基于at89s52的智能小车设计

基于at89s52的智能小车设计内容摘要：

在 4个地址位被读入地址寄存器后，这个输 入端对后续的信号无效。 DATA OUT：用于 A/D转换结果输出的 3态串行输出端。 DATA OUT在 CS为高时处于高阻抗状态，而当 CS为低时处于激活状态， CS一旦有效， 按照前一次转换结果的 MSB值将 DATA OUT从高阻抗态转变成相应的逻辑电平。 I/O CLOCK的下一个下降沿将根据 MSB的下一位将 DATA OUT驱动成相应的逻辑电平，剩下的各位依次移出，而 LSB在 I/O CLOCK的第九个下降沿出现。 在 I/O CLOCK的第十个下降沿， DATA OUT端被驱动为逻辑电平低，因此多于十个时钟时串行接口传送的 是一些“ 0” EOC：转换结束端，在第十个 I/O CLOCK该输出端从逻辑高电平变为低电平并保持低直到转换完成及数据准备传输。 GND：地。 GND是内部电路的地回路端，除另有说明外，所以电压测量都相对于 GND。 I/O CLOCK：输入输出时钟端。 I/O CLOCK接收串行输入并完成 4个功能：在前 4个上升沿，它将 4个输入地址位键入地址寄存器，在低 4个上升沿之后多路器地址有效； 在第 4个下降沿，在选定的多路器输入端上的模拟输入电压开始向电容器充电并继续到第十个下降沿；它将前一次转换的数据的其余 9位移出 DATA 15 OUT端；在第十个下降沿它将转换的控制信号传送到内部的状态控制器。 REF+：正基准电压端。 REF：负基准电压端。 VCC： 正电源端。 (4)典型等效输入 采样 方式时的输入电路阻抗： 图 采样等效电路 保持方式时的输入电路阻抗： 图 保持等效电路 (5)工作过程和时序图 工作 过程如下： 选用的方式 1即快速方式， 10时钟传送，当转换周期时 CS变 高。 在该方式下，串行 I/O CLOCK传送之间 CS无效，并且每次传送 10个时钟。 CS的下降沿使DATA OUT引脚脱离高阻抗状 态并启动一次 I/O CLOCK的工作过程。 CS的上升沿终止这个过程并在规定的延迟时间内使 DATA OUT回到高阻抗状态。 同时， CS的上升沿在经过一个设置时间加两个内部系统时钟的下降沿后禁止 I/OCLOCK和 ADDRESS端。 时序图如下 ： 16 图 时序图 注释：为了减少由于 CS的噪声引起的误差，在 CS下降后内部电路在响应控制输入信号之前等待一个设置时间加上 2个内部系统时钟的下降沿。 所以，在最小的设置时间消逝以前不要企图输入地址。 (6)相关数值计算 图 驱动源的等效输 入电路 简化的模拟输入分析如下： 采用图 ，在 1/2LSB中将模拟输入电容从 0充到 VS所需的时间可推导如下： 电容所充的电压： Vc=Vs(1etc/RtCi) () 其中： Rt=Rs+ri () 1/2LSB达到的最终电压： Vc(1/2LSB)=Vs(Vs/2048) () 将 ()代入 ()解出 tc： Vs(Vs/2048)= Vs(1etc/RtCi) () 17 可得： tc(1/2LSB)=Rt Ci㏑ (2048) () 所以， 在给定值的条件下，模拟输入信号的建立时间是： tc(1/2LSB)=(Rs+1KΩ ) 60pF㏑ (2048) () VI=输入端 A0A10的输入电压 Vs=外部驱动源电压 Rs=源电阻 ri=输入电阻 Ci=输入电容 对驱动源的要求： *源的噪声与失真必须与转换器的分辨率同等； *在输入频率声 Rs必须为实数。 LM358 双运算放大器 采用 DIP8封装形式，有 8条功能引脚。 18 图 内部结构 示意图 LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。 它的使用范围包括传感放大器 、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合 [5]。 相关参数值： 内部频率补偿 ； 直流电压增益高 (约 100dB)； 单位增益频带宽 (约 1MHz)； 电源电压范围宽：单电源 (3— 30V)； 双电源 (177。 177。 15V) ； 低功耗电流，适合于电池供电 ； 低输入偏流 ； 低输入失调电压和失调电流 ； 共模输入电压范围宽，包括接地 ； 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 ； 输出电压摆幅大 (0至 )。 19 LM234 四运算放大器 采用 DIP14封装形式，有 14条 功能引脚。 图 内部结构 示意图 该 芯片价格便宜， 具有 [5]： 短路保护输出； 真差动输入级； 单电源工作： 32V； 低输入偏置电流最大为 100nA； 每一个封装四个放大器； 内部补偿； 共模范围扩展到负电源； 行业标准引脚输出； 工作温度范围为 0到 70度 串行接口 8 位 LED 显示驱动器 MAX7219 ⑴ MAX7219的介绍 MAX7219是一种高集成化的 的串行输入 /输出共阴极显示驱动器 , 可实现微处理器与 7段码的接口 , 可以显示 8 位或 64 位单一 LED。 芯 片上包括 BCD 码译码器、多位扫描电路、段驱动器、位驱动器、内含 8 8 位静态 RAM ,用于存放显示数据。 只需外接一个电阻就可为所有的 LED 提供段电流。 20 MAX7219的三线串行接口适用于所有微处理器 ,单一位数据可被寻址和修正 ,无需重写整个显示器。 MAX7219 具有软件译码和硬件译码两种功能 , 软件译码是根据各段笔划与数据位的对应关系进行编码 , 硬件译码采用 BCD码 (简称 B 码 ) 译码。 