遙控小汽車設計

52頁 21172字 設計說明書+程序+代碼




摘 要
根據(jù)題目要求，本設計采用2片AT89C52單片機構成主從式的控制系統(tǒng)，雙機采用串行口進行通信。紅外遙控部分采用遙控車模專用編、解碼芯片TX-2/RX-2，提高控制的可靠性；同時，在遙控發(fā)射端加入了用凌陽61板做的語音識別系統(tǒng)，能夠完成語音遙控功能。采用紅外傳感器進行里程檢測；超聲波傳感器進行障礙識別；感光電阻輔以步進電機控制的轉動機構進行光源方向的檢測，并能用軟件控制小車行駛到光源附近。采用步進電機對小車的轉向進行精確的控制，同時用紅外傳感器對轉向的角度進行校正。此外，采用四位LED數(shù)碼管和若干LED發(fā)光二極管顯示時間、行進的里程以及小車的各種狀態(tài)；采用AT24C08串行EEPROM記錄小車的行駛軌跡，并能按照所記錄的軌跡自動行駛。
本次設計基于完備的軟硬件系統(tǒng)，很好的實現(xiàn)了小車語音遙控、任意曲線行駛、路線記錄與重放、自動查找光源、自動避障，里程統(tǒng)計并發(fā)出指示信息等功能。

關鍵詞：單片機；超聲波傳感器；紅外遙控；語音識別；凌陽61板
ABSTRACT
According to the topic, my design needs to adopt two AT89C52 to form a control system of principal and subordinate. The communication between the two MCU is to adopt the serial port. Meanwhile, launch end join with insult male genital 61 sound recognition system that board make remotely, can finish the remote control function of the pronunciation, and it adopts the infrared sensor to measure the mileage; The ultrasonic sensor carries on the obstacle to discern; Sensitization resistance complement in order to walk into whom electrical machinery control rotate organization carry on measuring, direction of the light source, The small car can go to the adjacent place of the light source with the software .The design adopts serial EEPROM of AT24C08 to write down the orbit of the car , and can repeat the route automatically which has been recorded.
The Design is on the basis of the complete software and hardware system, and the small car has the function of sound remote control, following any curve, recording the route where it has gone, finding out the light source, etc…

