简易智能电动车的设计与制作

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摘 要

本课题设计制作了一款具有简易智能判断功能的小车，它具有自动寻迹功能（在一定范围内行驶），设计了电路图，编制了软件并完成安装、调试，形成了样机。作品以两电动机为主驱动，通过光电三极管来采集信息，送入主控单元AT89S52单片机，处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。电机驱动电路采用高电压，高电流，四通道驱动的达林顿管原理的三极管组合。其中，黑带检测采用红外线接收三极管完成；将信号送单片机处理判别方向。由控制单元处理数据后完成相应动作，实现了无人控制即可完成一系列动作，相当于简易机器人。通过本课题的设计，使我们学习了单片机技术的中断技术，更好的掌握了单片机的核心内容。又巩固了模拟电路中的功率放大电路知识， 把实践和理论更好的结合。

关键字：单片机 智能控制 光电信号收发 寻迹行驶

Abstract

This topic-based group designed manufactures one section to have the intelligent judgment function car, the car has evades automatically bonds the function; Seeks the mark (Moving in a certain range) function: May study the embedded control as the university student the powerful application example. The work take two electric motors as the focus actuation, gathers the information through the electro-optical sensing component, sends in the master control unit AT89S52 monolithic integrated circuit, after processing the data, completes the corresponding movement, achieves own control. The motor-driven electric circuit uses the high voltage, the high electric current, four channels actuate Darington tube. And, the blanking bar examination uses the photosensitive triode to complete; Delivers the monolithic integrated circuit processing distinction direction the signal. Through this topic's design, caused us to study in the monolithic integrated circuit technology interrupt technology, better has grasped monolithic integrated circuit's central content. Causes us the theoretical knowledge which studies to apply in the practice, caused the practice and the theory obtained a better union.

key words: Monolithic integrated circuit intelligent control electro-optic signal receiving and dispatching seeks the mark travel

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第一章 单片机及其应用

一、什么是单片机

所谓单片机就是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上，具备独特功能的微型计算机。通常一个最基本的单片机片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O口、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。单片机全称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），又称微控制器或嵌入式控制器。 二、单片机的发展与系列产品 1、单片机发展可分为三个主要阶段：

（1） 低性能初级阶段

以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表，采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构，虽然其寻址范围有限（不大于4KB），也没有串行I/O口，而且RAM、ROM容量小，中断系统简单，指令系统功能也不强，但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等需要。

（2） 高性能提高阶段

以Intel公司的MCS—51系列为代表，在这一阶段推出的单片机普遍带有串行I/O接口，有多级中断处理系统及16位定时器/计数器。片内RAM、ROM容量加大，且寻址范围可达64KB,有的片内还带有A/D转换接口。

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（3）8位机巩固发展及多品种共存阶段

1983年，Intel推出MCS—96系列单片机是最具代表性的，片内集成16位的CPU,RAM和ROM的容量也进一步增大，并且带有高速I/O接口，带有多通道A/D转换器，8级中断处理能力使其具有更强的实时处理功能。近年来，已有32位单片机进入试用阶段。同时高档8位单片机也在不断改善其结构，各厂家纷纷以MCS—51为内核，融入自身的优势，推出了许多的MCS—51兼容机，强化了微型控制器的特征，进一步巩固和发展了8位机的主流地位。 2、单片机的发展趋势 （1）低功耗CMOS化

在许多应用场合，单片机不仅要有小的体积，而且还需要较低的工作电压和极小的功耗。现在各个单片机制造商都采用了CMOS工艺，并设有空闲和掉电两种工作方式。 （2）内部资源丰富、外部电路内装化，整体微型化 （3）大容量、高性能 3、单片机系列产品

Intel公司的MCS—51系列单片机

Intel公司的MCS—51系列、增强系列和16位单片机MCS—96系列。Atmel公司融入Flash存储技术的AT89系列和AT90系列。8052/8752/8032将原来的8051/8751/8031进行了扩展，数据存储容量增至256字节，程序存储容量增至8KB，定时器/计数器增至

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三个16位计数器，有6个中断源。

80C51/87C51/80C31采用低功耗地CMOS工艺，允许电源波动的范围较大，并有三种功耗控制方式。8XC52系列在8052的基础上，采用CHMOS工艺将MCS—96系列中的一些高速输出、脉冲宽度调制、定时器/计数器移植进来构成新一代MCS—51高性能产品。

三、单片机的特点与应用

1、单片机与通用微机相比具有以下优点： （1） 控制功能强

CPU可以直接对I/O端口进行操作，位操作能力更是其他计算机无法比拟的。近期推出的单片机产品，扩展了接口电路功能。如增加了高速I/O接口，扩展了I/O口引线数目，在部分型号中，集成了ADC转换器、PWM脉冲宽度调制输出接口、可编程计数阵列PCA。

