电动智能小车设计资料.docx

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1、80C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好 评。这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计，该设计是结 合科研工程而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的，采用80c51单片 机为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障, 快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功 能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍 了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。采用的技术主要有：(1)通过编程来控制小车的速度；(2)传感器的有效应用；(3)新型显示芯片的采用

2、.关键词80c51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车一定的精度要求，这些电路中的运放均引入了深度负反响；而为了提高比较器的反响 速度和灵敏度，它所采用的运放不但没有引入负反响，有时甚至还加正反响。因此比 较器的性能分析方法与放大、运算电路是不同的。 非线性。由于比较器中运放处于开环或正反响状态，它的两个输入端之间的 电位差与开环电压放大倍数的乘积通常超过最大输出电压，使其内部某些管子进入饱 和区或截止区，因此在绝大多数情况下输出与输入不成线性关系，即在放大、运算等 电路中常用的计算方法对于比较器不再适用。 开关特性。比较器的输出通常只有高电平和低电平两种稳定状态，因此它相 当与一个受输入

3、信号控制的开关，当输入电压经过阈值时开关动作，使输出从一个电 平跳变到另一个电平。由于比较器的输入信号是模拟量，而它的输出电平是离散的， 因此电压比较器可作为模拟电路与数字电路之间的过渡电路。由于比较器的上述特点，在分析时既不能象对待放大电路那样去计算放大倍数， 也不能象分析运算电路那样去求解输出与输入的函数关系，而应当着重抓住比较器的 输出从一个电平跳变到另一个电平的临界条件所对应的输入电压值(阈值)来分析输 入量与输出量之间的关系。如果在比较器的输入端加理想阶跃信号，那么在理想情况下比较器的输出也应当 是理想的阶跃电压，而且没有延迟。但实际集成运放的最大转换速率总是有限的，因 此比较器输出

4、电压的跳变不可能是理想的阶跃信号。电压比较器的输出从低电平变为 高电平所须的时间称为响应时间。响应时间越短，响应速度越快。减小比较器响应时间的主要方法有：(1)尽可能使输入信号接近理想情况，使它在阈值附近的变化接近理想阶跃且幅度足够大。(2)选用集成电压比较器。(3)如果选用集成运放构成比较器，为了提高响应速度可以加限幅措施，以防止集 成运放内部的管子进入深饱和区。具体措施多为在集成运放的两个输入端并联二极 管。如图2. 4电压比较器电路所示：图2. 4电压比较器电路在本设计中，光电传感器只输出一种高低电平信号且伴有外界杂波干扰，所以我 们尝试采用了一种滞回比较器。简单电压比较器结构简单，而且

5、灵敏度高，但它的抗 干扰能力差，也就是说如果输入信号因受干扰在阈值附近变化，那么比较器输出就会反 复的从一个电平跳到另一个电平。如果用这样的输出电压控制电机或继电器，将出现 频繁动作或起停现象。这种情况，通常是不允许的。而滞回比较器那么解决了这个问题。 滞回比较器有两个数值不同的阈值，当输入信号因受干扰或其他原因发生变化时，只 要变化量不超过两个阈值之差，滞回比较器的输出电压就不会来回变化。所以抗干扰 能力强。但是，滞回比较器毕竟是模拟器件，温度的漂移是它无法消除的。方案四：施密特触发器。综合考虑系统的各项性能，最后我们决定采用数字器件一一施密特触发器。施密特触发器是双稳态触发器的变形,它有两

6、个稳定状态,触发方式为电平触发, 只要外加触发信号的幅值增加到足够大，它就从一个稳定状态翻转到另一个稳定状 态。施密特触发器具有与滞回比较器相类似的滞回特性，但施密特触发器的抗干扰能 力比滞回比较器更强。2.行车距离检测由于红外检测具有反响速度快、定位精度高，可靠性强以及可见光传感器所不能 比较的优点，故采用红外光电码盘测速方案。具体电路同图2.5行车距离检测电路 所示：+；vO图2. 5行车距离检测电路红外测距仪由测距轮，遮光盘，红外光电耦合器及凹槽型支架组成的。测长轮的 周长为记数的单位，最好取有效值为单一的数值（如本设计中采用0.1米），精度根 据电动车控制的需要确定。测距轮安装在车轮上

