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1、目 录第1章 绪论11.1 课题背景11.2 国内外智能车辆研究现状11.2.1 国外智能车辆研究现状11.2.2 国内智能车辆研究现状31.3 课题主要工作内容31.3.1 手动控制功能41.3.2 超声波避障功能41.4 本章小结4第2章 系统总体设计52.1 系统设计思路52.2 系统硬件设计52.2.1 系统功能模块的划分52.2.2 单片机数目的选定62.2.3 系统原理框图62.3 系统软件设计72.3.1 软件分层结构72.3.2 多任务结构72.3.3 消息驱动结构92.4 本章小结10第3章 芯片简介113.1 AT89C52单片机113.1.1 MCS-51单片机简介113
2、.1.2 AT89C52单片机113.1.3 AT89C52引脚说明133.2 遥控模块编解码芯片153.2.1 红外遥控编解码标准简介153.2.2 编解码芯片的选型163.2.3 TX-2/RX-2编解码芯片173.3 电机驱动芯片203.3.1 步进电机驱动芯片203.3.2 直流电机驱动芯片223.4 本章小结24第4章 硬件电路设计254.1 单片机系统设计254.1.1 单片机复位电路254.1.2 单片机时钟电路254.2 红外遥控模块的设计264.2.1 红外遥控原理264.2.2 遥控发射电路274.2.3 遥控接收电路284.3 显示模块的设计284.4 声音提示功能的设计
3、294.5 前轮转向模块的设计294.5.1 步进电机控制原理294.5.2 前轮转向的机械结构设计304.5.3 前轮转向中点校准功能的设计314.5.4 前轮转向模块电路图314.5.5 前轮转向任务的软件设计324.6 后轮驱动模块的设计324.6.1 直流电机控制原理324.6.2 直流电机电路图324.7 超声测障模块的设计334.7.1 超声波测障原理334.7.2 超声波发射电路344.7.3 超声波接收电路354.7.4 超声波测障模块的软件的设计354.8 单片机通信模块的设计354.8.1 单片机通信方式的选型354.8.2 单片机通信的软件设计364.9 本章小结37第5
4、章 软件系统设计385.1 程序流程图385.2 程序编写415.2.1 编程语言介绍415.2.2 编写源程序425.3 本章小结42第6章 结论43基于单片机的电动小汽车的控制摘 要本课题为基于单片机的电动小汽车的控制，主要功能是实现对小汽车的智能控制。本设计采用2片AT89C52单片机构成智能控制系统的核心，主从单片机之间采用串行口进行通信，共同实现对小汽车的各种控制。系统硬件功能部分由各个独立的功能模块分工完成，这种功能控制模块的划分很好地提高了系统的可靠性与可维护性，使得整个系统从整体上来看层次分明，更加结构化与立体化。其中，红外遥控部分采用遥控车模专用的编、解码芯片TX-2/RX-
5、2，提高了控制的可靠性；电机驱动部分采用直流电机驱动小汽车行进，采用步进电机实现对小汽车转向的精确控制，在直流电机驱动芯片中加入脉冲宽度调制（PWM）技术可对小汽车的行进速度进行调节；采用超声波传感器进行障碍识别，在小车行进过程中检测到障碍物时将障碍信号反馈给从单片机，由单片机发出相应的控制信号。本设计中的智能控制小车由小汽车本体与遥控器两部分组成，遥控器上使用了自制的前、后、左、右四方向摇杆开关和电源开关5个功能开关，操作简便，小车上提供了由发光二极管和蜂鸣器组成的声光提示系统，使得小汽车行进过程中的各种信息一目了然，操作界面非常友好。本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了小车的启动停止
6、、直线行驶、曲线行驶、超声波测距避障等功能。关键词：AT89C52单片机；红外遥控；步进电机；直流电机；脉冲宽度调制；超声波传感器Microcontroller-based control of electric CarsonABSTRACTThis topic is microcontroller-based control of electric cars, the main function is to achieve intelligent control of the car. This design used two AT89C52 microcontroller constitu
7、te the core of the intelligent control system, two single-chip used serial port to communicate, together to achieve a variety control of the car. System hardware functions by the completion of the division of individual functional modules, This function control module framing improve system reliabil
8、ity and maintainability, makes the whole system structured from the whole, more structured and three-dimensional. Among them, The part of infrared remote used remote control car models dedicated encoder and decoder chip TX-2/RX-2, improved the reliability of the control; The part of motor drive used
9、 DC motor drive the cars traveling, used stepping motor to achieve precise control of the car steering, add a pulse width modulation (PWM) technology to DC motor driver chip can adjust the traveling speed of the car; Used ultrasonic sensors identify obstacles, When an obstacle is detected in the pro
10、cess of moving of the car, make obstacles signal back to the Vice microcontroller, the microcontroller issued appropriate control signals.This design of the intelligent control car composed by the car body and the remote control two parts, the remote control used a homemade four-way rocker switch ab
11、out front, back, left and right and power switch of five function switch, easy to operate, the car provided sound and light tips by a light emitting diode and a buzzer, makes the cars information in the process of moving at a glance, the user interface is very friendly.This design is based on a comp
12、lete hardware and software system, achieved cars start and stop, driving straight, curve driving, ultrasonic ranging obstacle avoidance and other functions.Keywords：AT89C52-MCU；Infrared Remote Control；Stepper motor；DC motor；PWM；Ultrasonic sensors 第1章 绪论1.1 课题背景随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也越来越受到人们关注。智能车辆是当今车辆
13、工程领域研究的前沿，它体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机科学等多个学科领域理论技术的交叉和综合应用，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，是未来汽车发展的趋势。在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已经成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键性设备。随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，很多电子产品越来越呈现出机电一体化、智能化、小型化等趋势。各种智能化小车在玩具市场中也占了一个很大的比例，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。因此，智能小车的设计和研究具有重要的意义并且有很
14、高的市场价值。1.2 国内外智能车辆研究现状智能车辆是上世纪提出的一种新型车辆，由于在军事侦察、反恐、防爆、防核化及污染等危险与恶劣环境作用中有着广阔的应用前景，使其成为一个重要的研究热点，下面是国内外智能车辆研究的发展情况。1.2.1 国外智能车辆研究现状国外智能车辆研究的历史比较长，始于上世纪50年代，且发展迅速，已取得了较好的研究成果。20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS（Automated Guided Vehicle System）。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台
15、，但它却具有了智能车辆最基本得特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平，应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感技术的发展，智能车辆的研究不断得到新的发展。20世纪80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲，普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索。在美洲，美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟（NAHSC），其目标之一就是研究发展智能车辆的可能性，并促进智能车辆技术进入实用化。在亚洲，日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会，主要目的是研究自动车辆导航的方法，促进日本智能车辆技术的整体进步。进入80年代中期，设计和制造智能车辆的浪潮席卷全世界，一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。20世纪90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。最为突出的是美国卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所完成的Navlab系列自主车（Navlab1Navlab10）的研究，取得了显著的成就。目前，日本、美国、德国等工业大国在智能车辆技术上占据着明显的优势，新近崛起的韩国在智能小车研究方面也逐渐走向