（2） 抗干扰性强，可靠性高，工作温度范围宽

CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯片内，各部件的连接紧凑，数据在传送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响，可靠性非常高。目前单片机适用的环境温度划分为三个等级：民用级0℃–+70℃，工业级-40℃-+85℃，军用级-65℃- +125℃。 （3） 开发周期短，性价比高，易于产品化

将不同功能的接口电路嵌入基本型单片机芯片后，用户就可以

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根据用途选择相应型号的单片机芯片，无须通过外部扩展，减少了芯片数目，从而减少了印刷电路板的面积。接插件减少，安装简单方便，价格明显降低，开发周期短，在达到同样功能的条件下，具有很高的性价比。 2、单片机的应用领域

单片机主要面向控制领域，能够实现系统的在线控制。目前，单片机的应用日益广泛，下面简单介绍其典型的应用领域。 （1）单机应用

在一个应用系统中，只使用一片单片机，这是目前应用最多的方式，单片机应用的主要领域： （2）测控系统

用单片机可以构成各种工业控制系统、自适应控制系统等。例如，温室人工气候控制、水闸自动控制、电镀生产线自动控制、汽轮机电液调节系统、车辆检测系统、机器人轴处理器等。 （3）智能仪表

用单片机改造原有的测量、控制仪表,能促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔软化发展。如温度、压力、流量、浓度显示、控制仪表等。通过采用单片机软件编程技术，使长期以来测量仪表中的误差修正、线性化处理等难题迎刃而解。 （4）机电一体化产品

单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简化，

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控制智能化，构成新一代的机、电一体化产品。例如，在电传打字机的设计中由于采用了单片机，取代了近千个机械部件；在数控机床的简易控制机中，采用单片机可提高可靠性及增强功能，降低控制机成本。 （5）智能接口

在计算机系统，特别是较大型的工业测、控系统中，如果用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行工作，可以大大提高系统的运行速度。例如，在大型数据采集系统中，用单片机对模/数转换接口进行控制不仅提高采集速度，还可以对数据进行预处理，如数字滤波、线性化处理、误差修正等。 四、MCS-51系列单片机的基础知识

1、结构特点

8051是MCS-51系列单片机的一个产品。MCS-51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机。它的基本型产品是8051、8031和8751。除片内ROM类型不同外，8051、8031、8751的其它性能完全相同，其结构特点如下：

·8位CPU； ·32根I/O线；

·片内振荡器及时钟电路；

·外部存贮器寻址范围ROM、RAM各64K； ·2个16位的定时器/计数器；

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·5个中断源，2个中断优先级； ·5个中断源，2个中断优先级； ·全双工串行口； ·布尔处理器。 2、单片机的工作方式

包括：复位方式、程序执行方式、单步执行方式、低功耗操作方式以及EPROM编程和校验方式。

3、8051的系统扩展

在很多应用场合，8051自身的存贮器和I/O资源不能满足要求，这时就要进行系统扩展。

（1）外部总线的扩展 （2）外部程序存贮器的扩展 （3）外部数据存贮器的扩展 4、8051指令系统

（1）寻址方式： （2）指令说明

a.寄存器寻址 b.直接寻址 a. 数据传送指令 c.寄存器间接寻址 b. 转移指令 d.立即寻址 c. 算术运算指令 e.变址寻址 d. 逻辑运算操作 f.相对寻址 e. 十进制指令

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g.位寻址 f. 伪指令 五、单片机的工作过程

单片机的工作过程实质上是执行用户编制程序的过程，一般程序的机器码都已固化到存储器中（例如实训1中的步骤2），因此开机复位后，就可以执行指令。执行指令又是取指令和执行指令的周而复始的过程。

假设机器码74H、E0H已存在0000H开始的单元中，则此表示把E0H这个值送入A累加器。下面我们来说明单片机的工作过程。

接通电源开机后，PC=0000H,取指令过程如下： （1） PC中的0000H送到片内的地址寄存器；

（2） PC的内容自动加一变为0001H，指向下一个指令字节； （3） 地址寄存器中的内容0000H通过地址总线送到存储器，经 存储器中的地址译码选中0000H单元； （4） CPU通过控制总线发出读命令；

（5） 被选中单元的内容74H送内部数据总线上，该内容通过内部

数据总线送到单片机内部的指令寄存器。到此，取指令过程结束，进入执行指令过程。执行指令的过程： 指令寄存器中的内容经指令译码器译码后，说明这条指令 是取数命令，即把一个立即数送到A中；PC的内容为0001H，送地址寄存器，译码后选中0001H单元，同时PC的内容自动加1