7、，这样能使记数值准确一些。遮光盘有一缺口，盘下方的凹形物为槽型光电耦合器，其两端高出局部的里面分 别装有红外发射管和红外接收管。遮光盘在凹槽中转动时，缺口进入凹槽时，红外线 可以通过，缺口离开凹槽红外线被阻挡。由此可见，测距轮每转一周，红外光接收管 均能接收到一个脉冲信号经过整形器后送入计数器或直接送入单片机中。为实现可逆记数功能，我们在测距仪中并列放置了两个槽型光电耦合器，遮光盘 先后通过凹槽可产生两个脉冲信号。根据两个脉冲信号发生的先后顺序与两个光电耦 合器的位置关系，即可计算出玩具车的行驶方向（前进或后退）。遮光盘及槽型光电耦合器均安装在不透光的盒子里，以防止外界光线的干扰，使 电路不能

8、正常工作。测距原理：将光栅安装在电机轴上，当电机转动时，光栅也随之转动，同时安装 在光栅一侧的红外发光二极管点亮，在光栅的另一侧设有红外三极管，用于接收红外 发光二极管发出的红外线信号。由于光栅随电机高速转动，那么红外线三极管接收到的 就是一系列脉冲信号。将该信号传输到80c51单片机的内部计数器计数，根据预先实 测的数据换算关系即可计算出电动机车的行车距离。三显示电路本设计中用两片4位八段数码管gem4561ae作显示器,并具有双重功能,在小车不 行驶时其中一片显示年、月，另一片显示时、分；当小车行驶时一，分别显示时间和行 驶距离。四系统原理图简易智能电动车采用80C51单片机进行智能控制。

9、开始由手动启动小车，并复位, 当经过规定的起始黑线，由超声波传感器和红外光电传感器检测，通过单片机控制小 车开始记数显示并避障、调速；系统的自动避障功能通过超声波传感器正前方检测和 红外光电传感器左右侧检测，由单片机控制实现；在电动车进驶过程中，采用双极式 H型PWM脉宽调制技术，以提高系统的静动态性能；采用动态共阴显示行驶时间和里 程。系统原理图如图2. 6所示。图2. 6系统原理图第三章硬件设计一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两局部内容：一是系统扩展，即单片 机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O 口、定时/记数器、中断系统等能量不能满足 应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选

10、择适当的芯片，设计相应的电路。二是 系统配置，既按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器、打印机、A/D、D/A 转换器等，要设计合适的接口电路。一 80C51单片机硬件结构80C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限 的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据 存储器、程序存储器、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能 寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片 的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。1微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与

11、通用的微处理器基本相同，同样包括了 运算器和控制器两大局部，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可 以进行位变量的处理。2数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节，用来存储程序在运行期间的 工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。3程序存储器由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存储器的 容量不够，那么需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64k字节。4中断系统具有5个中断源，2级中断优先权。5定时器/计数器片内有2个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。6串行口1个全双工的串行口，具有四种工作方式。可用

12、来进行串行通讯，扩展并行I/O 口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。7 Pl 口、P2 口、P3 口、P4 口为4个并行8位I/O 口。8特殊功能寄存器共有21个，用于对片内的个功能的部件进行管理、控制、监视。实际上是一些 控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。由上可见，80c51单片机的硬件结构具有功能部件种类全，功能强等特点。特别 值得一提的是该单片机CPU中的位处理器，它实际上是一个完整的1位微计算机，这 个一位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O 口和指令集。1位机在开关决策、逻 辑电路仿真、过程控制方面非常有效；而8位机在数据采

13、集，运算处理方面有明显的 长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起，二者相辅相承，它 是单片机技术上的一个突破，这也是MCS-51单片机在设计的精美之处。二最小应用系统设计80c51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单、可靠。 用80C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可, 如图3.1 80C51单片机最小系统所示。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一 些小型的控制单元。其应用特点：(1)有可供用户使用的大量I/O 口线。(2)内部存储器容量有限。(3)应用系统开发具有特殊性。图3. 1 80C51单片机最

