51單片機的智能小車控制系統中的應用研究

索健章 陳宇豪 黃文萊 陳志偉 尹昭恒

摘要：自單片機問世以來，已廣泛應用于各個行業。當今社會，幾乎所有的電子產品都會使用單片機的集成芯片。51單片機是一款八位單片機，其易用性和通用性受到了廣泛用戶的好評?；谄潴w積小、功耗低、成本低，工作可靠性強。根據這些特點，特別適合控制相關系統。本設計采用STC89C52RC微控制器作為車身的主要核心控制芯片。操作說明的無線傳輸。光電門用于監控小車驅動輪的轉速。從而用PWM動態調節和控制小車的速度和方向。本設計主要實現了以下功能：前進后退、左轉右轉、黑線追蹤、避障、紅外遙控、車速調節。

關鍵字：51單片機;智能小車 ;可管理;STC89C52RC

一、引言

51單片機是對所有兼容Intel8031指令系統的單片機的統稱。該系列單片機的始祖是Intel的8004單片機，后來隨著Flash rom技術的發展，8004 單片機取得了長足的進展，成為應用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應用于工業測控系統之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今后很長的一段時間內將占有大量市場。51單片機是基礎入門的一個單片機，還是應用最廣泛的一種。需要注意的是51系列的單片機一般不具備自編程能力。

智能遙控小車的研究現狀最早應用于美國工業，是因為它具有極大的便捷性和智能性。讓它被政府認可。在相關技術和政策的支持下，各主要工業國在智能無線遙控方面都有一定的優勢。因此，未來智能汽車的應用將無處不在。在這種設計中，智能汽車由兩個輪子驅動。C52RC芯片是控制的核心部分，而DC電機主要是L298N集成電路。借助單片機產生的脈寬調制信號，控制電機轉速，進而調節轉速。實現了紅外避障。在此基礎上，連接紅外控制。單片機解碼后，自動選擇汽車功能。這種設計結構被簡化了。相對容易實現。但它高度智能化和人性化。某種程度上體現了智能屬性。

二、系統總體結構及原理

本設計是一款基于單片機的智能小車。整個小車系統主要由硬件系統和軟件系統兩部分組成。無線遙控小車的整體結構圖如圖1所示。本設計系統主要集中在以STC89C52RC為核心的單片機上。利用T0定時器的中斷方式，形成更精確的脈沖波，驅動發動機L298N芯片，精確控制發動機轉速。PT2262的編解碼芯片用于無線傳輸和操作：車身移動平臺上的單片機接收到相應的命令后，控制命令改變發動機的PWM脈沖波形。并調整車輛的當前運行狀態。

三、硬件設計

在小車設計的硬件模塊中單片機采用的是51系列作為控制的核心處理器。這里主要是以STC89C52RC作為主要控制芯片，它兼容51的全部功能并且功能更加優化。單片機最小系統由外圍信號I/0口組成的，包括電源、CPU時序電路、復位電路。在這三個模塊的基礎.上，單片機就能夠正常的工作。設計系統中，時鐘晶振電路模塊采用的工作方式是內部時鐘的工作方式，是通過利用芯片內部的實時震蕩諧振電路模塊來進行實現。本設計的主要核心硬件模塊是紅外避障和尋跡功能模塊。紅外避障模塊與紅外尋跡模塊分別如圖2、3所示。將第一個RPR0/IN1與M34中的第九個引腳相連接起來，紅外發光二極管分別接P3.2. P3.3.P3.4和P3.5引腳，通過比較LM34芯片，我們知道可以通過接受管電壓與設置的參考電壓值進行比較，之后得到顯影電平的輸出。小車跳轉到尋跡模式后。對應的單片機就開始進行工作。進行不停的對I/O口進行掃描。直到檢測到某一個I/O有信號輸出時，首先要做出判斷是哪一個探測器對黑線進行的探測以及得到的結果，若是左邊的探測器探測到.的信號。對應的也就是左邊的車身把白線壓到了。那么此時就要對.小車做出右轉的命令使其右轉：同樣的道理。如果是右邊的探測器探測到的信號，也就意味著小車右邊壓上了黑線。此時小車就應該向左偏離運行軌跡，做出靠左的反應。經過這樣的調整過后。小車.是還要進行前行的動作。小車不斷循環往復地重復以上動作。從而達到在方向上對小車進行控制。

四、總結

本設計以單片機為控制核心，結合尋跡電路、無線遙控電路、電機驅動電路和紅外避障電路實現小車的行駛，自動循跡，避障，紅外遙控，車速調節等功能?；就瓿筛黜椫笜耍瑢崿F小車的智能化行駛。系統是通過軟硬結合的方式，得到硬件檢測信號后輸入單片機各個對應的I/0接口，通過匯編程序控制過程，小車由遙控啟動后，自動尋跡，并不斷檢測遙控、避障和語音信號，只要得到其中任何種信號都將轉入它們對應的功能模塊，實現有效控制。此次設計的知識面比較廣范，能把我們所學的知識都聯系起來，也是一次理論聯系實際的訓練，能夠使我們的知識掌握更牢，并能提升我們分析問題，解決問題的能力。

參考文獻：

[1]劉雪飛.李萬敏.基于51單片機的智能小車控制系統設計與制作[J].2020

[2]張鑫.單片機原理及應用（第4版）