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变为0002H；CPU同样通过控制总线发出读命令；0001H单元的内容E0H读出经内部数据总线送至A。

至此，本指令执行结束。PC=0002H，机器又进入下一条指令的取指令过程。机器一直重复上述过程直到程序中的所有指令执行完毕，这就是单片机的基本工作过程。

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第二章 硬件设计

一、单片机最小系统的设计 1、什么是最小系统

在智能化仪器仪表中，控制核心均为微处理器，而单片机以高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用，是设计智能化仪器仪表的首选微控制器，单片机结合简单的接口电路即可构成单片机最小系统，它是智能化仪器仪表的基础，也是测控。监控的重要组成部分。 2、最小系统的构成

单片机最小系统可以飞为四个部分：一是时钟系统：一般用12M的晶振。二是复位系统，一旦复位，CPU将从0000H开始执行程序。三是电源部分，采用+5V的电源，要加一个LED用来指示电源接通。四是31管脚接高电平表示使用内部的程序区。 （1）时钟系统电路

系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振

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的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22μF。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。 （2）复位系统电路

复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路，如图所示。当时钟频率选用6MHz时，C取22μF，Rs约为200Ω，Rk约为1K。 下面是最小系统的电路图。

+5VP10P1140+5VC1K1R52205.1KR6C212M10uF1819+318051C330PF2030PF

图1 单片机最小系统

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二、“H—桥”电动机控制及驱动电路设计 1、直流电动机的工作原理

图2 直流电动机的内部结构

这是分析直流电机的物理模型图。

其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的) 上图表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

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直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广，但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多，提升驱动电机的性能。微处理机速度亦越来越快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直角坐标系统中，适当控制交流电机在两轴电流分量，达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。

直流电机的最大弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属较多，成本高，运行中的维护检修也比较麻烦。因此，电机制造业中正在努力改善交流电动机的调速性能，并且大量代替直流电动机。不过，近年来在利用可控硅整流装置代替直流发电机方面，已经取得了很大进展。包括直流电机在内的一切旋转电机，实际上都是依据我们所知道的两条基本原则制造的。一条是：导线切割磁通产生感应电动势；另一条是：载流导体在磁场中受到电磁力的作用。因此，从结构上来看，任何电机都包括磁场部分和电路部分。从上述原理可见，任何电机都体现着电和磁的相互作用，

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是电、磁这两个矛盾着的对立面的统一。我们在这一章里讨论直流电机的结构和工作原理，就是讨论直流电机中的“磁”和“电”如何相互作用，相互制约，以及体现两者之间相互关系的物理量和现象（电枢电动势、电磁转矩、电磁功率、电枢反应等）。 2、电动机控制的基本原理

我们知道，要控制直流电动机很简单：将直流电源的正、负2根输出线连接到直流电动机的2个接线端，直流电动机就会转动，如果将直流电源的正、负两级交换，直流电动机就会向与原来相反的方向转动。

显然，我们不可能用手去交换电动机的接线，这就需要用采取用电控制的方式去控制变换电路。在电气领域中，人们常用继电器来转换触电，以改变电动机的引线的连接方式，从而控制电动机的转动方向。用晶体三极管也可以做电子开关。它的灵敏度高、动作速度快、不受尘埃及气体氧化的影响、耐震动、无机械动作、无火花干扰、价格低廉、使用寿命长，因而得到广泛应用。

普通数字集成电路的功率很小，其输出电流和吸入电流都无法直接驱动小型玩具直流电动机旋转。因此，如果想用普通数字集成电路来控制直流电动机的正转和反转，可以利用晶体三极管“H-桥”电路。

3、“H-桥”电动机驱动电路

我们首先用4支开关和1支电动机配合，来组成如图3所示的

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“H-桥”电动机控制及驱动电路。由于这个电路结构酷似英文字母“H”的形状，故得此大名。

“H-桥”的基本原理如下：当开关SW1和SW4闭合、开关SW2和SW3断开时，电流如图3种箭头所示方向流过电动机，电动机的轴转动，假设它是顺时针方向转动。

当开关SW2和SW3闭合、开关SW1和SW4断开时，电流从另一方向流过电动机，电动机的轴向相反的方向转动，即向逆时针方向转动，如图4所示。

V+SW1ONV+SW2OFFV+SW1ONV+SW2OFFMSW3OFFSW4ON

MSW3OFFSW4ON

图3 正转 图4 反转

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+5V1KR18550A8050电机端子805085501KR2B1KR380508050805080501KR4

