自动往返电动小汽车的设计.doc
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自动往返电动小汽车的设计,2.1万字47页摘要本设计以at89c51单片机为核心，以超微型红外线发射接收一体化管为数据采集器件，用三极管构成的电子开关电路驱动电机，组成了一个比较完整的自动往返电动小汽车的控制系统。系统通过设计一个巧妙的精密控制脉冲占空比算法，实现了对电动小汽车自动往返的精密控制。系统的设计充分体现了价廉物美、简单实用的设计原则...
内容介绍
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2.1万字 47页
摘 要
本设计以AT89C51单片机为核心，以超微型红外线发射接收一体化管为数据采集器件，用三极管构成的电子开关电路驱动电机，组成了一个比较完整的自动往返电动小汽车的控制系统。系统通过设计一个巧妙的精密控制脉冲占空比算法，实现了对电动小汽车自动往返的精密控制。系统的设计充分体现了价廉物美、简单实用的设计原则。
在系统结构上，我们所设计实现的自动往返电动小汽车的控制系统由四个模块组成：单片机微型控制系统模块、数据采集模块、电机驱动模块、信息显示模块。其中，数据采集模块负责采集路面信息；单片机微型控制系统模块负责对采集的信息进行处理，并通过程序完成复杂的控制；电机驱动模块主要根据单片机传入的信号控制小车的运动；信息显示模块则显示相应的信息（如行驶距离显示、倒计时显示等）
本设计的技术特色主要体现在以下几个方面：
(1) 在设计数据采集模块时，考虑到设计成本，我们没有采用昂贵的专用传感器，而是使用廉价的超大型红外线接收发射一体化管，通过外围电路来保证信息采集的可靠性。
(2) 在设计电机驱动模块时，没有使用专用的大功率电子集成开关，而是用三极管组成简单的开关电路，实现了电机的驱动控制。
(3) 用软件实现对小车运动的精密控制是本设计的一大特色。其原理是：用位运算的方法，逐位调整脉冲信号的的占空比，实现了对电机旋转速度的精密控制。为了进一步提高控制精度，我们通过检测车轮旋转的圈数来判断小车的行进速度，继而控制电机的旋转速度，使小车在我们指定的速度下稳定行进。这样，整个电机控制系统构成了一个速度负反馈环，从而完全实现了小车的精密速控。而且，通过检测单位时间车轮旋转的圈数，可以计算出小车的速度。这样，就为发挥部分的实现提供了技术条件和数据信息。
实测数据表明，本设计不仅完成了基本要求部分的各项任务，而且还实现了发挥部分的往返时间和行驶距离显示，以及倒计时显示等功能。系统采用的设计方案正确，电路设计和软件模块设计合理，技术路线基本可行。
关键词：AT89C51芯片 自动往返 电动 光电检测器
目 录
摘要………………………………………………………………..3
第一章 MCS-51单片机的结构…………………………………………….6
1.1 MCS-51单片机内部结构……………………………………….6
1.2 MCS-51单片机主要应用特性…………………………………10
第二章 基于8051芯片控制的自动往返小车设计……………11
2.1关于小车的设计任务要求…………………………………….11
2.2对小车的设计期望…………………………………………….11
2.3小车设计的具体实施方案…………………………………….12
2.3.1小车硬件设计方案………………………………………….12
2.3.2小车软件设计方案………………………………………….18
2.4小车功能实现的具体内容…………………………………….19
2.4.1实现小车功能的硬件内容………………………………….19
2.4.2实现小车功能的软件内容………………………………...22
第三章 对于所设计的小车的总结…………………………….29
3.1设计的小车最终实现的功能………………………………….29
3.2本设计方案与其他设计方案比较所得优缺点………………..30
3.3本次设计经验的总结………………………………………….30
参考文献………………………………………………………….31
附录………………………………………………………….…..32
外文资料………………………………………………………...34
中文译文………………………………………………………….41
部分参考文献
[1].黄俊，王兆安[M]电力电子技术（第三版） 北京:机械工业出版社，1999.12
[2].李华[M]MCS-51实用接口技术 北京:北京航空航天大学出版社，1996
[3].陆坤等[M]电子设计技术 成都:电子科技大学出版社，1998.10
[4].赵家贵 付小美 董平[M] 新编传感器电路设计手册 北京:中国计量出版社,2002
[5].李华等[M] MCS-51系列单片机使用接口技术 北京:北京航空航天大学出版社,2003
