单片机的智能婴儿车控制系统设计

引言
目录
一、 引言 1
（一） 智能婴儿车的发展背景 1
（二） 智能婴儿车的国内外发展现状 2
（三） 本文主要研究内容 2
1. 设计内容 2
2. 实现功能 3
二、 方案设计及元器件选择 4
（一） 智能婴儿车的方案设计 4
（二） AT89C51单片机简介 4
（三） LCD1602液晶显示器简介 5
（四） 有源蜂鸣器简介 5
（五） 直流电机简介 6
（六） 霍尔传感器简介 6
三、 系统硬件设计 8
（一） 单片机最小系统电路设计 8
1. 复位电路构建 8
2. 时钟电路构建 8
（二） 婴儿车显示电路设计 8
（三） 婴儿车报警电路设计 9
（四） 车轮驱动电路设计 10
（五） 车速检测电路设计 10
（六） 婴儿车参数设置电路设计 11
四、 系统软件设计 12
（一） 智能婴儿车的主程序流程设计 12
（二） 车轮驱动子程序设计 13
（三） 车速检测子程序设计 13
（四） 超速刹车子程序设计 14
五、 仿真系统设计 16
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
智能婴儿车的发展背景
通说所说的基于51单片机的智能婴儿车控制系统实际上就是指通过C语言或者其他较长使用的底层语言来编写代码，并通过编译器生成机器代码之后，下载到51单片机芯片后进行指令执行的一种系统，本课题研究的这种系统亦符合该特点，它在内部以51单片机最小系统作为重要部分，并且在外部模块上设计采集电路、传感电路、按键电路和液晶电路等，通过C51的操控，完成所有功能，这种智能婴儿车系统以C语言等最接近硬件的语言来完成对电路控制 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^ 
，可以以最大的效率执行各项功能。


图1 智能婴儿车产品
本课题将要设计的是用控制器来控制的一种智能婴儿车控制系统，通过对这类系统的突出特点和当前市场上最高端的款式做探究和分析后，制定出一种适合这次毕业设计来设计的系统，通过调研可以发现这类应用单片机芯片实现的智能婴儿车系统的效果普遍高于其他类型的智能婴儿车控制系统，这不仅体现在它的超高的性价比上，更在于系统所表现出来的功效等方面。目前市面上的智能婴儿车控制系统主要是以微处理器作为控制核心的，当然在工业控制领域也有采用CPLD或者PLC等控制器来实现的。很多有了对智能婴儿车系统多次设计经验的工程师不得不承认一个事实，现如今单片机市场呈现出的性能不断上升而价格持续下降趋势使得选用处理器芯片当作主控器件来构建智能婴儿车控制系统，是最为明智的选择，通过高性价比控制器来实现的智能婴儿车控制系统不仅符合当前比较流行的低功耗理念，更对增加系统的总体性价比具备尤为重要的意义。选用CPLD或者FPGA等可编程逻辑器件完成的系统具备运行速度快，适合处理逻辑功能复杂的系统，FPGA等芯片的管脚非常多，动辄上百个可供用户的IO管脚，并且每一个引脚都含有输入输出功能，与控制器的开发过程不同的是，该控制器采用自下而上的模块化设计方式来实现系统设计，研究人员在对智能婴儿车系统构建开始时第一步必须在心中构建出一副系统的整体蓝图，然后通过图形语言把各模块电路绘制出来，接着需要通过VHDL或者verilog语言对各模块进行时序功能设计，这种方法编写出来的系统尽管效果较为好，尽管如此，对于研究人员的入门要求特别高，另外verilog语言非常难学并且对于时序的操控也是一门特别不易掌握的问题，所以普及性上不如C语言，这就是引起目前以FPGA或CPLD模块作为核心的智能婴儿车控制系统不流行的一个主要原因。
智能婴儿车的国内外发展现状
经过对电子器件市场上现存的智能婴儿车控制系统进行了一次彻底调研之后能够得出一个结论，与之相关的无论是半成品模块还是完整产品，国产和进口之间的价格不在同一水平上，国产产品比进口产品的成本低好几个档次，通过现场询问和提供的参考资料查阅之后可以发现，在应用系统和很多的参数精度上，国产产品要比进口产品的性能低，可想在智能婴儿车系统的重点技术学会上，国内的生产厂家还没有走在时代的前列。通过对中国知网上的期刊文献进行查看，前段时间美国芝加哥大学一个与智能婴儿车系统相关的研究小组发布了一条公告，宣布他们最新发布了一款专门用做完成智能婴儿车控制系统进行数据采集的高性价比传感器件，这种型号的传感器集合了多种探头，通过这款传感器件的工作能够为系统提供多个上的采集数据并且通过传感器内部主控器的处理，将这些信号进行整合和提取，把底层数据中有效的数据提取出来送入到信息层并且通过高速SPI接口送出，这种型号的高性价比智能传感器的推出将标志着对于智能婴儿车系统的研究又取得了一大进步。
本文主要研究内容
本次论文主要对一款智能婴儿车控制系统进行了研究和设计，采用了AT89C51单片机来当作这个电子系统的主控器件并且结合其他的功能电路完成了其所有性能和功能，下列为本论文所要构建的内容和目标。
设计内容

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