图5 “H-桥”电动机驱动电路

4、用晶体三极管构成的“H-桥”驱动电路

现在我们将上图中的4个开关换成4个晶体三极管，就构成了如图5所示的晶体三极管“H-桥”电路。为了使电路控制简单方便，电路中使用了2种不同极性的晶体三极管，即2个PNP型晶体三极管和2个NPN型晶体三极管。图中上边的驱动需要提供电流，它使用PNP型晶体管，下边的驱动需要吸收电流，使用NPN型晶体管。R是晶体三极管的基极限流电阻，A和B是2个控制信号输入端。

用控制信号恰当的开、关“H-桥”的4个晶体三极管是很重要的，晶体三极管是“H-桥”在正电源和地之间的一个通道。 当A端为低电平“0”，B端为高电平“1”时，晶体三极管VT1和VT4导通，VT2和VT3截止，电流经晶体三极管VT1、电动机左引脚、右引脚、晶体三极管VT4流过，电动机的轴正转。

而当A端为高电平“1”，B端为低电平“0”时，晶体三极管

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VT2和VT3导通，VT1和VT4截止，电流经晶体三极管VT2、电动机右引脚、左引脚、晶体三极管VT3流过，与上次方向正好相反，电动机的轴便朝着相反的方向转动。

因此，当“H-桥”的两个输入端A和B分别为“0”和“1”时，电动机正转，而输入端变为“1”和“0”时，电动机反转。可见在控制电动机正转和反转时，两个输入信号正好相反，也就是“H-桥”需要以对极性（电平）相反的控制信号来驱动。输入电平与电动机轴旋转方向的关系如表1所示。这里有一个额外的功能介绍一下：如果同时使两边的输入都为“1”（或者都为“0”），将得到一个意想不到的有效刹车装置。因为电动机也是一个发电机，当它运行时，会产生一个电压，如果电动机的两个引线端被连接在一起（短路），这个电压将会“抵消”电动机运转，会使电动机迅速地停止转动，它产生的效果与刹车有异曲同工之妙，只可惜在这个操作里我们还用不上这个功能。4个晶体三极管的基极电阻是必须使用的，这里选用的电阻器为510Ω，电阻值的大小和电动机的功率决定了“H-桥”电路的功率。 5、“H-桥”电动机控制电路

光电耦合器的作用和原理

光电耦合器也称为光电隔离器或光耦合器，有时简称光耦。这是一种以光为耦合媒介，通过光信号的传递来实现输人与输出间电隔离的器件，可在电路或系统之间传输电信号，同时确保这

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些电路或系统彼此间的电绝缘。近年来，随着半导体技术、光电子学的深入发展，光耦的结构设计、封装制作技术也不断创新，各种类型产品相继问世，数千种型号构成几百个品种系列，研发成为一个独立的种类繁多、性能优良的半导体器件门类，广泛应用于计算机及其外设接口、工控、电信、仪器仪表、数据总线、高速数字系统、数字I／O口、模／数转换、数据发送、单片机接口、电平转换、信号及级间隔离、脉冲放大等范围，甚至在电源技术的线性隔离、电量反馈、电流传感、电量变换等各个场合都有成功的应用，市场需求量持继增长，发展极其迅速。

+5V+5V+5V+5V1K1TIL1171K512005200TIL117A241K9013B241K9013P1.0P1.1

图6 “H-桥”电动机控制电路

原理：光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一

电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。在光电耦合器输

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入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。

通常，为了晶体三极管的安全，应该在组成“H-桥”电动机驱动电路的VT1~VT4，这4个晶体管的C、E极之间都反向并联一个晶体二极管，用来泄放因电动机线圈在开关转换时产生的反向电压，防止反向电压击穿三极管的C、E极。这个方向电压比电源电压更高，如果不用这4个晶体二级管，有可能烧毁晶体三极管。

在电动机引脚两端并联的电容器C是抗干扰用的，电动机在运转时，他的电刷和整流子之间产生电火花，特别是在电动机转换旋转方向时，电火花会更大，容易干扰电子电路的正常工作，增建这个电容器后可以有效的滤除干扰，免除许多莫名其妙的麻烦。

在智能电动车的制作中，我们只需要控制一只电动机的正转和反转，就可以使小车作出“直线前进”和“后退转弯”的动作，表（1）给出了电动机状态与小车的行为关系。表（1）

A端电平 B端电平 0 1 1 0 电动机轴旋转方向 正转 反转 在一块集成电路封装内部有4个2输入端与非门，我们只使用了其中的2个来构成单稳态触发器延时电路，剩余的2个还

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在那里闲着无事可干，现在正好派上用场。于是我把IC-4的2个输入端连接在一起做成“反相器”，将延时电路的输出信号在输入到这个反相器，在反相器的输出端就可以得到与输入端相反的信号，这2个正好相反的信号就可以作为“H-桥”电路的控制信号。 三、信号检测电路

