AT89S52单片机的遥控汽车控制系统
AT89S52单片机的遥控汽车控制系统[20191223133454]
摘 要
随着电子技术的发展，遥控汽车已越来越普及，由于遥控汽车模型集中了电子、单片机、智能控制、机电一体化等多学科知识和技术而成为了人们的研究热点。
本系统采用AT89S52单片机作为主要控制芯片，PT2262、PT2272分别作为编解码芯片，对小车进行无线遥控使其做出相应动作。整个系统的硬件设计包括无线发射模块、无线接收模块、单片机、电源模块以及电机驱动模块。软件设计先确定整体的思路，再根据整个系统的工作情况对模块的程序算法进行优化，并确定其中的具体参数，完成整个系统的调试。结果使小车可以实现对应功能（前进、后退、左转、右转、加速、减速）。
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关键字:遥控系统PWM调速电动小车
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 遥控小车国内外的发展 1
1.3 本论文研究的内容 2
第二章 系统总体设计思路 3
2.1 系统实现功能 3
2.2 遥控汽车的方案设计及方案比较 3
第三章 硬件设计 6
3.1 硬件总体设计 6
3.2 各硬件模块电路设计 6
3.2.1 无线发射模块 6
3.2.2无线接收模块 9
3.2.3 电机驱动模块 11
3.2.4 电机的PWM调速 12
3.2.5 单片机的选择 13
第四章 软件设计 16
4.1 系统的软件设计 16
4.2 主程序 16
4.3 按键扫描子函数 17
4.4 调速子程序 18
第五章 实物结果 19
结束语 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
遥控是一种用来远距离控制机器的装置，能够实现遥控任务的全套设备就被称为遥控系统，既可传送离散的控制信息也可传送连续的控制信息。目前为止，遥控装置已经在我们日常生活中被广泛的应用，如现代工农业生产、科学研究、各类家用电器（遥控电视、遥控电扇、遥控灯）等,为人们提供了极大地便利，随着科技的发展遥控装置只会越来越普及。
其实在20世纪30年代的时候，无线电遥控技术就已经可以用来预测天气的变化了，而且史上第一部无线电测候仪研发成功，可将测量到的空中的湿度、大气压力和温度等参量通过无线电波传送到地面。在技术方面，由电子管组装而成的遥控装置发展成了晶体化的单通道遥控装置，并且之后陆续出现了多通道晶体管化遥控设备、集成电路、大规模超大规模集成电路，使遥控技术得到一次又一次的飞跃。
遥控车的出现带给了人们极大地便利，减少了工作中带来的危险，而且无线遥控车具有体积小、成本低的优点，与此同时它还有一定的可发展性：假如在车上安装摄像头，那么它完全能够完成自动寻找路线的任务，这样小车也就实现自动寻路功能；如果想要小车具有数据采集功能可以给小车安装合适的传感器。基于多种优点，遥控车的发展正逐渐扩大化[2]。
而在我国20世纪70年代末遥控车的研究得到了明显的发展，80年代开始大范围的对遥控小车进行研究，由于其在军事、防爆、反恐等危险与恶劣环境作业中有着广阔的应用前景，使其成为热点研究项目[1]。
1.2 遥控小车国内外的发展
在2005年卡内基梅隆大学与美国国防工业生产的角斗士[3]，是一类无线远程控制的无人地面车辆，可自动监测和搜索。
2006年斯洛伐克开发的“天蝎座”无线遥控机器人汽车——较容易识别简易的爆炸装置。同一年为了要确保飞机着陆的安全，我国机场有关方面组织的专家成功开发了无人驾驶遥控驱鸟车，开展了一条利用高科技驱鸟的新途径。它经过远程控制，可以实现变速，在1公里内从机场南端到北端来回行驶，并且具有承担重复强度大，整天使用，自动化程度高的优点。
2007年八月，法国ECA研发的“INBOT”微型无人驾驶车辆，车辆允许通过手提电脑或连接操纵杆的个人电脑进行设置，虽然不引人瞩目，但被认为在炸毁物处理或战术勘察方面很有发展前景。
