基于80c51单片机的电动智能小车完整论文

基于80c51单片机的电动智能小车完整论文内容摘要：

机在完成控制处理后总是以数字信号通过 IO 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则应通过数／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 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 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号隔离、电源隔离和对功率开关实现过零切换等方法进行干扰防治 数模转换对于二进制输出的数字量采用 DA 变换器对于频率量输出则可以采用 本设计调速采用 PWM 调速 [5] 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 34 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 Ub1 Ub4VT2 和 VT3 同时动作其驱动电压 Ub2 Ub3 Ub1 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 20200 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 34 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达到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机的转向改变控制电压的大小则调节了输出脉冲 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则将造成上下两管之通从而使电源正负极短路为避免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 作电源则采用了小巧轻便的干电池 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 35 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 35 EM78P458 的管脚 该芯片共有 20 个管脚管脚 LED LED LED LED4 分别接 10k 电阻和三极管后与 4 位八段数码管 5461 中的 a a a a4 四个数位选择端相连这四个数位选择端用来产生 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、 d d 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 36 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 42 真值表所示 00001001 显示从09 数字 1010 是未进位时是小数点清位 1011 是进位后加小数点 11001111 是八段共阴数码管的位选 图 36 EM78P458 集成显示电路表 42 真值表 D3 D2 D1 D0 显示 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 1 0 1 0 清小数点 1 0 1 1 加小数点 1 1 0 0 a1 选通 1 1 0 1 a2选通 1 1 1 0 a3 选通 1 1 1 1 a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 limiw equ 30h 厘米位 miao equ 31h 秒位 fenmi equ 32h 分米位 fmiao equ 33h 分秒位 meter equ 34h 米位 fenzh equ 35h 分位 point equ 36h 小数点位 shimi equ 37h 十米位 shifn equ 38h 十分位 sudu equ 39h 速度控制 jishk equ 3ah 记时开始 zhond equ 3bh zhodu equ 3ch zhon equ 3eh maicho equ 3fh jinweb equ 40h bhcs equ 41h dpan equ 42h fenchu equ 43h fencun equ 44h pand equ 45h fenmc equ 51h 0000h ajmp main 000bh ajmp st0 001bh ajmp st1 0100h main mov limiw00h mov miao00h mov fenmi00h mov fmiao00h mov meter00h mov fenzh00h mov point0bh mov shimi00h mov shifn00h mov jishk00h mov zhond00h mov zhodu00h mov zhon00h mov maicho00h mov jinweb03h mov bhcs00h mov sp6fh mov tmod21h mov th03ch mov tl00b0h mov th19ch mov tl19ch setb ea setb et0 setb et1 mov p10aah acall xianshi 软件流程 如图 41 流程图所示 图 41 流程图 二 显示子程序设计 程序清单如下 xianshi mov p10aah mov p10cch mov alimiw swap a add amiao mov p1a nop nop mov p10ddh mov afenmi swap a add afmiao mov p1a nop nop mov p10eeh mov a0b0h add apoint mov p1a nop nop mov p10eeh mov ameter swap a add afenzh mov p1a nop nop mov p10ffh mov ashimi swap a add ashifn mov p1a ret 三 避障子程序设计 程序清单如下 zhangai jb 25hstop jnb 22hyouzhuan jnb 23hyouzhuan jnb 24hzuozhuan jnb 26hzuozhuan ajmp jiance zuozhuan clr p05 clr p04 mov sudu05h acall delaa setb p04 setb p05 mov sudu07h ajmp jiance youzhuan clr p06 clr p07 mov sudu05h acall delaa setb p07 setb p06 mov sudu07h ajmp jiance stop acall delay jnb 25hzhangai clr tr0 mov afenmi mov fenmca mov a02h add afenmc mov fenmca here cjne afen。