该电路如图7的作用就是检测出地上的黑线并把这个信号传递给单片机，以使单片机做出相应的动作。该电路采用了光电三极管作为检测元件，下面先对光电三极管作一介绍：

该电路由光电三极管、9013三极管（两个）、10K电阻和5.1K电阻各一个、0.47uF电容一个、+5V电源组成。

光电三极管通常只有2根引脚，他们的长短是不一致的，对于NPN型的光电三极管而言，较长的一根通常是E极，较短的一根是C极。

光电二极管和光电三极管在外观上非常相似，很难把它们区分开来，但可以用万用表加以判断。

首先将万用表置于R*1k电阻挡，用不透光的物体，将光电管遮盖住，使其处于很暗的环境中，然后测量光电管两只引脚之间的正反向电阻。如果正反向电阻都很大，那么所测得光电管是光电三极管;反之如果测量得到的正反向电阻值有非常明显的差别，一个较小而另一个较大，则所测的管子是光电二极管。 （1）电路组成

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该电路由光电三极管、9013三极管（两个）、10K电阻和5.1K电阻各一个、0.47uF电容一个、+5V电源。 （2）电路工作原理

该电路的最后输出接到单片机的P3.2口即外部中断0。当光电三极管没有检测到黑线时，会输出一个低电平信号，此时整个电路的输出为低电平。当光电三极管检测到黑线以后，将输出高电平信号，然后该信号经过两级放大，再把放大了的信号传递给单片机。当单片机感受到这一上升沿脉冲信号时，便会产生中断，从而使单片机去执行中断程序，最终使小车完成响应的动作。

+5V10K5.1KP3.2/INT09013光电管90130.47uF

图7 信号检测电路

四、系统形成的总电路图为：

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+5VP10P1140+5V+5V+5V+5V+5VC1K1R52205.1KR6C212M10uF18191K1311K512005200TIL117+8051TIL117A241K9013B241K9013P1.0C330PF20P1.130PF单片机最小系统+5V驱动电路+5V1KR18550A8050电机端子80508550B光电管1KR210K5.1KP3.2/INT0901390130.47uF1KR380508050805080501KR4电机正反转电路

图8 系统总体电路

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第三章 软件设计

（一）程序设计

根据本系统的要求，小车要实现的功能为前进、后退、左转、右转、检测出黑线并按要求完成相应的动作。按照这个要求，我们编写了下面的程序：

1、单片机最小系统的验证程序。

为了验证我们所设计的单片机最小系统的正确性，我们编写了简单的控制程序，通过编程器把程序烧写到AT89S52的ROM中，来调试我们的软件和硬件。程序如下： ORG 0030H LOOP: MOV R0,#012H MOV R1,#012H LOOP1: MOV P1,#0feH LCALL DELAY MOV P1,#0ffH LCALL DELAY DJNZ R0,LOOP1 MOV P1,#0FFH LCALL DELAY1 LOOP2: MOV P1,#0fdH LCALL DELAY

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MOV P1,#0ffH LCALL DELAY DJNZ R1,LOOP2 MOV P1,#0FFH LCALL DELAY1 AJMP LOOP DELAY: MOV R2,#080H L1:MOV R3,#0FAH L2:DJNZ R3,L2 DJNZ R2,L1 RET

DELAY1: MOV R4,#0C0H L3:MOV R5,#050H L4:MOV R6,#050H L5:DJNZ R6,L5 L6:DJNZ R5,L4 DJNZ R4,L3 RET END

2、主程序的设计与编写 （1）程序流程图

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2）程序内容开始中断初始化执行前行子程序无是否有中断发生有执行中断程序执行转弯程序 图9 主程序流程图

中断停止前进程序延时程序后退程序转弯程序P3.2是否为“1”

图10 中断程序流程图

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（

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ORG 0030H MAIN: MOV P1,#0FFH LCALL DELAY1 LCALL DELAY1

LOOP1: MOV P1,#0FEH ;前行子程序 LCALL DELAY MOV P1,#0FFH LCALL DELAY JB P3.2,LOOP1

******************************************************** INT: MOV P1,#0FFH ;中断程序 停止子程序 LCALL DELAY1 LCALL DELAY1

******************************************************** TUI: MOV R1,#0D0H ;后退子程序 TUI1:MOV P1,#0FDH LCALL DELAY MOV P1,#0FFH LCALL DELAY DJNZ R1,TUI1 JNB P3.2,TUI

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******************************************************** ZUO: MOV R3,#20H

MOV P1,#0FAH ;左转前行子程序 LCALL DELAY MOV P1,#0FFH LCALL DELAY DJNZ R3,ZUO AJMP LOOP1

******************************************************** DELAY: MOV R2,#016H ;延时1 L1:MOV R3,#06AH L2:DJNZ R3,L2 DJNZ R2,L1 RET