2010年6月，气动遥控消防小车诞生，该设计由武汉科技大学机械工程学院完成，此车的运动动力都以气动为主，然后再由手持遥控器发出遥控命令，小车在各个部分的协调配合下，完全可以在状况十分复杂与危险的环境下开展救灾作业，代替消防人员执行作业，可以确保消防人员的自身安全。除此之外该设计不仅节约能源还减少废气的排放，有利于绿色环保，其应用价值比较好，具有高的市场利用价值。
2010年十一月伊始，江苏省科技创新协会（Jiangsu Association of Science & Technology Innovation，JASTI）在中国开展了第一届遥控小车比赛。协会成员彼此通力合作，查阅各种有关资料，一切从头开始。几个月后，队员经过努力生产出前后左右都可以运行的遥控汽车。
2011年德国与瑞士联手创办的“地雷狼”(Minewolf)系统公司发布了最新的中型“地雷狼”MW330扫雷车[4]。此小车不仅可以选择人员操作还能采用远程遥控方式,甚至在操作模式中可以抵御重型反坦克地雷的攻击。
2011年五月，两个西班牙加泰罗尼亚理工学院的亚历克斯洛维特和哈维尔·萨卢埃尼亚的学生通过研究，创建了世界上第一个用苏打罐头作为燃料的无线遥控车。
1.3 本设计研究的内容
本设计主要内容是设计一款遥控汽车控制系统，具有可以遥控小车的前进、后退、左转、右转、加速和减速等六个功能。
主要工作包括：
（1）分析小车功能，确定本设计的总体方案设计。
（2）确定各模块硬件电路，主要包括发射模块、电源模块、单片机、接收模块和电机驱动。其中发射模块主要是编码电路，接收模块主要是解码电路。
（3）软件总体方案设计
（4）完成实物的调试。
第二章 系统总体设计思路
2.1 系统实现功能
本遥控系统的主要功能是实现小车的前进、后退、向左、向右、加速、减速等功能，当按下方向键时，小车开始准备运动，随后当按下遥控器上的任意一个速度功能键时，小车可按照相应的速度做出相应的动作，再按下任意一个方向键时，小车停止运动。
2.2 遥控汽车的方案设计及方案比较
遥控汽车控制方案目前被广泛采取的大致分为三种，分别为：有线遥控、无线遥控、红外遥控。
方案一：有线遥控
有线遥控汽车的远程控制端和接收控制终端是直接联系起来的，简单来说就是直接将遥控器和接收控制端用导线相连，具体的连线原理为：电池输出的正负极(+、-)，在上面的左边和右边的两块铁之间，留下了一个空间，在中间连接两块铁（上或者下选择一个方向），这两块铁是连接汽车马达两个极地的，然后这两个铁被压在一个方向（左或选择右侧），然后连接到顶部的杠杆，这相当于正极和负极的两个输入杆在两个固定的方向，但在一个极性(正面或负面)有两块铁片(输出)接触,剩下那一边则没有极性。两个铁皮又与发动机连接起来，所以只要控制杆按下其中的铁的输出，然后铁片的两个输出就会有正常的正负极输出，就算是两个控制按钮同时按下去，也只是相当于按下有铁片的那一端，从而也就不会发生短路现象[5]。
方案二：无线遥控
无线遥控汽车的遥控方式是将远程控制器通过无线电波给接收控制端传送控制信息，完整的无线遥控电路的组成部分有发射部分和接收部分，无线发射部分一般由一个高频载波振荡器和一个低频振荡器组成[5]。下图为简单的无线遥控系统：
图2.1 简易无线遥控系统
方案三：红外遥控
红外遥控系统因为其方便发送和接收，且结构简单，成本低，可靠性高的特点，已被广泛应用。其本质是一种应用形式，用来传输红外信息。红外传输可以分为两类：一类为数据的传输；另一类则是控制信息的传输。由红外遥控发射设备、红外接收设备、遥控微处理器组成了红外线遥控系统[5]。
发射和接收两个部分共同组成通用红外遥控系统，控制操作由编解码专用集成电路芯片来进行的。编码调制、键盘矩阵、LED红外发送器等组成发射部分，光、电转换放大器、解码器电路、解调组成接收部分。如下图所示：
图2.2 红外遥控系统示意图
总体方案比较
方案一：容易在技术上实现并且它的成本比较低，但是由于远程控制端和接收控制端采取连线方式，存在很多缺点比如说：连线的打结、连线缠绕、连接不良等，最重要的是遥控的距离受连线的长度限制。