14、小系统1、时钟电路80c51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路。80c51单片机 的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上 外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振荡。本设计采用最常用的内部时钟方式,即用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1. 2MHZ到12MHz之间选择。 电容值无严格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响，CXI、CX2可在20pF至IlOOpF之间取值，但在60pF到70pF时振荡器有 较高的频率稳定性。所以本设计中，振荡晶

15、体选择6MHZ,电容选择65pF。在设计印刷电路板时，晶体和电容应尽可能靠近单片机芯片安装，以减少寄生电 容，更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。为了提高温度稳定性，应采用NPO电容。 2、复位电路80C51的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器用 来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一 次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来 实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。时钟频率用6MHZ

16、 时 C取22uF,R取 1KQ。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按 键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端经电阻与电源 Vcc接通而实现的。按键手动复位电路见图3. 2o时钟频率选用6MHZ时，C取22uF, Rs 取 200Q, Rk 取 1KQORST80C51图3.2 80C51复位电路三前向通道设计单片机用与测控系统时，总要有与被测对象相联系的前向通道。因此，前向通道 设计与被测对象的状态、特征、所处环境密切相关。在前向通道设计时要考虑到传感 器或敏感元件选择、通道结构、信号调节、电源配置、抗干扰设计等。在通道电路设 计中还

17、涉及到模拟电路诸多问题。1、前向通道的含义当将单片机用作测、控系统时，系统中总要有被测信号输入通道，有计算机拾取 必要的输入信息。作为测试系统，对被测对象拾取必要的原始参量信号是系统的核心 任务，对控制系统来说，对被控对象状态的测试以及对控制条件的监测也是不可缺少 的环节。对被测对象状态的测试一般都离不开传感器或敏感元件，这是因为被测对象的 状态参数常常是一些非电物理量，如温度、压力、载荷、位移等，而计算机是一个数 字电路系统。因此，在前向通道中，传感器、敏感元件及其相关电路占有重要地位。对被测对象的信号的拾取其主要任务就是最忠实地反映被测对象的真实状态， 它包括实时性与测量精度。同时使这些测

18、量信号能满足计算机输入接口的电平要求。因此，单片机应用系统中的前向通道表达了被测对象与系统相互联系的信号输 入通道,原始参数输入通道。由于在该通道中主要是传感器与传感器有关的信号调节、 变换电路,故也可称为传感器接口通道。在单片机应用系统中，对信号输入、传感、变换应作广义理解，例如开关量的检 测及信号输入，在单片机的各种应用系统中有着广泛的应用。最简单的开关量输入通 道就是一个具有TTL电平的状态开关，如水银温度触点、温度晶闸管、时间继电器、 限位开关等。故只要反映外界状态的信号输入通道都可称为前向通道。并不是所有单片机应用系统都有前向通道，例如时序控制系统，只根据系统内部 的时间序列来控制外

19、部的运行状态；分布式测控系统中的智能控制总站完成上级主计 算机与现场测、控子站计算机之间的指令、数据传送。这些应用系统没有被测对象， 故不需要前向通道。2、前向通道的设计(1)传感器的比较识别障碍的首要问题是传感器的选择，下面对几种传感器的优缺点进行说明(见 表3. Do探测障碍的最简单的方法是使用超声波传感器，它是利用向目标发射超声 波脉冲，计算其往返时间来判定距离的。该方法被广泛应用于移动机器人的研究上。 其优点是价格廉价，易于使用，且在10m以内能给出精确的测量。不过在ITS系统中 除了上文提出的场景限制外，还有以下问题。首先因其只能在10m以内有效使用，所 以并不适合ITS系统。另外超

