基于AT89C51单片机的交通灯控制系统设计.doc

1、 基于 AT89C52 智能吸尘器控制系统 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 摘要 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 本设计的智能吸尘器控制系统与智能小车的控制系统相似 。 食指 是以 AT89C52 单片机为控制核心 ， 拇指 加以 步进 电机、光电传感器、超声波传感器、压敏传感器和电源电路以及其他电路构成 。 食指 系统是由 AT89C52 单片机通过 IO 口控制吸尘器的前进后退以及转向 。 食指 寻迹由RPR220 型光电对管完成 。 食指 超声波传感器是用来躲避障碍物 ， 拇指 而压敏传感器是用来检测吸尘器的垃圾桶是否装满再经过蜂鸣器进行报警提示 。 食指 显示台是由四

2、位 LED 数码显示管和【定时 /OFF】【时】【分】【 ON/OFF】四个按键进行吸尘器的定时工作状态显示和启动控制 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 关键词 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 AT89S52 单片机 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 8255 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 步进 电机 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 传感器 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 数码 管 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳

3、 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 The 凌阳， 拇指 凌阳 intelligent 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 system 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 dust

4、凌阳， 拇指 凌阳 catcher 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 Abstract 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 The 凌阳， 拇指 凌阳 design 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 intelligent 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 systems 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 intelligent 凌阳， 拇指 凌阳 vacuum 凌阳， 拇指 凌阳 cleaner 凌阳， 拇指 凌阳 car 凌阳， 拇指 凌阳 similar 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 c

5、ontrol 凌阳， 拇指 凌阳 system. 凌阳， 拇指 凌阳 SCM 凌阳， 拇指 凌阳 is 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C52 凌阳， 拇指 凌阳 for 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 core, 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 stepper 凌阳， 拇指 凌阳 motor, 凌阳， 拇指 凌阳photoelectric 凌阳， 拇指 凌阳 sensors, 凌阳， 拇指 凌阳 ultrasonic 凌阳， 拇指 凌阳 sensors, 凌阳， 拇指 凌阳 p

6、ressure-sensitive 凌阳， 拇指 凌阳 sensors 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌 阳， 拇指 凌阳 power 凌阳， 拇指 凌阳 circuit, 凌阳， 拇指 凌阳 as 凌阳， 拇指 凌阳 well 凌阳， 拇指 凌阳 as 凌阳， 拇指 凌阳 other 凌阳， 拇指 凌阳 circuit. 凌阳， 拇指 凌阳 SCM 凌阳， 拇指 凌阳 system 凌阳， 拇指 凌阳 is 凌阳， 拇指 凌阳 adopted 凌阳， 拇指 凌阳 by 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C52 凌阳， 拇指 凌阳 IO 凌阳， 拇指 凌阳 I 凌阳， 拇指

7、 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 vacuum 凌阳， 拇指 凌阳 cleaner 凌阳， 拇指 凌阳back 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 forward 凌阳， 拇指 凌阳 to. 凌阳， 拇指 凌阳 RPR220 凌阳， 拇指 凌阳 track 凌阳， 拇指 凌阳 finding 凌阳， 拇指 凌阳 by 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 completion 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 photoelectric 凌阳， 拇指 凌阳 type. 凌阳， 拇指 凌阳Ultr

8、asonic 凌阳， 拇指 凌阳 sensors 凌阳， 拇指 凌阳 are 凌阳， 拇指 凌阳 used 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 avoid 凌阳， 拇指 凌阳 obstacles, 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 pressure-sensitive 凌阳， 拇指 凌阳 sensor 凌阳， 拇指 凌阳 is 凌阳， 拇指 凌阳 used 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳detect 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 vacuum 凌阳， 拇指 凌阳 cleaner 凌阳， 拇指 凌阳 is 凌阳， 拇指 凌阳 filled

9、凌阳， 拇指 凌阳 with 凌阳， 拇指 凌阳 trash 凌阳， 拇指 凌阳 again 凌阳， 拇指 凌阳 after 凌阳， 拇指 凌阳 a 凌阳， 拇指 凌阳 warning 凌 阳， 拇指 凌阳 buzzer 凌阳， 拇指 凌阳 tips。 食指 Taiwan 凌阳， 拇指 凌阳 is 凌阳， 拇指 凌阳displayed 凌阳， 拇指 凌阳 by 凌阳， 拇指 凌阳 four 凌阳， 拇指 凌阳 LED 凌阳， 拇指 凌阳 digital 凌阳， 拇指 凌阳 display 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳【 Timing/OFF】【 When】【 min】【 ON

10、/OFF】 four 凌阳， 拇指 凌阳 buttons 凌阳， 拇指 凌阳 to 凌阳， 拇指 凌阳 control 凌阳， 拇指 凌阳 the 凌阳， 拇指 凌阳 timing 凌阳， 拇指 凌阳 of 凌阳， 拇指 凌阳 vacuum 凌阳， 拇指 凌阳 cleaners 凌阳， 拇指 凌阳 and 凌阳， 拇指 凌阳 working 凌阳， 拇指 凌阳 status 凌阳， 拇指 凌阳 shows 凌阳， 拇指 凌阳 start 凌阳， 拇指 凌阳 control。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 Keywords 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 AT89S52 凌阳， 拇指 凌阳

