基于单片机的红外遥控小车设计与制作毕业设计论文.docx

目录引言 11系统组成及工作原理分析 11. 1 系统纟目.成 11. 2工作原理分析 12系统硬件分析 22. 1单片机最小系统简介 22. 2红外遥控系统的简介 22. 3红外线接收模块 22. 3. 1红外线接收头简介 22. 3.2红外线接收电路 32. 4 L298N电机驱动模块 32. 4. 1驱动模块简介 32. 4. 2驱动模块的基本电路 42. 5红外检测模块 42. 6电机模块 53系统软件部分 53. 1遥控子程序设计 53. 2寻迹子程序设计 64软件调试 6结语 6参考文献 6附录一 7附录二 8附录三 9附录四 11基于单片机的红外遥控小车设计与制作摘要：介绍一款红外遥控小车，以STC89C52RC单片机为核心，用L298N驱动直流电机工作，控制小车的 运行，采用模块化设计，软件采用C语言编写通过设计制作及调试各个模块，得到正确的信号输出，实现 遥控行驶和寻迹行驶等功能手动行驶时，遥控器控制小车前进、后退、左转、右转等操作；寻迹行驶时， 小车还可以按照预先设计好的轨迹前进关键词：L298N红外接收红外遥控寻迹引言随着社会节奏在不断的加快，智能电气得到了飞速发展。

遥控技术在工农业生产，通信技术，家用电器 等多种领域中得到了广泛的应用无线红外遥控小车是上世纪提出的一种新型小车，由于在军事侦察、反恐、 防暴、防核化、及污染等危险与恶劣环境作业中有着广阔的应用前景，使其成为一个重要的研究热点它具 有体积小、成本低、生存能力强、运动灵活等特点切本设计的红外线遥控小车就是将红外遥控技术和单片 机应用相结合的一种方案它的特点是：抗干扰能力强，工作可靠，使用方便1系统组成及工作原理分析1. 1系统组成本系统由硬件和软件两部分组成硬件部分由单片机最小系统、L298N直流电机驱动系统、红外接收电 路、两个直流电机以及寻迹电路构成本系统的软件是用C语言编写，分为主程序、外部中断解码子程序、 手动行驶子程序、自动行驶子程序、轨迹检测子程序、定时器1中断调速子程序等也主程序完成系统硬件 的初始化、子程序调用等功能1. 2工作原理分析本设计主要完成红外编码信号接收、直流电机运行、轨迹检测等功能⑶红外遥控小车是以STC89C52RC 为控制核心，采用红外接收电路、电机驱动电路、寻迹电路等，实现遥控小车前进、后退、左转、右转等手 动行驶以及按照特定路线的自动循迹功能利用遥控器和红外接收模块控制单片机，让单片机翻译传输指令, 从而实现相应的功能。

具体的过程如下：1、遥控器的红外发射模块发出指令，红外接收模块接收信号后，传递给单片机，单片 机翻译接收到信号后，传输给驱动电路驱动电机旋转，从而实现让小车的前进、后退、左转、右转等动作；2、 单片机查询红外信号并解码，查询各个检测部分输入的信号，并进行相应处理，包括判断是否小车其前进中 有出轨，判断是否遇到障碍物等⑷STC89C52RC单片机主要完成对红外信号解码，判断是否传输指令，判断 是否遇到障碍物，判断小车是否出轨，通过L298N电机驱动控制直流电机的正反转、停止等工作控制电路 的系统结构框图如图1所示红外信号发射L298NFHL妥&电机1电机2前方避障图1系统基本结构图2系统硬件分析2. 1单片机最小系统简介单片机最小系统主要由单片机、复位电路、振荡电路以及扩展部分等部分组成本设计最小系统原理主 要的部分电路，如图2所示本系统中使用的是STC89系列的89C52RC单片机，特点是高速、低功耗、超强抗干扰，指令代码完全兼 容传统8051单片机复位电路是为确保微机系统中电路稳定可靠工作必不可少的一部分复位电路的基本功 能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。

单片机晶振Y1可以采用6MHz或者 11. 0592MHz,在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片 机的处理速度，频率越大处理速度越快31宁和PmY1:1.OuFT15141918P10/TPOOP11/TP01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20INTOP21STC89C52RCP22T1P23TOP24P25EA>VPP26P27XIX2RESETRXDRDTXD ALE7PWRPSENU1土92TT77738373635343332212223242526272810113039图2单片机最小系统部分电路图2. 2红外遥控系统的简介通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图3 所示发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光-电转换放大器、解调、解码电 路红外遥控器能产生键位扫描脉冲信号，并能译出按键的键码，再经遥控指令编码器得到某键位的遥控指 令（遥控编码脉冲），由38KHZ的载波进行脉冲幅度调制，载有遥控指令的调制信号激励红外二极管发出红外 遥控信号。

