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基于AT89S51单片机自动往返小车系统设计

更新时间:2010-2-23:  来源:毕业论文

基于AT89S51单片机自动往返小车系统设计
目    录
自动往返行驶小汽车的设计设计(摘要)  ……………………………………………3
第一章   自动往返行驶小汽车系统概述……………………………………………4
第二章   主要电路设计………………………………………………………………6
第三章   系统软件设计………………………………………………………………9
结  束  语  …………………………………………………………………………21
参考文献 …………………………………………………………………………… 22
自动往返行驶小汽车的设计      
【摘要】AT89S51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品,它的易用性和多功能性受到了广大电子爱好者的好评。这里要介绍的是用AT89S51单片机实现小汽车自动往返功能为目的,采用AT89S51单片机为控制核心,利用光电检测器检测道路上的标志,控制电动小汽车的正反向行驶,快慢速行驶,以及停车的位置,并可自动记录往返时间和距离,在显示完时间距离后将会自动播报整个行程所消耗的时间,以及行驶路程。整个系统的电路结构简单,可靠性高。实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的软硬件设计方法及测试结果分析。
【关键字】AT89S51单片机 光电检测器 继电器。
第一章    自动往返行驶小汽车系统概述
一、方案设计与论证
设计要求:1、采用AT89S51单片机,能实现在系统下载烧录功能;
2、小车能自动记录行驶时间及里程并能在车上显示。

本系统为典型的实时控制系统,易用单片机控制来实现,这里以AT89S51单片机为主控元件,提出两种设计方案。
1.方案一
  采用AT89S51单片机对小车的整个行驶过程进行实时监控,完成所有功能需要19个I/O口,由于AT89S51单片机提供32个I/O口,一片即可实现所有功能,这为设计过程提供了极大方便。其主要设计思想是:小车上安装一个光电检测器,利用单片机的IOB2外部中断判别光电检测器的结果来确定小车位置,安装一个霍尔元件利用单片机的IOB3外部中断判别轮胎转数的结果用以计算路程;利用单片机的IOA0-IOA3控制继电器选择小车的正、反向和加、减速行驶;AT89S51十辣位单片机提供了丰富的时基信源和时基中断,给设计带量的选择空间,并给设计者提供精确的时基计数,我将利用时基中断向量IRQ4的1024hz中断源实现定时和计时,为整个行程提供精确的时间显示。其加减速通过大功率电阻消耗功率来实现。这种方案可以使程序简单,易于控制。
2.方案二
  此方案也采用AT89S51十辣位单片机,与第一种方案不同之处在于利用单片机的IOB8 、IOB9产生控制调速的脉宽和控制小车的正、反行驶,用AT89S51十辣位单片机的TimeA和TimeB很容易实现脉宽调制,这大大加强了用脉宽调制控制加减速的可选性。
3.两种方案比较
控制部分方案一 、二中对电机的控制基本是相同的,都用继电器控制直流电动机的正反转,但方案二采用调节占空比实现电机的调速,而方案一直接采用消耗电阻的方式来控制加减速,脉宽调制控制加减速有它的好处,即控制电路速度选择可通过软件选择多种速度,但在实际应用中,由于各跑道摩擦力不同,在现场测试时并不好调节速度,而方案一在现场可直接调节速度,使用非常方便;再者,所谓脉宽调制也不能真正实现不消耗功率,因为单片机不能直接驱动电机,用三极管或光藕驱动时,在他们导通时就得消耗大量功率,而第一种方案在全速行驶时也无功率消耗,在整个行程中是以全速行驶为主;方案二要体现出匀速行驶,对脉冲频率要求高,相应地对继电器要求也较高,而第一种方案就无此忧虑。光电检测器的检测部分也是相同的,均采用中断的控制方式,使用一个光电检测器即能使准确确定小车行驶位置。如前所述,方案一比方案二有许多优点,最重要是因为可靠性强,调整简单,有把握在规定的时间内完成此题目。为此我们选用方案一来实现。796

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