智能小車控制系統的設計

摘要

隨著科技的發展，由微處理器和電子元件開發的智能玩具越來越受到消費者的青睞，相比較傳統玩具，智能玩具能更好的發展兒童的智力，想象力，甚至能通過人機交流的方式為孩子的生活增添歡樂，作為智能玩具的一個品種，智能小車可以實現自動尋跡，遙控操作等功能，本設計是由高性價比的C51控制器加上尋跡傳感器模塊和無線遙控接收模塊搭配而成，這是一種非常好的硬件設計方案，其優勢在于所用的器件成本較低，可靠性較高，若進行市場推廣，將會產生巨大的經濟和社會效益。

本文對智能小車概況做了闡述，并簡要說明了尋跡和遙控的基本原理。在硬件設計方面，本論文以ATMAL公司的 AT89S52單片機為控制核心，依靠光電對管傳感器采集黑線情況，設計小車的尋跡算法，另外使用了無線接收器接收遙控信號來控制小車的前進、后退、轉向等動作。軟件方面，利用C語言編寫小車的尋跡、遙控方案，設計出具有自動尋跡和無線控制功能的小車，小車能夠在鋪設的賽道上自動完成循黑線環繞一周，用戶通過無線遙控使小車在自動尋跡和無線控制兩種模式之間自由切換，本論文首先對系統的理論支持做了概述，然后對各模塊的硬件接口電路進行了闡述，最后闡述了自動尋跡和無線控制的軟件設計實現。

關鍵字：紅外尋跡，無線遙控，微控制器

ABSTRACT

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目錄

第一章 緒論5

1.1 課題研究背景5

1.2 尋跡控制介紹5

第二章 硬件模塊的論證與分析6

2.1 軌跡探測模塊設計與比較6

2.2 微控制器模塊論證與分析6

2.3 電機驅動模塊論證與分析7

2.4 電機選型的論證與分析7

2.5 車體部分論證與分析8

第三章 AT89S52單片機簡介9

3.1 AT89S52單片機詳細介紹9

3.1.1 微處理器9

3.1.2 數據存儲器9

3.1.3 程序存儲器9

3.1.4 中斷系統9

3.1.5 定時器/計數器9

3.1.6 串行口9

3.1.7  I/O 端口10

3.1.8 特殊功能寄存器10

3.2 最小應用系統設計10

3.2.1 時鐘電路11

3.2.2 復位電路11

第四章 硬件模塊詳述12

4.1 設計方案介紹12

4.2 尋跡模塊的設計與實現12

4.2.1 反射式紅外傳感器電路詳述12

4.2.2 紅外傳感器尋跡方法論述14

4.2.3 軌跡探測算法設計詳述15

4.3 電機驅動模塊的電路設計與實現18

4.4 電機驅動芯片介紹19

第五章 軟件流程圖的設計22

5.1 軟件設計思路22

5.2 軟件設計流程圖22

第六章 系統整體連線圖23

6.1 整體連線圖23

6.2 整體連線圖說明23

參考文獻...24

致謝.........26

畢業設計小結27

附錄A: 小車實物圖28

附錄B：程序29