DELAY1: MOV R4,#0C0H ;延时2 L3:MOV R5,#050H L4:MOV R6,#050H L5:DJNZ R6,L5 L6:DJNZ R5,L4 DJNZ R4,L3 RET

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******************************************************** END （二）程序调试

由于程序不可能一次成功，所以需要对程序进行调试，最终使程序实现所要求的功能。在编写此程序过程中，我们在实验箱上进行了多次实验，通过观察实验现象来确定程序是否达到了所要求的功能。在这其中，对延时程序的调试很重要，延时的时间必须设置的合理，否则会观察不到实验现象。总之，通过不断的调试和修改，程序最终实现了我们所要求的功能，至此，我们完成了程序的编写。

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第四章、英语翻译

The electronics electric circuit design

While designing an electronics electric circuit system, first have to definitely the design mission of the system, carry on a project choice according to the mission, then each part in the other party case carry on the design of unit, parameter calculation and spare part choose, the end links each part together and draw a matches design to request of integrity of system electric circuit diagram.

One. The design mission of the explicit system request Carry on to the design mission of the system concrete analysis, full understanding system of function, index sign, contents and request, with explicit the system should complete of mission. Two. The project choose

The work of this one step requests to be the mission which wants the system to complete to assign to some unit electric circuits, and draw a whole machine principle frame diagram that can mean each unit function.

The important mission of the project choice is according to control of knowledge and data, aim at the mission that

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the system put forward, request and condition, the function design of completion system.Want to presume quest in this process, brave innovation, work hard for to attain the design project reasonable, credibility, economy, the function is well-found, technique forerunner.And the other party case want to continuously carry on a possibility with defective analysis, finally design a complete frame diagram.Frame diagram have to the correct reflection should complete of mission with each constitute part of functions, make clear system of basic constitute with correlation.

Three. The design of unit electric circuit, parameter calculation and period choose

According to index sign and function frame diagram of system, definitely each parts of mission, carry on the design of each unit electric circuit, parameter calculation and spare part choose.

1. The unit electric circuit design

The unit electric circuit is the whole machine of one part, only make the each unit electric circuit design raise the whole machine design level so then can.

Each unit electric circuit design ago all needed the

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mission of each unit electric circuit definitely, draft a function index sign of unit electric circuit in detail, with in front and back the relation of class, analyze constitute of electric circuit a form.While concretely designing, the forerunner's electric circuit can deliver by mimicry, can also carry on innovation or improvement, but have to promise a function request.And, not only the unit electric circuit want to design reasonable, each unit electric circuit also want to work in coordination, notice each importation signal of part, output the relation of signal and control signal. 2. The parameter compute

For promise unit electric circuit attains function index sign to request, need to use an electronics technique knowledge to carry on a calculation to the parameter.For example, enlarge each electric resistance value in the electric circuit, enlarge the calculation of multiple;Flap to concuss electric resistance in machine, electric capacity, flap to concuss frequency etc. the calculation of the parameter.Only good comprehension electric circuit of work principle, the exactitude makes use of calculation formula and the calculating parameter then can satisfy a design a

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request.

When the parameter compute, the same of electric circuit may have a few datas, the attention choose a function that can complete an electric circuit design a request, the ability real viable parameter in the fulfillment. Should notice the following problem while computing electric circuit parameter:

(1) dollar the work electric current, electric voltage of the spare part, frequency and achievement consume etc. parameter in response to can satisfy the request of electric circuit index sign;

(2) dollar the extreme limit parameter of the spare part have to stay enough abundant quantity, general in response to big certainly be worth at the sum of 1.500%; (3) the parameter of electric resistance and electric capacity should choose a calculation value the mark of the neighborhood to call a value. 3. The spare part choose (1) the component choose

The electric resistance and electric capacity category is much, electric resistance and electric capacity of the

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exactitude choice are very important.The different electric circuit requests to be different also to the electric resistance and the electric capacity function and the electric leakage which has solution electric circuit to the electric capacity has very strict request, also some electric circuits are to the electric resistance, and function and capacity of electric capacity have very high request.For example filter in common use and big

capacity(100 uF ～ 3000 uF) aluminum electrolysis electric capacity in an electric circuit, for filter out the high Pin usually still needs to merge small capacity(0.01 uF ～ 0.1 uF) porcelain a slice electric capacity.To permit a component according to choice function and the parameter suitable of the request of electric circuit while design, and want to notice an achievement to consume, capacity, frequency with bear to press whether scope satisfies a request or not.

(2) the cent sign the choice of component

Cent sign a component to include diode,triode,transistor, field effect tube, only give or get an electric shock two(three) poles tube etc..Carry on a choice respectively

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according to its use.

