#0FHA,#0FH ADDADDA,#30HA,#30H MOVMOVR7,AR7,A LCALLLCALLSEND_BYTESEND_BYTE ;BC7281;BC7281 初始化结束初始化结束 SETBSETBRUNFRUNF CLRCLRRUNBRUNB; ;初始化驱动端口初始化驱动端口 MOVMOVYS,#1YS,#1 ACALLACALLDELAYDELAY MOVMOVPWMH,#PWMH_DPWMH,#PWMH_D MOVMOVPWML,#PWML_D ;PWML,#PWML_D ;设置脉宽值设置脉宽值

58、 MOVMOVJS,#00HJS,#00H; ;设置计数值设置计数值 第第 1717 页页 SETBSETBTR1TR1;T1;T1 开始走时开始走时 ;*;* ;*;*循迹模块的程序循迹模块的程序* ;*;* XJ:XJ:; ;初始化，清转向标志初始化，清转向标志 MOVMOVA,P2A,P2; ;读入调整信号读入调整信号 ANLANLA,#0F0HA,#0F0H MOVMOVB,AB,A ANLANLA,#0A0HA,#0A0H CJNECJNEA,#0A0H,NEXT_XJA,#0A0H,NEXT_XJ SJMPSJMPSTOPSTOP NEXT_XJ:NEXT_XJ: MOVMOVA,BA,B ANLANLA,#50