20、声波传感器的工作原理基于声，即使可以使之测达100m远，但其更新频率为2Hz,而且还有可能在传输中受到它信号的干扰，所以在CW/ICC 系统中使用是不实际的。表3.1传感器性能比较传感器类型超声波视觉激光雷达MMW雷达超声波视觉激光雷达MMW雷达价格合理，夜间不受影响。易于多目标测量和分类，分辨 率好。价格相合理，夜间不受影响 不受灯光、天气影响。测量范围小，对天气变化敏感。不能直接测量距离，算法复杂，处理 速度慢。对水、灰尘、灯光敏感。价格贵视觉传感器在CW系统中使用得非常广泛。其优点是尺寸小，价格合理，在一定 的宽度和视觉域内可以测量定多个目标，并且可以利用测量的图像根据外形和大小对 目标

21、进行分类。但是算法复杂，处理速度慢。雷达传感器在军事和航空领域已经使用 了几十年。主要优点是可以鲁棒地探测到障碍而不受天气或灯光条件限制。近十年来 随着尺寸及价格的降低，在汽车行业开始被使用。但是仍存在性价比的问题。(2)超声波障碍检测超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，其频率超过20KHz,分横向振荡和纵向 振荡两种，超声波可以在气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。它有折射和反 射现象，且在传播过程中有衰减。利用超声波的特性，可做成各种超声波传感器，结 合不同的电路，可以制成超声波仪器及装置，在通讯、医疗及家电中获得广泛应用。作为超声波传感器的材料，主要为压电晶体。压电晶体组成的超声波传

22、感器是一 种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时, 也能转变成电能，故它分为发送器和接收器。超声波传感器有透射型、反射型两种类 型，常用于防盗报警器、接近开关、测距及材料探伤、测厚等。本设计采用T/R-40-12小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检测元件，其 中心频率为40Hz,由80C51发出的40KHz脉冲信号驱动超声波传感器发送器发出 40KHz的脉冲超声波，如电动车前方遇到有障碍物时，此超声波信号被障碍物反射回 来，由接收器接收，经LM318两级放大，再经带有锁相环的音频解码芯片LM567解码, 当LM567的输入信号大于25mV时，输出端由高电

23、平变为低电平，送80c51单片机处 理。超声波检测如图3. 3超声波检测电路所示。图3.3超声波检测电路四后向通道设计在工业控制系统中，单片机总要对控制对象实现操作，因此，在这样的系统中， 总要有后向通道。后向通道是计算机实现控制运算处理后，对控制对象的输出通道接 o根据单片机的输出和控制对象实现控制信号的要求，后向通道具有以下特点： (1)小信号输出、大功率控制。根据目前单片机输出功率的限制，不能输出控制对 象所要求的功率信号。(2)是一个输出通道。输出伺服驱动系统控制信号，而伺服驱动系统中的状态反响 信号通常是作为检测信号输入前向通道。(3)接近控制对象，环境恶劣。控制对象多为大功率伺服驱

24、动机构，电磁、机械干 扰较为严重。但后向通道是一个输出通道，而且输出电平较高，不易受到直接 损害。但这些干扰易从系统的前向通道窜入。单片机在完成控制处理后，总是以数字信号通过I/O 口或数据总线送给控制对 象。这些数字信号形态主要有开关量、二进制数字量和频率量，可直接用于开 关量、数字量系统及频率调制系统，但对于一些模拟量控制系统，那么应通过数 /模转换成模拟量控制信号。根据单片机输出信号形态及控制对象要求，后向通道应解决：(1)功率驱动。将单片机输出信号进行功率放大，以满足伺服驱动的功率要求。(2)干扰防治。主要防治伺服驱动系统通过信号通道、电源以及空间电磁场对计算 机系统的干扰。通常采用信

25、号隔离、电源隔离和对功率开关实现过零切换等方 法进行T扰防治。(3)数/模转换。对于二进制输出的数字量采用D/A变换器；对于频率量输出那么可 以采用本设计调速采用PWM调速汽为顺利实现电动小汽车的左转和右转，本设计采用了可逆PWM变换器。可逆PWM 变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H型 变换器，它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。图3. 4为双 极式H型可逆PWM变换器的电路原理图。4个电力晶体管的基极驱动电压分为两组。VT1和VT4同时导通和关断，其驱动 电路中Ubl=Ub4； VT2和VT3同时动作，其驱动电压Ub2=Ub3= -U

