基于AT89C52单片机控制的智能玩具车运动设计.doc

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基于AT89C52控制的智能玩具车的设计

摘要：

本文介绍了一种智能遥控器的汽车，它使用单片机AT89C52为核心控制器，并使用L298N驱动直流电动机。

驱动系统有众多功能，诸如远程控制，自动避障与追踪，LCD显示器的速度及里程显示功能，除此之外它还具有高速度数据传输，低成本，可扩展，强大的稳定等优点，所以很适合作为消费性的电子产品。

关键词，遥控车；AT89C52单片机；液晶显示器；避障与追踪；

一导言

随着通信技术，检测技术和微电子技术的飞速发展，嵌入式技术也得到了长足的发展，并得到了更多，更全面的应用。

作为一个高效的嵌入式微控制器单元，具有成本低，功耗低，体积小，灵活的控制，AT89C51的能够适应复杂的过程控制。

二系统结构及工作原理

汽车底盘是四轮结构并使用前置的两个轮子作为支持轮，并且其中的每一个驱动轮都是由独立的一个直流电机驱动的。

由矩阵键盘来实现按钮的远程遥控。

可实现多种功能的前进，后退，左，右转向，加速，减速，停止等，此外，它还能避开障碍物，进行实时跟踪自动运行，并显示在液晶显示屏上的瞬时速度值和道路里程。

图1智能小车的系统总图

系统结构可以被描述为1中的两个图层。

事实上，主控制器是一种遥控装置，它是包括微控制器AT89C52单片机，具有无线收发器的nRF401，矩阵键盘和液晶屏组成。

首先AT89C52单片机得到了关键代码，并通过串口发送到nRF401里。

同时，它可以等待着从另一个终端显示瞬时速度，公路通车里程数据。

nRF401负责的关键代码调制的射频信号,将被发送到另一个终端。

从控制器主要由AT89C52单片机；nRF401；L298驱动控制器；在车身上安装了超声换能器和红外发光二极管。

nRF401从主控制器收到控制代码之后将其通过一个串口发送到AT89C52上。

AT89C52单片机将控制L298驱动两个直流电动机并输出调节过的PWM信号来控制电机的速度。

此外，AT89C52将通过定期的检测红外接收管的周期性输出脉冲来计算电机的速度和探测汽车周围屏障的位置，实现避障，并利用超声换能器实现跟踪。

三。

硬件设计体系中的重要组成部分

A．部分主机控制器

图2是单片机AT89C52。

图2微处理器AT89C52

AT89C52单片机是一种低功耗，8位的高性能CMOS具有8K字节的可编程闪存和可擦除只读存储器（PEROM）的微型计算机。

该设备是生产商采用Atmel的高密度非易失性内存技术，并与业界标准的80C51和80C52片机的指令集和引脚兼容。

片机允许由闪存程序存储器或由传统的非易失性内存来更改系统中的程序。

由于将通用的8位CPU和闪存集合在了一个芯片上，Atmel的AT89C52的是一个强大的微型计算机，它为许多嵌入式控制应用提供了一个高度灵活和具成本效益的解决方案。

*图3是nRF401的无线收发模块。

图3nRF401无线收发模块

本nRF401是一个真正的单芯片UHF收发器，它工作在433MHz的ISM频段。

具有FSK调制和解调的功能。

该工作在比特率高达20kbit/s。

发射功率可以调整到最大为10dBm。

天线接口各不相同，而本芯片适合低成本的PCB天线。

nRF401具有待机模式的功能，从而使节电功能更加的方便和高效。

nRF401芯片只能工作在3〜5V之间的直流电源的环境之中。

*图4为矩阵键盘。

图4矩阵键盘

*液晶显示电路在图5中。

主机控制器使用SMC1602A作为其液晶显示屏，显示容量为16×2字符，芯片电压为4.5〜5.5V。

图5液晶显示控制器

B从控制器的组成部分

*AT89C52单片机

*图6中的是L298电机驱动电路。

该L298是一种高电压，大电流全桥驱动器设计，以便能接受标准TTL逻辑电平驱动器，如继电器，电磁铁，直流电动机和电感性负载。

两个这种装置能输入提供启用或独立于输入信号。

每座​​桥的晶体管的发射极下连接在一起，而且相应的外部终端可为一个外部感应电阻器连接。

一个额外的电源输入的提供确保逻辑运算能在较低的电压持续工作。

*图7中的红外发光二极管电路。

两对红外管分别安装在两个后轮上，红外管的输出脉冲经历了或门（74LS32）后连接至AT89C52的pin1.0端口。

随着分别由T2计算出的输出脉冲并通过设置T0作为采样周期数计数，微电脑可以计算出电机的转速。

图6L298电机驱动电路图7红外发光二极管电路

图紫外线收发器

图紫外线接收器

据的CJ–3超声波学习板，测量范围为0.27〜4.00m和精度为1cm。

我们的超声波传感器布局三对分别安装在车前、车左和车右，使用AT89C52的pin1.2，pin1.3，pin1.4以产生40kHz方波信号，并用定时器0设置采样周期时间。

前超声回波脉冲信号接收器连接到AT89C52单片机的INT0上，而左、右通过与门IC3A连接到INT1上。

然后pin1.5和pin1.6连接到每个IC3A的输入端口。

随着计数器1中声波和发射波长之间计数的差异。

微处理器能计算出自身与障碍物之间的距离。

四．系统中最重要的软件的设计

在此设计中，AT89C52的串行通信使用了工作模式2。

一方面，这将节省的柜台控制器的资源，另一方面使单片机工作在多机通信系统的环境中，但这样做会在一个固定的通讯波特率。

A.主控制器的组成部分

图9是主程序流程图

图9主程序流程图

B.从控制器组成部分

这是40KHZ超声波方波信号持续12微秒并实现了简单的时滞的程序。

图10是主程序流程图

图10主程序图

五．结论

本文提出了一种智能玩具车运动控制系统,该系统是基于AT89C52单片机,无线遥控、多传感器融合技术。

该系统充分利用了单片机的内部资源,降低了硬件尺寸和成本,扩大了系统的功能和提高系统可靠性的很多。

其实,调试的硬件结果表明,软件系统是灵活的控制、实时性好、性价比高、可靠性高、能满足要求的智能遥控器的车。

简而言之,这个系统,具有较高的实用价值,具有广泛的应用前景多智能体技术应用于智能玩具、协作、社区巡逻和其他领域。