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1、毕业论文红外遥控玩具车的设计徐明亮吉 林 建 筑 工 程 学 院 2012 年 6月毕业论文红外遥控玩具车的设计学生：徐明亮指 导 教 师：迟耀丹 专 业：电子信息科学与技术所 在 单 位： 电气与电子信息工程学院答 辩 日 期：2012 年6月53 / 62目录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 设计背景与目的11.1.1 设计背景11.1.2 设计目的11.2 设计主要容和要求21.2.1 设计主要容21.2.2 设计要求21.3 设计意义21.4 本章小结2第2章 总体方案设计32.1 系统原理框图32.2 主要功能模块方案设计与论证32.2.1 主控系统方案设计与论证42
2、.2.2 电机驱动模块方案设计与论证42.2.3 显示模块方案设计与论证52.2.4 循迹模块方案设计与论证62.2.5 避障模块方案设计与论证72.2.6 电源模块方案设计与论证82.2.7 红外线模块方案设计与论证82.3 本章小结9第3章 硬件设计103.1主控系统103.1.1 AT89C51简介103.1.2 AT89C51功能部件和特性113.1.3 AT89C51引脚说明113.2 电机驱动系统133.2.1 电机驱动电路133.2.2 L298N简介133.2.3 小车方向与速度控制153.3 循迹系统163.3.1 循迹原理163.3.2 TCRT5000光电对管简介163.
3、3.3 LM324比较器173.4 避障系统183.4.1 避障原理183.4.2 避障报警183.5 无线遥控系统193.5.1 红外发射电路193.5.2 HT6221简介203.5.3 红外接收电路203.6 显示系统213.6.1 LCD1602简介213.6.2 LCD1602功能特性213.6.3 LCD1602引脚说明213.7 最小单元电路系统223.7.1 复位电路模块223.7.2 时钟电路233.8 本章小结24第4章 软件设计254.1 发送端程序流程图254.1.1 发送端主程序流程图254.1.2 发送端中断子程序流程图254.2 接收端程序流程图264.2.1 接
4、收端主程序流程图264.2.2 接收端中断子程序流程图274.2.3 数据处理子程序流程图284.3 自动循迹避障流程图294.4 本章小结30结 论31致 32参考文献33附录134附录235附录354摘 要红外线遥控小车具有体积小、成本低、生存能力强等特点，是上世纪提出的一种新型小车，在军事侦察、反恐、防爆、防核化与污染等危险与恶略环境作业中有广阔的应用前景。本设计对红外遥控智能玩具小车的设计过程进行了全面描述,包括主体设计方案、各模块的硬件电路设计描述以与单片机控制程序的编写。小车设计主要由单片机控制系统模块、电机驱动模块、循迹模块、避障模块、显示模块以与无线接收发射模块组成，集成驱动、
5、控制、传感和能源等于一体。系统以AT89C51单片机为主控核心，对外设进行控制，利用线性稳压芯片对电压进行稳定控制，为单片机与其他外设进行稳定供电，利用红外对管进行黑白信号检测，利用L298N电机驱动模块对直流电机进行稳定控制，利用无线遥控芯片HT6221进行遥控，发射指令编码信号，再通过一体化红外接收头HS0038接收，经过单片机解码发出命令指令，再通过两个直流电动机的控制，实现小车停车、倒车、左转、右转等状态功能。本次设计还利用红外对管发出的红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点，为小车添置了循迹避障功能，实现小车智能行驶，并且用LCD1602显示小车即时运动状态。这次设计通过
6、基于完备的软硬件系统，很好的实现了小车循迹避障、显示运动状态等功能。关键词 单片机；红外对管；比较器；一体化红外接收头ABSTRACTThe infrared remote controlled car has a small size, low cost, survival ability, and other features. It is a new type of car proposed in the last century. And it have broad application prospects in the dangerous and evil work environ
7、ment of the military reconnaissance, terrorism, explosion-proof, preventing the nucleation and pollution in slightly. This design of infrared remote controlled car design processing of the intelligent a comprehensive description, including main body design, hardware circuit design of each module is
8、described and the writing of the single chip microcomputer control procedures. The small car design mainly by the single chip microcomputer control system module, motor driver module, methodist tracing module, obstacle avoidance module, display module and wireless access launch module, integrated dr