The period category of choice is different and the regulation is also different.For example choice crystal triode transistor, first notice is to choose a NPN type or a PNP type tube, is Gao Pin2 Guan3 or a low frequency tube, is a big power tube or small power tube, and notice the parameter PCM, ICM, BVCEO, ICBO, β of pipe, whether T and β satisfies an electric circuit design the request of the index sign or not, high Pin work, request T=(5~10), is work frequency.

(3) the integrated circuit choose

Because the integrated circuit can carry out a lot of unit electric circuits the whole function of machine electric circuit even, so choose to design unit electric circuit with the integrated circuit convenient and vivid with total electric circuit, it not only make the system physical volume contract, and function credibility, easy to adjust to try and make use of, rather popular while designing electric circuit.

The integrated circuit imitates integrated circuit and numerical integrated circuit again.At home and abroad

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already the born be a great deal of integrated circuit, the model number, principle, function of its spare part, the characteristic can check concerning the manual.

The integrated circuit of choice not only want to carry out a design a project on the function and the characteristic, and want to satisfy achievement consume, electric voltage, speed, price etc. various of request. Four. The electric circuit diagram draw

In order to mean the whole machine electric circuit of the design and the conjunction of each unit electric circuit relation in detail, design need to draw complete electric circuit diagram.

Electric circuit diagram usually is at system frame diagram, the design, parameter calculation and spare part of the unit electric circuit choose of foundation up draw of, it is a construction and adjust to try and maintain of basis.To notice once what time while drawing electric circuit diagram:

(1) the layout be reasonable and arrange even, the picture is clear, easy to see diagram, be advantageous to the comprehension and reading toward the diagram.

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Sometimes a total electric circuit from several part constitute, should as far as possible chase total electric circuit picture on a piece of diagram paper while paint.If the electric circuit is more complicated, need to draw a few diagrams, then should draw main electric circuit on the same piece of diagram paper, two some more independent with next in importance of the part draw on another diagram paper, and marking in doing the break of diagram a people's both ends, the derivation which marks out signal to arrive another diagram from a diagram orders and leads into the point, with this relation of which explains that each diagram paper is in the electric circuit on-line.

Sometimes for emphasize combine easy to see the function relation of pure each unit electric circuit, the component of each function unit electric circuit should concentrate to arrange together, and press the work in proper order alignment possibly.

(2) the attention signal fly to and generally carry from the importation with signal source the painting rise, from left go to right or from up go to a bottom to press the fly to of signal to one by one in order draw one each unit of

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electric circuit, but the signal of feedback thoroughfare fly to and this is contrary.

(3) the sketch sign want standard, should add in the diagram appropriate of mark.The sketch sign means the item or concept of spare part.In the electric circuit diagram of in, large scale integration spare part, generally mean with the square frame, mark out it in the square frame of model number, in the become of square frame lately two sides mark out each function name of line and pin number.In the diagram, the outside of the large-scale spare part, the rest dollar spare part sign should standardize.

(4) conjunction line in response to is straight line, and cross and fold curved should be at least.Usually linking can set out by the level or the perpendicularity, generally don't draw oblique line, mutual together with of cross in addition to using to order to mean at first, according to the demand, can be link on-line add to note signal or other markings, mean its function or its direction.From of the on-line can mean with the sign, for example the power supply in period generally marks the number of power supply electric voltage and the ground line means with the sign(┴ ).

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Whether electric circuit of design can satisfy a design request, have to also pass a construction or not adjust to try to carry on a verification.

电子电路的设计

设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一． 明确系统的设计任务要求

对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能，指标，内容及要求，以明确系统应完成的任务。 二． 方案选择

这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图

方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务，要求和条件，完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理，可靠，经济，功能齐全，技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析，最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三． 单元电路的设计，参数计算和期间选择

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根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计，参数计算和器件选择。 1． 单元电路设计

单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。

每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿传输的先进的电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号，输出信号和控制信号的关系。 2． 参数计算

为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各电阻值，放大倍数的计算；振荡器中电阻，电容，振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。

参数计算时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计要求的功能，在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题：

（1） 元器件的工作电流，电压，频率和功耗等参数应能满

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足电路指标的要求；

（2） 元器件的极限参数必须留有足够充裕量，一般应大于额定值的1．5倍；

（3） 电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3． 器件选择 （1） 元件的选择

阻容电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有解电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻，电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量（100ｕF～3000uF）铝电解电容，为滤掉高频通常还需并联小容量（0．01uF～0．1uF）瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并要注意功耗，容量，频率和耐压范围是否满足要求。 （2） 分立元件的选择