摘 要
随着电子技术的发展，遥控汽车已越来越普及，由于遥控汽车模型集中了电子、单片机、智能控制、机电一体化等多学科知识和技术而成为了人们的研究热点。
本系统采用AT89S52单片机作为主要控制芯片，PT2262、PT2272分别作为编解码芯片，对小车进行无线遥控使其做出相应动作。整个系统的硬件设计包括无线发射模块、无线接收模块、单片机、电源模块以及电机驱动模块。软件设计先确定整体的思路，再根据整个系统的工作情况对模块的程序算法进行优化，并确定其中的具体参数，完成整个系统的调试。结果使小车可以实现对应功能（前进、后退、左转、右转、加速、减速）。
查看完整论文请+Q: 3519,1607,2
关键字:遥控系统PWM调速电动小车
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 遥控小车国内外的发展 1
1.3 本论文研究的内容 2
第二章 系统总体设计思路 3
2.1 系统实现功能 3
2.2 遥控汽车的方案设计及方案比较 3
第三章 硬件设计 6
3.1 硬件总体设计 6
3.2 各硬件模块电路设计 6
3.2.1 无线发射模块 6
3.2.2无线接收模块 9
3.2.3 电机驱动模块 11
3.2.4 电机的PWM调速 12
3.2.5 单片机的选择 13
第四章 软件设计 16
4.1 系统的软件设计 16
4.2 主程序 16
4.3 按键扫描子函数 17
4.4 调速子程序 18
第五章 实物结果 19
结束语 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
遥控是一种用来远距离控制机器的装置，能够实现遥控任务的全套设备就被称为遥控系统，既可传送离散的控制信息也可传送连续的控制信息。目前为止，遥控装置已经在我们日常生活中被广泛的应用，如现代工农业生产、科学研究、各类家用电器（遥控电视、遥控电扇、遥控灯）等,为人们提供了极大地便利，随着科技的发展遥控装置只会越来越普及。
其实在20世纪30年代的时候，无线电遥控技术就已经可以用来预测天气的变化了，而且史上第一部无线电测候仪研发成功，可将测量到的空中的湿度、大气压力和温度等参量通过无线电波传送到地面。在技术方面，由电子管组装而成的遥控装置发展成了晶体化的单通道遥控装置，并且之后陆续出现了多通道晶体管化遥控设备、集成电路、大规模超大规模集成电路，使遥控技术得到一次又一次的飞跃。
遥控车的出现带给了人们极大地便利，减少了工作中带来的危险，而且无线遥控车具有体积小、成本低的优点，与此同时它还有一定的可发展性：假如在车上安装摄像头，那么它完全能够完成自动寻找路线的任务，这样小车也就实现自动寻路功能；如果想要小车具有数据采集功能可以给小车安装合适的传感器。基于多种优点，遥控车的发展正逐渐扩大化[2]。
而在我国20世纪70年代末遥控车的研究得到了明显的发展，80年代开始大范围的对遥控小车进行研究，由于其在军事、防爆、反恐等危险与恶劣环境作业中有着广阔的应用前景，使其成为热点研究项目[1]。
1.2 遥控小车国内外的发展
在2005年卡内基梅隆大学与美国国防工业生产的角斗士[3]，是一类无线远程控制的无人地面车辆，可自动监测和搜索。
2006年斯洛伐克开发的“天蝎座”无线遥控机器人汽车——较容易识别简易的爆炸装置。同一年为了要确保飞机着陆的安全，我国机场有关方面组织的专家成功开发了无人驾驶遥控驱鸟车，开展了一条利用高科技驱鸟的新途径。它经过远程控制，可以实现变速，在1公里内从机场南端到北端来回行驶，并且具有承担重复强度大，整天使用，自动化程度高的优点。
2007年八月，法国ECA研发的“INBOT”微型无人驾驶车辆，车辆允许通过手提电脑或连接操纵杆的个人电脑进行设置，虽然不引人瞩目，但被认为在炸毁物处理或战术勘察方面很有发展前景。