9、ive, control, sensors and energy equal to one. With AT89C51 single-chip microcomputer control system for core, foreign set control, using linear regulator chip to voltage stability of control for single chip microcomputer and other peripherals for the reliable power supply, the use of infrared pipe
10、is black and white signal detection, use L298N motor driver module to the dc motor stability control, use wireless remote control chip HT6221 remote controlled, launch instruction encoding signals, then through the integrated infrared sensor HS0038 receiving, single chip commands decoding instructio
11、n, again through the two dc motivation of the control, realize the small car parking, backing up, turn right, turn left, the state function. The design also use of a tube of infrared infrared in different colors of physical surface has a different reflection properties characteristics for the car to
12、 acquire the follow mark obstacle avoidance function, achieve intelligent driving car, and use LCD1602 show car instant motionsBased on the perfect design of the hardware and software system, it is well realized on car tracing obstacle avoidance, displaying motion state and other functions.Keywords
13、SCM; Infrared to tube; comparator;Integration infrared sensor第1章 绪论1.1 设计背景与目的1.1.1 设计背景随着消费电子技术和自动控制技术等的快速发展,以与人们生活水平的提高，各种方便于生活的消费电子产品行业发展如雨后春笋般，层出不穷。当今市场传统低科技含量产品比重逐步缩水，而高科技含量的电子产品则蒸蒸日上。现今智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、声控系统等功能，飞思卡尔智能小车更是走在前列。我国作为世界电子产品生产大国，可在高科技产品的发展方面和外国的差距还是有的
14、。比如说苹果公司把产品90%的利润带走，而只给制造商留下10%，少部分人拿走了巨额财富，却要让数十万人再去瓜分那可怜的10%利润。所以，与时投入精力广泛开展这方面的研究，无论对技术创新应用，还是社会经济发展，都有重大的现实意义。鉴于国和国外科技方面发展较落后的原因，我选择了红外遥玩具车为我的毕业论文题目。在设计中，对红外遥控、电机控制等技术做些深入了解，真身体验为什么科学技术才是第一生产力。也同时希望在设计中使用更多的先进技术且能有效的控制设计成本，使其表现出极高的性价比和极强的市场竞争力。希望在以后能在科学技术领域扎根创新，与时俱进，有所成就，撑起IT行业一片天地，并应用于民生，造福于大众。
15、1.1.2 设计目的直流电机的控制技术是电机控制的最基本技术，本设计目的是通过设计直流电动玩具车，实现两个直流电机的控制，使小车可按规定线路和要求行驶。通过设计培养学生综合运用四年大学所学知识去分析问题和解决实际问题的能力。在实践中检验所学知识,从而加强理论与实践的相结合。 体验一个科研项目开发的全过程，学会单片机开发应用方法,锻炼应用能力,动手能力。本课题设计是具有一定难度的基于单片机的应用系统开发项目，培养学生创新精神和创新能力。通过这次毕业论文与设计，检验自己综合素质和专业教育的培养效果，并且学会阅读、利用英文文献资料，阅读并翻译外文资料的能力，进一步提高对系统设计和撰写论文的能力。1.2 设计主要容和要求1.2.1 设计主要容设计一个红外遥控的电动车，使之可按遥控器的控制行走。该电动车要具备下述功能：（1）能够接受并识别红外遥控信号，并根据此命令动作；（2）具有避障功能，当探测到有障碍物时能够与时避开；（3）能够显示停车、倒车、左转、右转等状态；（4）能够按事先设定好的轨迹行走。1.2.2