26、bl。双极式PWM变换器的优点如下：(1)电流一定连续；(2)可使电动机在四象限中运行；(3)电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；(4)低速时，每个晶体管的驱动脉冲仍较宽，有利于保证晶体管可靠导通；(5)低速平稳性好，调速范围可达20000左右。1 脉宽调制原理：脉宽调制器本身是一个由运算放大器和几个输入信号组成的电压比较器。运算放图3. 4双极式H型可逆PWM变换器电路原理图大器工作在开换状态，稍微有一点输入信号就可使其输出电压到达饱和值，当输入电 压极性改变时，输出电压就在正、负饱和值之间变化，这样就完成了把连续电压变成 脉冲电压的转换作用。加在运算放大器反相输入端上的有三个输入信号。

27、一个输入信 号是锯齿波调制信号，另一个是控制电压，其极性大小可随时改变，与锯齿波调制信 号相减，从而在运算放大器的输出端得到周期不变、脉宽可变的调制输出电压。只要 改变控制电压的极性，也就改变了 PWM变换器输出平均电压的极性，因而改变了电动Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article i

28、ntroduces the CCUT graduation design with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop auto

29、matically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs an

30、d the result analyze.The adoption of technique as:(1) Reduce the speed by program the engine；(2) Efficient application of the sensor;(3) The adoption of the new display chip.Keywords 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car机的转向.改变控制电压的

31、大小，那么调节了输出脉冲电压的宽度,从而调节电动机的转 速.只要锯齿波的线性度足够好,输出脉冲的宽度是和控制电压的大小成正比的.2、逻辑延时环节：在可逆PWM变换器中，跨接在电源两端的上下两个晶体管经常交替工作.由于晶 体管的关断过程中有一段存储时间和电流下降时间，总称关断时间，在这段时间内晶 体管并未完全关断.如果在此期间另一个晶体管已经导通,那么将造成上下两管之通,从 而使电源正负极短路.为防止发生这种情况,设置了由RC电路构成的延时环节.3、电源的设计本设计的电源为车载电源。为保证电源工作可靠，单片机系统与动力伺服系统的 电源采用了大功率、大容量的蓄电池；而传感器的工作电源那么采用了小巧

32、轻便的干电 池。五显示电路设计本设计中用两片4位八段数码管gem4561ae作显示器,并具有双重功能,在小车不 行驶时其中一片显示年月，另一片显示时.分.当小车行驶时,分别显示时间和行驶距 离原理图如图1.本设计中采用新型芯片EM78P458作为显示驱动器，它的管脚如图3.5 EM78P458 管脚介绍所示,用单片机的并行口控制,一个数码显示电路用4个口线,用专用驱动芯 片控制可以减少对CPU的利用时间，单片机将有更多的时间去完成其他功能.图3. 5 EM78P458的管脚Icd2lcd3ledlled4vssa17bVCCgndd3cd2dd，EM78P458edOfdpg该芯片共有20个管

33、脚，管脚LED1、LED2, LED3、LED4分别接10k电阻和三极 管后与4位八段数码管5461中的al、a2、a3、a4四个数位选择端相连，这四个数位 选择端用来产牛LED选通信号。管脚a、b、c、d、e、f、g、dp分别接680欧电阻后与四位八段数码管5461中 的a、b、c、d、e、f、g、dp相连，分别控制各段码和小数点。管脚d0、dl、d2、d3接单片机并行口，通过对单片机对芯片进行控制。管脚vss 串上10k电阻后与vcc管脚相接后再接+5v电源，管脚gnd接地。该芯片所驱动的显示电路如图3. 6 EM78P458集成显示电路所示显示驱动器支持动态显示，其显示功能如表4. 2真

34、值表所示，0000-1001显示从 0-9数字，1010是未进位时是小数点清位,io”是进位后加小数点，noo-iin是八 段共阴数码管的位选。a4901490149014恩9014图3. 6 EM78P458集成显示电路表4. 2真值表D3D2D1DO显示000000001100102001130100401015011060111710008100191010清小数点1011加小数点1100al选通1101a2选通1110a3选通1111a4选通第四章软件设计系统软件设计说明在进行微机控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每 个生产对象的实际需要设计应用程序。因此，软件