Keywords: MCU; AT24C08; sensor; SPCE061A
目 錄
第1章 緒論……………………………………………………………1
1.1概述………………………………………………………………1
1.2設計要求及主要功能介紹………………………………………1
1.2.1 手動控制功能…………………………………………2
1.2.2 自動尋找光源功能……………………………………2
1.2.3 超聲避障功能…………………………………………2
1.2.4 記錄路線與重放路線功能……………………………2
1.2.5 聲控功能………………………………………………3
1.2.6 其他功能………………………………………………3
1.3 MCS-51系列單片機簡介………………………………………3
1.4凌陽SPCE061A精簡開發(fā)板簡介………………………………5
第2章 系統(tǒng)總體設計………………………………………………6
2.1系統(tǒng)功能模塊的劃分…………………………………………6
2.2單片機數(shù)目的選定……………………………………………6
2.3系統(tǒng)原理框圖…………………………………………………7
2.4系統(tǒng)軟件主要特色……………………………………………7
2.4.1軟件分層結構……………………………………………8
2.4.2多任務結構………………………………………………8
2.4.3消息驅動結構…………………………………………13
2.5本章小結………………………………………………………15
第3章 各模塊的詳細設計…………………………………………16
3.1 紅外遙控模塊的設計…………………………………………16
3.1.1 遙控模塊的功能需求…………………………………16
3.1.2 編解碼芯片的選型……………………………………16
3.1.3 遙控模塊原理圖………………………………………16
3.1.4 遙控電路與語音識別模塊的連接……………………18
3.2 數(shù)碼管、發(fā)光二極管顯示模塊的設計………………………18
3.2.1 多位數(shù)碼管掃描顯示原理……………………………18
3.2.2 工作狀態(tài)指示燈及轉向燈的設計……………………19
3.2.3 顯示模塊電原理圖……………………………………19
3.2.4 顯示任務的軟件設計…………………………………20
3.3 聲音提示功能的設計…………………………………………20
3.4 前輪轉向模塊的設計…………………………………………21
3.4.1 前輪轉向的機械結構設計……………………………21
3.4.2 前輪轉向中點校準功能的設計………………………22
3.4.3 步進電機驅動芯片……………………………………22
3.4.4 前輪轉向任務的軟件設計……………………………22
3.5 后輪驅動模塊的設計…………………………………………24
3.5.1 直流電機驅動芯片L298N……………………………24
3.5.2 后輪驅動任務的軟件設計……………………………25
3.6 里程檢測模塊的設計…………………………………………25
3.6.1 探頭的選型與安裝……………………………………25
3.6.2 軟件消抖與硬件消抖的比較…………………………26
3.6.3 里程檢測任務的軟件設計……………………………26
3.7 超聲測距模塊的設計…………………………………………27
3.7.1 超聲測距的理論依據(jù)…………………………………27
3.7.2 超聲發(fā)射電路…………………………………………27
3.7.3 超聲接收電路…………………………………………28
3.7.4 超聲測距任務的軟件設計……………………………29
3.8 光源方向探測模塊的設計……………………………………30
3.8.1 旋轉機構設計…………………………………………30
3.8.2 亮度檢測電路的選型與設計…………………………31
3.8.3 尋找光源方向任務的軟件設計………………………32
3.9 行駛路線的記錄與重放模塊的設計…………………………33
3.9.1 該模塊的功能概述……………………………………33
3.9.2 AT24C08串行EEPROM介紹……………………………33
3.9.3 存儲記錄的格式………………………………………33
3.9.4 手動模式下記錄行駛路線功能的軟件設計…………33
3.9.5 重放行駛路線功能的軟件設計………………………34
3.10 雙機串行通信模塊的軟件設計……………………………35
3.10.1 通信方式的選型……………………………………35
3.10.2 雙機串行通信的軟件設計…………………………35
3.11 語音識別功能的設計………………………………………36
3.11.1 凌陽語音壓縮算法…………………………………37
3.11.2 語音識別模塊的軟件設計…………………………37
3.12 本章小結……………………………………………………37
第4章 系統(tǒng)軟件的設計……………………………………………39
4.1 單片機的C語言程序設計簡介………………………………39
4.2 系統(tǒng)的三種工作模式…………………………………………39
4.3 手動模式的設計………………………………………………40
4.4 自動尋找光源模式的設計……………………………………40
4.4.1 功能分析………………………………………………40
4.4.2 尋找光源的策略………………………………………41
4.4.3 自動尋找光源的軟件設計……………………………41
4.4.5 該功能模塊存在的一些問題…………………………41
4.5 走數(shù)字及路線重放模式的設計………………………………44
4.6 本章小結………………………………………………………44
第5章 系統(tǒng)的組裝、調試和測試…………………………………45
5.1 系統(tǒng)的組裝、調試……………………………………………45
5.2 遙控距離的測試………………………………………………45
5.3 時間顯示功能的測試…………………………………………45
5.4 里程顯示功能的測試…………………………………………46
5.5 超聲測障礙功能的測試………………………………………46
5.6 走數(shù)字功能的測試……………………………………………46
5.7 行駛路線記錄與重放功能的測試……………………………47
5.8 自動尋找光源功能的測試……………………………………47
5.9 語音識別功能的測試…………………………………………47
5.10 本章小結……………………………………………………48
結論………………………………………………………………………49
致謝………………………………………………………………………50
參考文獻………………………………………………………………51
附錄………………………………………………………………………52



參考文獻
[1]馬忠梅，籍順心,等.單片機的C語言應用程序設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004：1-187.
[2]陳明計，周立功，等.嵌入式實時操作系統(tǒng)Small RTOS51原理及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004：12-22，216-249.
[3]閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，1998：348-352.
[4]龐麗萍.操作系統(tǒng)原理[M].武漢：華中理工大學出版社，1988：34-77.
[5]謝紅.模擬電子技術[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2001：150-162，220-236，268-276.
[6]曹偉華. 一款遙控車的電路剖析[DB].
2004-09-24/2005-3-20.
[7]徐銘澤，武明西，范展.遙控啟停電動車[Z].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2004.
[8]王良軍，呂云曾，王學剛.遙控啟停電動車[Z].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2004.
[9]路錦正，王建勤，等. 超聲波測距儀的設計[J]. 傳感器技術，2002，21（8）：29-34.
[10]肖景和, 趙健. 紅外線、熱釋電與超聲波遙控電路[M]. 北京：人民郵電出版社，2003.
[11]付家才. 單片機控制工程實踐技術[M]. :北京：化學工業(yè)出版社，2004.
[12]孫輝，張濤，張旭東.快學易用Protel99[M].北京：北京郵電大學出版社，2001.
[13]孫燕，劉二明，等.Protel99設計與實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.