基于单片机的遥控小车控制(2)

东华理工大学长江学院毕业设计（论文）

绪 论

当今社会，随着科技发展的日新月异，特别是计算机技术突飞猛进的发展，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，同时计算机也越来越广泛的被应用到人们的生活、工作领域的各个方面。单片微型计算机以其其体积小、功能强、速度快、价格低等优点，在数据处理和实时控制等应用中有着无以伦比的优越性，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中。随着微控制技术（以软件代硬件的高性能控制技术）的日益完善和发展，单片机的应用必将导致传统控制技术发生巨大的变化。单片微型计算机的应用广度和深度，已经成为一个国家科技水平的一项重要标志。

在科学探索和紧急中经常会遇到对一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中进行自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。

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第一章 智能小车控制系统总体方案设计

在本章中主要介绍了系统的设计原则和总体方案等。

1.1 系统设计原则

1.1.1 安全可靠

首先要选用高性能的AT89C2051单片机，保证在任意的工业环境下能正常运行。其次是设计可靠的控制方案和最优的控制算法，并具有各种安全保护措施，如超限报警、事故处理和不间断电源等。 1.1.2 操作维护方便

操作方便表现在操作简单、直观形象和便于掌握且携带简便，安装简单，基本不会出现故障。 1.1.3 通用性好

系统设计时应考虑能适应不同的设备和各种不同控制对象，按照控制要求灵活构成系统。主要表现在两个方面：一是硬件板设计采用标准总线结构（如PC总线），配置各种通用的模板，以便扩充功能时，只需增加功能模板就能实现；二是软件功能模块或控制算法采用标准模块结构，用户使用时不需要二次开发，只需各种功能模块，灵活地进行控制系统组态。

1.2 系统总体方案设计和工艺要求

1.2.1 系统总体方案

①系统的主要功能、技术指标、原理性方框及文字说明。 ②系统的硬件结构及配置，主要软件的功能、结构框图。 ③保证性能指标要求的技术措施。 ④可靠性设计。 1.2.2 工艺要求 采用的技术主要有：

（1） 通过红外发射装置远程遥控小车； （2） 8051芯片的使用

（3） 红外线光感检测障碍，实现自动避障

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1.3 系统设计要求

1.3.1 硬件电路图用Protel DXP绘制，符合最新制图标准，表达完整，布局合理。

1.3.2 注重系统设计的几大原则（安全可靠，操作维护方便，实时性强，通用性好，在满足使用的前提下，使产品性价比尽可以高）。

1.3.3 系统需求分析完整清楚；系统设计思路清晰，设计方案切实可行；计算正确可靠。避免冗长，反对抄袭。

1.3.4 红外遥控系统是利用红外发射与接收装置远程遥控小车的系统。是一套简易模型车体。包括遥控和自动驾驶两大功能。可以根据现场情况改变其行驶状态。

了解了该系统原理后，可以改装其成为简易机器人的底层动作平台，学习以伺服机为动力的移动平台设计原理及相关程序设计，还可以有其他的应用，凡是需要发单片机控制要想移动的机构都可能有机会使用到它。可以很有效率的设计一些高精密的传动系统。

1.4系统的基本工作原理

1.系统工作原理：

该系统是基于单片机的红外遥控小车系统，该系统包括了红外远程遥控器，2个步进电机，红外检测模块，和单片机的电源设计。

本系统首先是利用了红外发射接收装置容易获得且价格适中，信号较稳定，且不容易发散。小车的驱动和转向是由2个步进电机控制，2个步进电机的正反转可以很好的完成小车的前进，后退，左转，右转。小车在无人控制的情况下可以进行自动驾驶，利用光电检测可以检测到20~30CM内是否有障碍物，可以完成避障。

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第二章 硬件设计

2.1 系统的总体结构和框架图

过程计算机控制系统的设计过程分为总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试四个部分。在进行控制系统设计前，应该首先考虑对控制对象进行深入的调查和分析，并熟悉工艺流程，根据生产中提出来的问题，确定系统所需要完成的任务。然后写出论证，选择控制方案，控制方案的好坏，直接影响控制效果、系统投资和系统的经济效益。

用单片机实现的智能小车控制系统如下:

红外发射 单 片 机 键盘输入

图 2-1 遥控小车发射板电路图

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红外接收 单 片机 自动驾驶提示灯 电机前后控制 避障光电检测 电机左右控制 图2-2遥控小车接收板电路图

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