35、设计在微机控制系统设计中占重要 地位。对于本系统，软件更为重要。在单片机控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处 理包括：数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定 的方法进行计算，然后再输出，以便控制生产。为了完成上述任务，在进行软件设计时，通常把整个过程分成假设干个局部，每一 局部叫做一个模块。所谓“模块”，实质上就是所完成一定功能，相对独立的程序段, 这种程序设计方法叫模块程序设计法。模块程序设计法的主要优点是：1、单个模块比起一个完整的程序易编写及调试；2、模块可以共存，一个模块可以被多个任务在不同条件下调用；3、模块程序允许设计者分割任务

36、和利用已有程序，为设计者提供方便。本系统软件采用模块化结构，由主程序、定时子程序、避障子程序、中断子程序 显示子程序、调速子程序、算法子程序构成。一主程序设计主程序清单如下：limiwequ30h;厘米位miaoequ31h;秒位fenmiequ32h;分米位fmiaoequ33h;分秒位meterequ34h;米位fenzhequ35h;分位pointequ36h;小数点位shimiequ37h;十米位shifnequ38h;十分位suduequ39h;速度控制jishkequ3ah ;记时开始zhondequ3bhzhoduequ3chzhonequ3ehmaichoequ3fhjinwe

37、bequ40hbhcsequ41hdpanequ42hfenchuequ43hfencunequ44hpandequ45hfenmcequ51horgOOOOhajmpmainorgOOObhajmpstOorgOOlbhajmpstlorgOlOOhmainmov limiw, #00h mov miao, #00h mov fenmi,#00h mov fmiao, #00h mov meter, #00h mov fenzh,#00h mov point,#Obh mov shimi, #00h mov shifn, #00h mov jishk,#00h mov zhond,#00h

38、mov zhodu, #00hmov zhon,#00h mov maicho, #00h mov jinweb, #03h mov bhcs,#00h mov sp, #6fh mov tmod, #21h mov thO,#3ch mov tlO,#ObOh mov thl,#9ch mov til,#9ch setb ea setb etO setb etl mov pl, #0aah acall xianshi软件流程 如图4.1流程图所示:图4. 1流程图二显示子程序设计程序清单如下：xianshi:mov pl, #0aah mov pl,#0cch mov a, limiw sw

39、ap a add a, miao mov pl, a nopnopmov pl,#Oddh mov a, fenmi swap a add a, fmiao mov pl, a nop nopmov pl, #0eeh mov a, #ObOh add a, point mov pl, a nop nopmov pl,#0eeh mov a, meter swap a add a, fenzh mov pl, a nopnopmov pl, #Offh mov a, shimi swap aadd a, shifn mov pl, a ret三避障子程序设计程序清单如下： zhangai:jb

40、 25h,stopjnb 22h, youzhuan jnb 23h, youzhuan jnb 24h, zuozhuan jnb 26h, zuozhuan ajmp jiance zuozhuan:clr pO. 5clr pO. 4mov sudu,#05h acall delaa setb pO. 4 setb pO. 5 mov sudu,#07h ajmp jiance youzhuan:clr pO. 6clr pO. 7mov sudu,#05h acall delaa setb pO. 7 setb pO. 6 mov sudu,#07h ajmp jiance stop:

41、acall delay jnb 25h,zhangai clr trO第一章前言1第二章方案设计与论证3一直流调速系统3二检测系统4二显示电路9四系统原理图9第三章硬件设计10一 80c51单片机硬件结构10二最小应用系统设计11三前向通道设计13四后向通道设计15五显示电路设计17第四章软件设计20一主程序设计20二显示子程序设计25三 避障子程序设计26四软件抗干扰技术27五“看门狗”技术29六可编程逻辑器件30第五章测试数据、测试结果分析及结论31致谢32参考文献33附录A程序清单33附录B硬件原理图41mov a, fenmi mov fenmc, a mov a, #02h add