11、SCM 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 8255 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 The 凌阳， 拇指 凌阳 stepper 凌阳， 拇指 凌阳 motor 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 Sensor 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 Digital 凌阳， 拇指 凌阳 pipe 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 目 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 录 凌阳， 拇指 凌阳 引 凌阳， 拇指

12、凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 言 3 凌阳， 拇指 凌阳 第一章 凌阳， 拇指 凌阳 系统的设计及模块方案的论证 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.1 凌阳， 拇指 凌阳 系统方框图 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.2 凌阳， 拇指 凌阳 模块方案比较与论证 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.1 凌阳， 拇指 凌阳 主控器模块 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.2 凌阳， 拇指 凌阳 寻迹模块 4 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.3 凌阳， 拇指 凌阳 避障模块 5 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.4 凌阳， 拇指 凌阳 垃圾桶检测装置 5 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.5 凌阳， 拇指 凌阳 电机模块 5 凌阳， 拇指

13、 凌阳 1.2.6 凌阳， 拇指 凌阳 电机驱动模块 5 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.7 凌阳， 拇指 凌阳 显示台显示模块 6 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.8 凌阳， 拇指 凌阳 电源模块 6 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.9 凌阳， 拇指 凌阳 延时时钟电路 6 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.10 凌阳， 拇指 凌阳 最终方案 6 凌阳， 拇指 凌阳 第二章 凌阳， 拇指 凌阳 硬件的实现及单元电路的设计 6 凌阳， 拇指 凌阳 2.1 凌阳， 拇指 凌阳 微控制器模块的设计 6 凌阳， 拇指 凌阳 2.2 凌阳， 拇指 凌阳 光电对管寻迹电路的设计 7 凌阳， 拇指 凌阳 2.2.1 凌阳，

14、 拇指 凌阳光电对管寻迹电路的设计分析 7 凌阳， 拇指 凌阳 2.2.2 凌阳， 拇指 凌阳 寻迹光电对管的安装 8 凌阳， 拇指 凌阳 2.3 凌阳， 拇指 凌阳 超声波避障电路的设计 8 凌阳， 拇指 凌阳 2.3.1 凌阳， 拇指 凌阳 超声波传感器的基本原理 8 凌阳， 拇指 凌阳 2.3.2 凌阳， 拇指 凌阳 超声波发射电路和设计 9 凌阳， 拇指 凌阳 2.3.3 凌阳， 拇指 凌阳 超声波接收电路的设计 9 凌阳， 拇指 凌阳 2.3.4 凌阳， 拇指 凌阳 超声波传感的安装 10 凌阳， 拇指 凌阳 2.4 凌阳， 拇指 凌阳 垃圾桶检测装置的设计 10 凌阳， 拇指 凌阳

15、 2.4.1 凌阳， 拇指 凌阳 应变式传感器原理 10 凌阳， 拇指 凌阳 2.4.2 凌阳， 拇指 凌阳 垃圾桶检测装置电路的分析 10 凌阳， 拇指 凌阳 2.4.3 凌阳， 拇指 凌阳 电阻应变片传感器的安装 10 凌 阳， 拇指 凌阳 2.5 凌阳， 拇指 凌阳 电机驱动电路的设计 10 凌阳， 拇指 凌阳 2.6 凌阳， 拇指 凌阳 显示电路的设计 11 凌阳， 拇指 凌阳 2.7 凌阳， 拇指 凌阳 时钟电路的设计 11 凌阳， 拇指 凌阳 2.8 凌阳， 拇指 凌阳 电源电路的设计 12 凌阳， 拇指 凌阳 2.9 凌阳， 拇指 凌阳 报警电路的设计 13 凌阳， 拇指 凌阳

16、2.10 凌阳， 拇指 凌阳 按键盘的设计 13 凌阳， 拇指 凌阳 第三章 凌阳， 拇指 凌阳 软件设计 13 凌阳， 拇指 凌阳 3.1 凌阳， 拇指 凌阳 智能吸尘器主软体的设计 13 凌阳， 拇指 凌阳 3.2 凌阳， 拇指 凌阳 定时设置软体的设计 14 凌阳， 拇指 凌阳 3. 凌阳， 拇指 凌阳 3 凌阳， 拇指 凌阳 吸尘器工作 1 软体的设计 15 凌阳， 拇指 凌阳 3. 凌阳， 拇指 凌阳 4 凌阳， 拇指 凌阳 吸尘器工作 2 软体的设计 15 凌阳， 拇指 凌阳 总 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 结 16 凌阳， 拇指 凌阳 致谢语 错误 !未定义书签。 凌