分立元件包括二极管，晶体三极管，场效应管，光电二（三）极管，晶闸管等。根据其用途分别进行选择。

选择的期间种类不同，注意事项也不同。例如选择晶体三极管时，首先注意是选择NPN型还是PNP型管，是高频管还是低频管，是大功率管还是小功率管，并注意管子的参数 PCM ， ICM ， BVCEO ， ICBO ，β ，T和 β 是否满足电路设计指标的要求。

（3） 集成电路的选择

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由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能，所以选用集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵活，它不仅使系统体积缩小，而且性能可靠，便于调试及运用，在设计电路时颇受欢迎。

集成电路又模拟集成电路和数字集成电路。国内外已生成出大量集成电路，其器件的型号，原理，功能，特征可查阅有关手册。

选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案，而且要满足功耗，电压，速度，价格等多方面的要求。 四． 电路图的绘制

为详细表示设计的整机电路及各单元电路的连接关系，设计时需绘制完整电路图。

电路图通常是在系统框图，单元电路设计，参数计算和器件选择的基础上绘制的，它是组装，调试和维修的依据。绘制电路图时要注意一下几点：

（1） 布局合理，排列均匀，图片清晰，便于看图，有利于对图的理解和阅读。

有时一个总电路由几部分组成，绘图时应尽量把总电路图画在一张图纸上。如果电路比较复杂，需绘制几张图，则应把主电路画在同一张图纸上，二把一些比较独立和次要的部分画在另外的图纸上，并在图的断口两端做上标记，标出信号从一张图到另

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一张图的引出点和引入点，以此说明各图纸在电路连线之间的关系。

有时为了强调并便于看清各单元电路的功能关系， 每一个功能单元电路的元件应集中布置在一起，并尽可能按工作顺序排列。 （2） 注意信号的流向，一般从输入端和信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向则与此相反。

（3） 图形符号要标准，图中应加适当的标注。图形符号表示器件的项目或概念。电路图中的中，大规模集成电路器件，一般用方框表示，在方框中标出它的型号，在方框的变新两侧标出每根线的功能名称和管脚号。图中，大规模器件外，其余元器件符号应当标准化。

（4） 连接线应为直线，并且交叉和折弯应最少。通常连接可以水平或垂直布置，一般不画斜线，互相连同的交叉除用原点表示，根据需要，可以在连接线上加注信号名或其他标记，表示其功能或其去向。由的连线可用符号表示，例如期间的电源一般标电源电压的数值，地线用符号（┴）表示。

设计的电路是否能满足设计要求，还必须通过组装，调试进行验证。

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第五章 心得体会

此次毕业设计的课题为简易智能电动车，这个课题是专业知识（单片机的应用）和实际很好的一次结合。通过本次简易智能电动车的设计与制作，我掌握了单片机最小系统的具体应用方法和工作原理，进一步认识了“H-桥”控制与驱动系统。目前，在科技迅速发展的今天单片机构成的现代电子系统已成为主流电子系统或其重要组成部分，因此，本项目的设计与开发对我们的实际操作能力起到了很好的培训作用。第一，使我们基本掌握了一项电子设计方面的技能,巩固了我们所学的专业知识,培养了我们的创新素质和钻研精神。第二，很好的培养了我们综合应用相关专业知识的能力。为我们能够进一步精通和掌握相关专业课程的知识并能够举一反三学会全方位、更有深度的知识的能力打下了坚实的基础。第三，通过基本完成软硬件设计、PCB制版、电路安装、调试等完整环节，形成电子整机。虽然在制作过程中，大家都尽心尽力，团结一致克服困难，但也还是遇到了不少的问题。在老师和我们大家的不断努力和协助下并通过使用现有的DVCC单片机实验开发箱，将自己的程序不断的完善、校改，反复调试后得到了期待已久的结果, 从而完成了毕业设计的项目要求。经过自己亲手的实践过程，使我学到了许多课本以外的知识，积累了一定的经验和教训，对自己将来走向工作岗位能够很快、很好的投入到工作当中起到了不可磨灭的作用。

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参考文献

《51系列单片机设计实例》???????????????? 楼然苗主编 《电子创意制作 设计·制作·调试》??????????????? 李光宇编著 《单片机的C语言应用程序设计》???????????????? 马忠梅主编 《单片机典型模块设计实例导航》????????????????求是科技编著 《电子制作》2007合订本上册???????????????《电子制作》杂志社 《单片机原理与接口技术》????????????????????姜武中主编 《单片机C程序设计实例指导》????????????????? 李光飞主编 《单片机原理与应用》???????????????????? 唐俊翟主编 《模拟电子技术基础简明教程》????????清华大学电子学教研组 杨素行主编 《单片机实验实训教程》??????????????????郭雷岗 任万强主编

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/enbr.html