MAX7219 工作模式包括 150μ A 低压电源关闭模式、模拟数字亮度控制、限扫寄存器 (允许用户从第 1位数字显示到第 8位 ) 及测试模式(点亮所有 LED)。 ⑵ MAX7219引脚功能和引脚排列 引脚排列如下： 图 引脚 示意图 采用 DIP封装，有 24条引脚。 其功能如下： DIN：串行数据输入端，时钟上升沿时，数据存入内部的 16位移位寄存器。 DIG07：显示器位驱动线 8位。 GND：地线。 LOAD：输入数据装载端。 在装载的上升沿，串行输入的最后一个 16位数据被锁存。 CLK：时钟输入端。 最大频率 10MHZ，时钟上升沿 时数据移入，时钟下降沿时数据从串行数据输出口输出。 AG， DP：显示器段驱动线 8位 Iset:段电流输入端。 通过连接在 V+端与 Iset端之间的电阻 Rset设置段电 21 流的大小。 V+：电源。 DOUT：串行数据输出端。 从 DIN端输入的数据经过 到 DOUT端。 ⑶ MAX7219控制字 MAX7219 有 14 个可寻址的控制字寄存器 (如表 1451) , 控制字寄存器由芯片的 8 8 双端口 SRAM 识别 ,SRAM 直接寻址 , 这样单一的 位能被更改或保留 , 条件是电源电压明显大于 2V。 控制字寄存器包括译码模式、显示强度、扫描限制 (被扫描位的个数 ) 、关闭模式、显示测试 (点亮所有的 LED)。 另外还有一个空操作寄存器 , 该寄存器允许数据从 DIN 直送 DOUT , 在设备串接情况下 , 不会改变显示或影响任何控制寄存器。 串行数据格式 16位 (如表 1452)。 表 1451 控制寄存器 寄存器 地址 D15D12 D11 D10 D9 D8 16进制码 空操作 0 0 0 0 0 Bit 0 0 0 0 1 1 Bit 1 0 0 1 0 2 Bit 2 0 0 1 1 3 Bit 3 0 1 0 0 4 Bit 4 0 1 0 1 5 Bit 5 0 1 1 0 6 Bit 6 0 1 1 1 7 Bit 7 1 0 0 0 8 译码模式 1 0 0 1 9 强度 1 0 1 0 A 限扫 1 0 1 1 B 关闭 1 1 0 0 C 显示测试 1 1 1 1 F 表 1452 数据格式 D15D14D13D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 地址 数据 本设计中 MAX7219的 应用 关键 代码 如下：。 测试寄存器地址为 0FH,数据 01H为测试 ,00H为正常工作。 7219的 8个数码管的地址为 01H(最低位 )到 08H(最高位 )。 发送子程序 ,数据由 R3(地址 )和 R4(数据 )带来 ,共发 16位 22。 B译码为 BCD码 ,0AH~0EH为 ,E,H,L,P,OFH为消隐 ,小数点为 8XH。 f7219为送显示数据函数 mov a7219,0ch。 封锁寄存器地址 mov d7219,01h。 数据 ,解锁 ,转正常工作 acall f7219。 去发送一个数据到 7219 mov a7219,09h。 译码方式寄存器地址 mov d7219,0ffh。 8位数码均为 B译码 acall f7219 mov a7219,0bh。 扫描范围寄存器地址 mov d7219,07h。 8位全扫 acall f7219 mov a7219,0ah。 亮度寄存器地址 mov d7219,02h。 最大亮度为 0FH,此为较低亮度 acall f7219。 写亮度 mov a7219,0fh。 测试地址 mov d7219,00h。 不测试，正常工作 acall f7219 红外遥控 原理 ⑴ 基本原理 一个红外接收头，非常简单好用，只有三个引脚： +5V，地，信号输出。 其引导信号 图 红外遥控信号经解调后的波形 间隔 用户识别码 00000010 键数据码（“ 6”键） 00010101 间隔 8ms 4ms 数字“ 0” 14ms“ 1” 4ms 空闲 空闲 23 输出的信号已经是经过解调滤波还原了的数字信号，直接用数字存储示波器观察信号波形。 发现其一帧信号的波形可分为三个部分：引导码，用户识别码和键数据码，三个部分之间有 4ms的间隔宽度， 无信号（即空闲时）为高电平。 引导码为 8ms宽的低电平；用户识别码为 8位二进制数据，以正脉冲的宽度区别“ 0”和“ 1”，窄脉冲为 ，宽脉冲为 ，传送顺序为先传低位后传高位，用户识别码数据为“ 00000010”，表为 16进制为“ 02H”；键数据码编码与用户识别码的编码方法相同，不同的键对应不同的数据。 ⑵ 载波波形 使用 455KHZ晶体，经内部分频电路，信号被调制为 ，占空比约为 1/3。 图 波形 示意图 由 FCAR=1/TC=FOSC/12得： FCAR=38KHZ FOSC是晶振频率 [10] 占空比 =T1/TC=1/3 ⑶ 数据格式 数据格式为每一帧数据包括 8位自定义码和 8位数据码，共 16位，自定义码和数据码后还有同步位 .[10] 图 数据格式 24 红外线传感器 ⑴ 红外线的介绍 红外线它是太阳光谱中的一部分光线，不在人类的视觉范围之内，属于一种不可见光线。 它的最大的特点是具有光热效应，辐射热量，具有反射，折射，干涉，吸收等光的性质，在真空中的传播速度为 3 108m/s。 在空气中传播会产生衰减， 红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料 ，并且很多液体能对红外辐射吸收很大。 [8]根据实验分析表明，对于波长为 15微米和 814微米区域的红外光具有较大的“透明度”等。 本设计中采 用的是 TX05D型号的红外线反射 和直射 开关传感器 ，运用了红外线的一个反射特性。