在红外接收器中，光电转换器件将接收到的红外光指令信号转换成相应的电信号再传送到单片 机系统进行解码红外遥控器一体化红外接收头图3红外线遥控系统框图2. 3红外线接收模块2. 3. 1红外线接收头简介红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别 通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中 断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据红外接收电路通常由红外接收二极管与放大电路组 成，放大电路通常又由一个集成块及若干电阻电容等元件组成，并且需要封装在一个金属屏蔽盒里，因而体 积小，灵敏度和抗干扰性都非常好固红外接收头VS1838B是一种特殊的红外接收电路，它将红外接收管与放大电路集成在一体，体积小，密 封性好，灵敏度高，并且价格低廉它仅有三条管脚，分别是阳极、负极以及信号输出端，其工作电压在5V 左右，如图4所示只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器，使用十分方便它的主要功能包括 放大、选频、解调几大部分，要求输入信号需要是已经被调制的信号经过它的接收放大和解调会在输出端直 接输出原始的信号。

从而使电路达到最简化VS1838BL 1RS fl100P1C9三VCC3\_r2LjWU1 104

用该芯片作为电机驱动，驱动能力大，操作方便，稳定性好，性能优良间因此，采用驱动芯片L298N进行电机驱动控制，它的使能端可以外接高低电平，也可以利用单片机进行软件控 制，极大地满足各种复杂电路需要另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电 压和功率，解决了负载能力不够这个问题图6电机驱动模块的结构图2.4.2驱动模块的基本电路L298N有两路电源分别为逻辑电源和动力电源，逻辑电路为6V,动力电源为12V； ENA与ENB直接接入 6V逻辑电源也就是说两个电机时刻工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过J1接口，如图7所示； 由于我们使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态 时会形成很大的反向电流，在电路中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流，保护芯片的安 全图7驱动模块基本原理图2. 5红外检测模块红外检测采用了 TCRT5000,在车前部安装5对TCRT5000红外对管，与路面距离在8mm左右TCRT5000 检测电路如图8所示用TCRT5000传感器模块专门用作黑（白）线检测的传感器，特别适合复杂黑白线、交 叉黑白线的检测，它有6路高灵敏度的红外传感器（5路巡线、1路蔽障），能够对黑白线准确的识别间。

它有 如下功能和特点：1、 集成5路寻迹传感器，适合复杂黑线的跟踪，对于简单的黑线寻取更不在话下，如图8所示；2、 有一路蔽障用的红外传感器，蔽障距离可以通过滑动变阻器调节，方便有蔽障需求的机人设计；3、 有一个专门设计的触碰传感器，使得有这方面的需求机器人设计更加简便；4、 输出信号全部都为数字信号，方便与单片机相连；5、 全部传感器都有LED灯作为指示，方便调试；6、 支持电压为3. 0-5. 5v满足大多数系统需求黑线检测原理是红外发射管发射光线到路面，红外光遇到白底则反发射，接收管接收到反射光，经施密 特触发器整形后输出低电平；当红外光遇到黑线时则被吸收，接收管没有接收到反射光，经施密特触发器整 形后输出高电平退出图8 TCRT5000检测部分电路图2.6电机模块电动机简称电机，是使机械能与电能相互转换的机械，直流电机把直流电能变为机械能作为机电执行 元部件，直流电机内部有一个闭合的主磁路主磁通在主磁路中流动，同时与两个电路交联，其中一个电路 是用以产生磁通的，称为激磁电路；另一个电路是用来传递功率的，称为功率回路或电驱回路现行的直流 电机都是旋转电驱式，也就是说，激磁绕组及其所包围的铁芯组成的磁极为定子，带换向单元的电驱绕组和 电驱铁芯结合构成直流电机的转子。

采用直流电机直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转 动起来，电压越高则电机转速越高对于直流电机的速度调节，可以采用调节电压的方法，也可采用PWM调 速方法PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方形波形，通过改变方形的占空比实现对电机转速的调 节3系统软件部分由于采用程序控制小车的行驶方向，因 此软件的设计也是整个系统设计中很重要 的部分本系统的软件用C语言编写，分为 主程序，外部中断解码子程序、自动驾驶子 程序、手动驾驶子程序、障碍物检测子程序、 轨迹检测子程序、定时器1中断调速子程序 等主程序完成系统硬件的初始化、子程序 调用等功能叭3. 1遥控子程序设计遥控模块设计是通过把红外接收头 VS1838B的输出端接到单片机的P3. 3管脚 上，然后用。