42、a, fenmc mov fenmc, a here: cjne a, fenmi, here clr trisetb p2. 6 acall delaa setb p2. 7 ajmp $ 四软件抗干扰技术提高玩具车智能控制的可靠性，仅靠硬件抗干扰是不够的，需要进一步借助于软 件抗干扰技术来克服某些干扰。在单片机控制系统中，如能正确的采用软件抗干扰 技术，与硬件干扰措施构成双道抗干扰防线，无疑为了将大大提高控制系统的可靠性。 经常采用的软件抗干扰技术是数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技 术、软件陷阱技术等。1、数字滤波技术：一般单片机应用系统的模拟输入信号中，均含有种种噪音和干

43、扰，它们来自被测 量本身、传感器、外界干扰等。为了进行准确测量和控制，必须消除被测信号中的噪 音和干扰。对于这类信号，采用积分时间等于20nls的整数倍的双积分A/D转换器， 可有效的消除其影响。后者为随机信号，它不是周期信号。对于随机干扰，我们可以 用数字滤波方法予以削弱或滤除。所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减 少干扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。数字滤波克服了模拟滤波 器的缺乏，它与模拟滤波器相比，有以下几个优点：数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好。数字滤波可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方 便，功能强的

44、特点。数字滤波可以对频率很低的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷。数字滤波器具有以上优点，所以数字滤波在微机应用系统中得到了广泛应用。2、开关量的软件抗干扰技术：干扰信号多呈毛刺状，作用时间短，利用这一点，我们在采集某一开关量信号时, 可屡次重复采集，直到连续两次或两次以上结果完全一致方为有效。假设屡次采样后， 信号总是变化不定，可停止采集，给出报警信号，由于开关量信号主要是来自各类开 关型状态传感器，如限位开关、操作按钮、电气触点等，对这些信号的采集不能用多 次平均的方法，必须绝对一致才行。如果开关量信号超过8个，可按8个一组进行分 组处理，也可定义多字节信息暂存区，按类似方法处理。在满足

45、实时性要求的前提下, 如果在各次采集数字信号之间接入一段延时，效果会好一些，就能对抗较宽的干扰。输出设备是电位控制型还是同步锁存型，对干扰的敏感性相对较大。前者有良好 的抗毛刺干扰能力，后者不耐干扰，当锁存线上出现干扰时，它就会盲目锁存当 前的数据，也不管此时数据是否有效。输出设备和惯性（响应速度）与干扰的耐受能 力也有很大关系。惯性大的输出设备（如各类电磁执行机构）对毛刺干扰有一定 的耐受能力。惯性小的输出设备（如通行口、显示设备）耐受能力就小一些。在软件 上，最为有效的方法就是重复输出同一个数据。只要有可能，其重复周期尽可能短些。 外设设备接受到一个被干扰的错误信息后，还来不及作出有效的反

46、响，一个正确的信 息又来了，就可及时防止错误动作的产生。另外，各类数据锁存器尽可能和CPU安装 在同一电路板上，使传输线上传送的都是锁存好的电位控制信号，对于重要的输出设 备，最好建立检测通道，CPU可以检测通道来确定输出结果的正确性。3、指令冗余技术：当CPU受到干扰后，往往将一些操作数当作指令码来执行，引起程序混乱。当程 序弹飞到某一字节指令上时，便自动纳入正轨。当弹飞到某一双字节指令上时，有可 能落到其操作数上，从而继续出错。当程序弹飞到三字节指令上时，因它有两个操作 数，继续出错的机会就更大。因此，我们应多采用单字节指令（NOP）或将单字节指令 重复书写，这便是指令冗余。指令冗余无疑会降低系统的效率，但在绝大多数情况下, CPU还不至于忙到不能多执行几条指令的程度，故这种方法还是被广泛采用。在一些对程序流向起决定作用的指令之前插入两条NOP指令，以保证弹飞的程序 迅速纳入正确轨道。在某些对系统工作状态重要的指令前也可插入两条NOP指令，以 保证正确执行。指令冗余技术可以减少程序弹飞的次数，使其很快进入程序轨道，但 这并不能保证在失控期间不干坏事，更不能保证程序纳入正常轨道后就太平无事了， 解决这个问题必须采用软件容错技术。4、软件陷阱技术：指令冗余使弹飞的程序安