AT89C51单片机的电动小汽车
AT89C51单片机的电动小汽车[20200128191839]
【摘要】本课程设计是以AT89C51单片机为核心的控制电路采用模块化的设计方案运用光电传感器，超声波传感器组成不同的检测电路实现小车在行驶中自动寻迹。运行时小车的测量数据传送至单片机进行处理然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制。设计的具体思路是反射式红外光电传感器检测黑线然后将信号传送到单片机系统进行处理使小车沿轨道自主行走，此系统比较灵活采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分使系统硬件简洁化各类功能易于实现具有高度的智能化、人性化一定程度体现了智能，能满足系统的要求。
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关键字:】AT89C2051、智能电动小车、寻迹、PWM。
前言 1
一 、系统总体设计思路方案 1
（一）寻迹小车总体概况： 1
（二）小车寻迹的原理 2
（三）元件选择 3
（四）系统结构框图 3
二、 硬件电路设计 4
（一）AT89C51介绍 4
（二）传感器检测电路的设计 5
（三）驱动电路L298N的设计 6
（四）电机驱动电路设计 7
（五）寻迹系统电路 9
三 、软件设计 9
（一）软件设计思路 9
（二）软件设计流程图 9
五、系统的安装与调试 17
（一）硬件系统的安装 17
（二）硬件实物图 17
（三）硬件系统的调试 18
六、总结 18
致谢 19
附录1 基于AT89C51小车寻迹系统的设计整体原理图 21
附录2 基于AT89C51小车寻迹系统的软件程序 22
附录3 实物图 27
前言
智能作为现代的新发明是以后的发展方向它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作不需要人为的管理可应用于科学勘探等用途。智能电动小车就是其中的一个体现，各种智能化小车市场玩具中也占一个很大的比例。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化传统玩具的市场比重正在逐步缩减。
本次课题准备设计一种能够采集传感器信号、智能分析外部环境以及路径信息，自动实现方向控制智能小车。为使智能车反应更为快速，该车使用AT89C51单片机和传感器系统，占地方小，优良的实时性能等特点。利用红外探测来实现小车的寻迹功能，底盘前沿固定上红外光电传感器，利用它的不同颜色物体表面具有不同的反射性质的特征，在小车行驶的时候不断地向地面发射红外光，单片机根据是否收到反射回来的红外光来确定黑线的位置以及小车的行走路线。
当设计完成后，要求达到一个能在一定的弧度范围内，并利用小车的底盘、左右轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹。本次设计研究的小车寻迹系统的主要内容，是一种基于AT89C51单片机的小车寻迹系统。 其硬件电路设计包括四部分由：电源电路，AT89C51单片机，电机驱动电路，寻迹传感器。
一 、系统总体设计思路方案
（一）寻迹小车总体概况：
智能寻迹小车的整个电路系统分为检测、控制、驱动三个方面。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过反相器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。
1.概况
小车是以AT89C51通过I/O口检测信号，输出信号到L298N驱动芯片，驱动左右两个直流电机控制车的前进、停止、左转、右转，并在左右两边分别装两个发光二极管，左转时左边灯亮，右转时右边灯亮，车子转弯和灯亮就达到了一个同步。检测路面信号为两组红外发射和接收管，两组红外发射和接收管同时对路面的黑色轨迹进行检测，当检测到黑色线时就发出低电平信号给单片机表明车子开歪了，单片机接收到信号就调用相应的程序来调节车子左右两个电机的转速，最终控制小车的方向；当四个传感器都没检测到黑色线时，输出高电平信号给单片机，表明车子正常在路面上行驶。该智能寻迹小车在没有人为干预的情况下，通过传感器对路面信号的检测，送给单片机再驱动电机的这样一个过程，能够自主运行，稳定的跟踪黑色轨迹。达到一个无需人为去控制的行驶过程。
2.总体结构图
制作的小车是一个简易的小车寻迹电路系统，能够平稳的跟踪路面上的黑色轨迹。寻迹小车的外部总体框架结构图如图1-1所示，一个非常简易的小车结构图。
图1-1 寻迹小车结构图
（二）小车寻迹的原理
本次设计的寻迹是指小车在白色纸上寻着黑线行走，采用了四个传感器，利用红外探测法来检测黑色轨迹。红外传感器工作时是利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中，它会不断地向地面发射红外光，当四个传感器的其中一个发出的红外光遇到白纸上的黑线时，那么红外光就被吸收，小车上的红外对管的接收管就接收不到红外光即输出为1，但是由于单片机本身的处理问题，单片机上电时I/O口为高电平1，所以在红外对管外接了一个非门或者是比较器，检测到黑线时单片机的信号应该是为低电平，再将信号送给电机驱动芯片驱动电机控制左右两个轮子的转速，最终使车子在正确的轨道上行驶；当四个传感器都没有检测到黑线时，红外光是被反射的，小车上的红外对管的接收管就接收到红外光即输出为低电平0，通过非门处理后，送到单片机的信号为高电平信号，表明车子是正常开的，并没有开歪。单片机就是通过是否能接收到反射回来的红外光来调整小车的行走路径。设计关键是传感器的安装，传感器的探测距离是有限的，一般在离地面8-15mm处，超过这个距离的话，红外光会散开来，接收管无法正常收到路面信号。
小车进行速度调整的时候是通过单片机的PWM控制口对电机进行转速的控制。通