[6].王晓明[M] 电动机的单片机控制 北京:北京航空航天大学出版社.2002
[7].全国大学生电子设计竞赛组委会:第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编[M] 北京:北京理工大学出版社,2003
摘 要
本设计以AT89C51单片机为核心，以超微型红外线发射接收一体化管为数据采集器件，用三极管构成的电子开关电路驱动电机，组成了一个比较完整的自动往返电动小汽车的控制系统。系统通过设计一个巧妙的精密控制脉冲占空比算法，实现了对电动小汽车自动往返的精密控制。系统的设计充分体现了价廉物美、简单实用的设计原则。
在系统结构上，我们所设计实现的自动往返电动小汽车的控制系统由四个模块组成：单片机微型控制系统模块、数据采集模块、电机驱动模块、信息显示模块。其中，数据采集模块负责采集路面信息；单片机微型控制系统模块负责对采集的信息进行处理，并通过程序完成复杂的控制；电机驱动模块主要根据单片机传入的信号控制小车的运动；信息显示模块则显示相应的信息（如行驶距离显示、倒计时显示等）
本设计的技术特色主要体现在以下几个方面：
(1) 在设计数据采集模块时，考虑到设计成本，我们没有采用昂贵的专用传感器，而是使用廉价的超大型红外线接收发射一体化管，通过外围电路来保证信息采集的可靠性。
(2) 在设计电机驱动模块时，没有使用专用的大功率电子集成开关，而是用三极管组成简单的开关电路，实现了电机的驱动控制。
(3) 用软件实现对小车运动的精密控制是本设计的一大特色。其原理是：用位运算的方法，逐位调整脉冲信号的的占空比，实现了对电机旋转速度的精密控制。为了进一步提高控制精度，我们通过检测车轮旋转的圈数来判断小车的行进速度，继而控制电机的旋转速度，使小车在我们指定的速度下稳定行进。这样，整个电机控制系统构成了一个速度负反馈环，从而完全实现了小车的精密速控。而且，通过检测单位时间车轮旋转的圈数，可以计算出小车的速度。这样，就为发挥部分的实现提供了技术条件和数据信息。
实测数据表明，本设计不仅完成了基本要求部分的各项任务，而且还实现了发挥部分的往返时间和行驶距离显示，以及倒计时显示等功能。系统采用的设计方案正确，电路设计和软件模块设计合理，技术路线基本可行。
关键词：AT89C51芯片 自动往返 电动 光电检测器
目 录
摘要………………………………………………………………..3
第一章 MCS-51单片机的结构…………………………………………….6
1.1 MCS-51单片机内部结构……………………………………….6
1.2 MCS-51单片机主要应用特性…………………………………10
第二章 基于8051芯片控制的自动往返小车设计……………11
2.1关于小车的设计任务要求…………………………………….11
2.2对小车的设计期望…………………………………………….11
2.3小车设计的具体实施方案…………………………………….12
2.3.1小车硬件设计方案………………………………………….12
2.3.2小车软件设计方案………………………………………….18
2.4小车功能实现的具体内容…………………………………….19
2.4.1实现小车功能的硬件内容………………………………….19
2.4.2实现小车功能的软件内容………………………………...22
第三章 对于所设计的小车的总结…………………………….29
3.1设计的小车最终实现的功能………………………………….29
3.2本设计方案与其他设计方案比较所得优缺点………………..30
3.3本次设计经验的总结………………………………………….30
参考文献………………………………………………………….31
附录………………………………………………………….…..32
外文资料………………………………………………………...34
中文译文………………………………………………………….41
部分参考文献
[1].黄俊，王兆安[M]电力电子技术（第三版） 北京:机械工业出版社，1999.12
[2].李华[M]MCS-51实用接口技术 北京:北京航空航天大学出版社，1996
[3].陆坤等[M]电子设计技术 成都:电子科技大学出版社，1998.10
[4].赵家贵 付小美 董平[M] 新编传感器电路设计手册 北京:中国计量出版社,2002
[5].李华等[M] MCS-51系列单片机使用接口技术 北京:北京航空航天大学出版社,2003
[6].王晓明[M] 电动机的单片机控制 北京:北京航空航天大学出版社.2002
[7].全国大学生电子设计竞赛组委会:第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编[M] 北京:北京理工大学出版社,2003