2010年6月，气动遥控消防小车诞生，该设计由武汉科技大学机械工程学院完成，此车的运动动力都以气动为主，然后再由手持遥控器发出遥控命令，小车在各个部分的协调配合下，完全可以在状况十分复杂与危险的环境下开展救灾作业，代替消防人员执行作业，可以确保消防人员的自身安全。除此之外该设计不仅节约能源还减少废气的排放，有利于绿色环保，其应用价值比较好，具有高的市场利用价值。
2010年十一月伊始，江苏省科技创新协会（Jiangsu Association of Science & Technology Innovation，JASTI）在中国开展了第一届遥控小车比赛。协会成员彼此通力合作，查阅各种有关资料，一切从头开始。几个月后，队员经过努力生产出前后左右都可以运行的遥控汽车。
2011年德国与瑞士联手创办的“地雷狼”(Minewolf)系统公司发布了最新的中型“地雷狼”MW330扫雷车[4]。此小车不仅可以选择人员操作还能采用远程遥控方式,甚至在操作模式中可以抵御重型反坦克地雷的攻击。
2011年五月，两个西班牙加泰罗尼亚理工学院的亚历克斯洛维特和哈维尔·萨卢埃尼亚的学生通过研究，创建了世界上第一个用苏打罐头作为燃料的无线遥控车。
1.3 本设计研究的内容
本设计主要内容是设计一款遥控汽车控制系统，具有可以遥控小车的前进、后退、左转、右转、加速和减速等六个功能。
主要工作包括：
（1）分析小车功能，确定本设计的总体方案设计。
（2）确定各模块硬件电路，主要包括发射模块、电源模块、单片机、接收模块和电机驱动。其中发射模块主要是编码电路，接收模块主要是解码电路。
（3）软件总体方案设计
（4）完成实物的调试。
第二章 系统总体设计思路
2.1 系统实现功能
本遥控系统的主要功能是实现小车的前进、后退、向左、向右、加速、减速等功能，当按下方向键时，小车开始准备运动，随后当按下遥控器上的任意一个速度功能键时，小车可按照相应的速度做出相应的动作，再按下任意一个方向键时，小车停止运动。
2.2 遥控汽车的方案设计及方案比较
遥控汽车控制方案目前被广泛采取的大致分为三种，分别为：有线遥控、无线遥控、红外遥控。
方案一：有线遥控
有线遥控汽车的远程控制端和接收控制终端是直接联系起来的，简单来说就是直接将遥控器和接收控制端用导线相连，具体的连线原理为：电池输出的正负极(+、-)，在上面的左边和右边的两块铁之间，留下了一个空间，在中间连接两块铁（上或者下选择一个方向），这两块铁是连接汽车马达两个极地的，然后这两个铁被压在一个方向（左或选择右侧），然后连接到顶部的杠杆，这相当于正极和负极的两个输入杆在两个固定的方向，但在一个极性(正面或负面)有两块铁片(输出)接触,剩下那一边则没有极性。两个铁皮又与发动机连接起来，所以只要控制杆按下其中的铁的输出，然后铁片的两个输出就会有正常的正负极输出，就算是两个控制按钮同时按下去，也只是相当于按下有铁片的那一端，从而也就不会发生短路现象[5]。
方案二：无线遥控
无线遥控汽车的遥控方式是将远程控制器通过无线电波给接收控制端传送控制信息，完整的无线遥控电路的组成部分有发射部分和接收部分，无线发射部分一般由一个高频载波振荡器和一个低频振荡器组成[5]。下图为简单的无线遥控系统：
图2.1 简易无线遥控系统
方案三：红外遥控
红外遥控系统因为其方便发送和接收，且结构简单，成本低，可靠性高的特点，已被广泛应用。其本质是一种应用形式，用来传输红外信息。红外传输可以分为两类：一类为数据的传输；另一类则是控制信息的传输。由红外遥控发射设备、红外接收设备、遥控微处理器组成了红外线遥控系统[5]。
发射和接收两个部分共同组成通用红外遥控系统，控制操作由编解码专用集成电路芯片来进行的。编码调制、键盘矩阵、LED红外发送器等组成发射部分，光、电转换放大器、解码器电路、解调组成接收部分。如下图所示：
图2.2 红外遥控系统示意图
总体方案比较
方案一：容易在技术上实现并且它的成本比较低，但是由于远程控制端和接收控制端采取连线方式，存在很多缺点比如说：连线的打结、连线缠绕、连接不良等，最重要的是遥控的距离受连线的长度限制。
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