【摘要】本课程设计是以AT89C51单片机为核心的控制电路采用模块化的设计方案运用光电传感器，超声波传感器组成不同的检测电路实现小车在行驶中自动寻迹。运行时小车的测量数据传送至单片机进行处理然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制。设计的具体思路是反射式红外光电传感器检测黑线然后将信号传送到单片机系统进行处理使小车沿轨道自主行走，此系统比较灵活采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分使系统硬件简洁化各类功能易于实现具有高度的智能化、人性化一定程度体现了智能，能满足系统的要求。
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关键字:】AT89C2051、智能电动小车、寻迹、PWM。
前言 1
一 、系统总体设计思路方案 1
（一）寻迹小车总体概况： 1
（二）小车寻迹的原理 2
（三）元件选择 3
（四）系统结构框图 3
二、 硬件电路设计 4
（一）AT89C51介绍 4
（二）传感器检测电路的设计 5
（三）驱动电路L298N的设计 6
（四）电机驱动电路设计 7
（五）寻迹系统电路 9
三 、软件设计 9
（一）软件设计思路 9
（二）软件设计流程图 9
五、系统的安装与调试 17
（一）硬件系统的安装 17
（二）硬件实物图 17
（三）硬件系统的调试 18
六、总结 18
致谢 19
附录1 基于AT89C51小车寻迹系统的设计整体原理图 21
附录2 基于AT89C51小车寻迹系统的软件程序 22
附录3 实物图 27
前言
智能作为现代的新发明是以后的发展方向它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作不需要人为的管理可应用于科学勘探等用途。智能电动小车就是其中的一个体现，各种智能化小车市场玩具中也占一个很大的比例。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化传统玩具的市场比重正在逐步缩减。
本次课题准备设计一种能够采集传感器信号、智能分析外部环境以及路径信息，自动实现方向控制智能小车。为使智能车反应更为快速，该车使用AT89C51单片机和传感器系统，占地方小，优良的实时性能等特点。利用红外探测来实现小车的寻迹功能，底盘前沿固定上红外光电传感器，利用它的不同颜色物体表面具有不同的反射性质的特征，在小车行驶的时候不断地向地面发射红外光，单片机根据是否收到反射回来的红外光来确定黑线的位置以及小车的行走路线。
当设计完成后，要求达到一个能在一定的弧度范围内，并利用小车的底盘、左右轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹。本次设计研究的小车寻迹系统的主要内容，是一种基于AT89C51单片机的小车寻迹系统。 其硬件电路设计包括四部分由：电源电路，AT89C51单片机，电机驱动电路，寻迹传感器。
一 、系统总体设计思路方案
（一）寻迹小车总体概况：
智能寻迹小车的整个电路系统分为检测、控制、驱动三个方面。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过反相器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。
1.概况
小车是以AT89C51通过I/O口检测信号，输出信号到L298N驱动芯片，驱动左右两个直流电机控制车的前进、停止、左转、右转，并在左右两边分别装两个发光二极管，左转时左边灯亮，右转时右边灯亮，车子转弯和灯亮就达到了一个同步。检测路面信号为两组红外发射和接收管，两组红外发射和接收管同时对路面的黑色轨迹进行检测，当检测到黑色线时就发出低电平信号给单片机表明车子开歪了，单片机接收到信号就调用相应的程序来调节车子左右两个电机的转速，最终控制小车的方向；当四个传感器都没检测到黑色线时，输出高电平信号给单片机，表明车子正常在路面上行驶。该智能寻迹小车在没有人为干预的情况下，通过传感器对路面信号的检测，送给单片机再驱动电机的这样一个过程，能够自主运行，稳定的跟踪黑色轨迹。达到一个无需人为去控制的行驶过程。
2.总体结构图
制作的小车是一个简易的小车寻迹电路系统，能够平稳的跟踪路面上的黑色轨迹。寻迹小车的外部总体框架结构图如图1-1所示，一个非常简易的小车结构图。
图1-1 寻迹小车结构图
（二）小车寻迹的原理
本次设计的寻迹是指小车在白色纸上寻着黑线行走，采用了四个传感器，利用红外探测法来检测黑色轨迹。红外传感器工作时是利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中，它会不断地向地面发射红外光，当四个传感器的其中一个发出的红外光遇到白纸上的黑线时，那么红外光就被吸收，小车上的红外对管的接收管就接收不到红外光即输出为1，但是由于单片机本身的处理问题，单片机上电时I/O口为高电平1，所以在红外对管外接了一个非门或者是比较器，检测到黑线时单片机的信号应该是为低电平，再将信号送给电机驱动芯片驱动电机控制左右两个轮子的转速，最终使车子在正确的轨道上行驶；当四个传感器都没有检测到黑线时，红外光是被反射的，小车上的红外对管的接收管就接收到红外光即输出为低电平0，通过非门处理后，送到单片机的信号为高电平信号，表明车子是正常开的，并没有开歪。单片机就是通过是否能接收到反射回来的红外光来调整小车的行走路径。设计关键是传感器的安装，传感器的探测距离是有限的，一般在离地面8-15mm处，超过这个距离的话，红外光会散开来，接收管无法正常收到路面信号。
小车进行速度调整的时候是通过单片机的PWM控制口对电机进行转速的控制。通
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