17、阳， 拇指 凌阳 参考文献 17 凌阳， 拇指 凌阳 附 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 件 17 凌阳， 拇指 凌阳 附录 1 凌阳， 拇指 凌阳 智能吸尘器控制系统供电流程图 17 凌阳， 拇指 凌阳 附 录 2 凌阳， 拇指 凌阳 智能吸尘器控制系统总原理图 18 凌阳， 拇指 凌阳 附录 3 凌阳， 拇指 凌阳 智能吸尘器控制系统的软体 21 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 引 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 言 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 随着微电子技术的不断发展 ， 拇指 微处理器芯片的集成程度越来越高 ， 拇指 单片机已可以在一块芯片上同时集成

18、 CPU、存储器、定时器计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、 A D 转换器、 D A 转换器等多种电路 ， 拇指 这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合 ， 拇指组成智能化测量控制系统 。 食指 这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展 ， 拇指 目前人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 自第一台工业机器人诞生以来 ， 拇指 机器人的发展 已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域 。 食指 近年来机器人的智能水平不断提高 ， 拇指 并且迅速地改变着人们的生活方式 。 食指人们 在 不断探讨 、 改造 、 认识 自然 的

19、 过程中 ， 拇指 制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想 。食指 凌阳， 拇指 凌阳 随着 科 学 技 术的 发展 ， 拇指 机器人的感觉传感器种类越来越多 ， 拇指 其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件 。 食指 视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统 ， 拇指 对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达 ， 拇指 而基于图像的理解技术还很落后 ， 拇指 机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标 。 食指 视觉传感器的核心器件是摄像管或 CCD， 拇指 目前的 CCD 已能做到自动聚焦 。 食指 但 CCD 传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势 ， 拇指 因

20、 此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 机器人 要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物 ， 拇指 感知导引线相 当 给机器人 一个视觉功能 。 食指 自动寻迹是基于自动导引小车（ AGV auto-guided 凌阳， 拇指 凌阳 vehicle）系统 ，拇指 实现小车自动识别路线 ， 拇指 判断并自动规避障碍 ， 拇指 选择正确的行进路线 。 食指 采用与地面颜色有较大差别的线条作引导 ， 拇指 使用传感器感知导引线和障碍判断 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 智能吸尘器就依据自动小车的智能行走技 术来改制

21、而成 ， 拇指 这种技术现在被泛的电器所采用 。 食指 利用传感的探测外界环境的状况在通过 PC 的处理来实现不用人功操作下智能的完成要打成的目的或任务 。 食指 这就是所谓的机器人的技术 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 第一章 凌阳， 拇指 凌阳 系统 的 设计 及模块方案的论证 凌阳， 拇指 凌阳 1.1 凌阳， 拇指 凌阳 系统方框 图 凌阳， 拇指 凌阳 避 障 电 路垃 圾 桶检 测 装 置寻 迹 电 路主 控 器报 警 器时 钟 电 路直流电机显 示 台小 键 盘智 能 吸 尘 器 控 制 系 统 基 本 方 框 图驱动凌阳， 拇指 凌阳 图 1-1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指

22、 凌阳 智能吸尘器控制系统的基本方框图 凌阳， 拇指 凌阳 本系统 的设计 ， 拇指 是采用可篇程控制器对寻迹 信 号 、避障信号 以 及 垃圾桶检测 信号进行 采集 处理 和控制信号输出控制 。 食指 按设计 的 要求 ， 拇指 本系统 是 具有定时工作功能 ， 拇指 此功能 是采用 外制的 延时时钟电路与可篇程控制器 互相 配合 来实现 此 功能 ， 拇指 为了能清 楚 的看到定时 工作的 状态 与方便操作 ， 拇指 在 本 系统 里 加了个显示模块 ， 拇指 以达到需求 。 食指 另外 ， 拇指 考滤到可篇程控制器的出输信号一般 都比较弱 ， 拇指 为了能让可篇程控制器输出的信号可以直接

23、控制被控对象 。 食指 所以 在可篇程控制器输出的信号加以驱动 之 后再去控制被控对象 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 对 本 系统的供电 电源 设计 ， 拇指 考虑到 本系统对 供电 要求 的 比较高 ， 拇指 因此 电源上 的设计可以采用电动车上 的12V 蓄电 池 供电 ， 拇指 只要 进行 DC-DC 处理之后 就可以 给 整个系统供电 ， 拇指 包括吸尘器的吸尘机工作电压 ，拇指 不过 ， 拇指 在 设计 上的要求 ， 拇指 本设计只是设计一个智能吸尘器的虚拟机 ， 拇指 所以 ， 拇指 在电源上的要求会 于 实际产品上电源要求 有所区别 ， 拇指 没实际产品上电源要求那么高 。 食指

24、 整个系统的基本框图如图 1-1 所示 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2 凌阳， 拇指 凌阳 模块方案比较与论证 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.1 凌阳， 拇指 凌阳 主 控 器 模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1：采用可编程逻辑期间 CPLD 作为 主控 器 。 食指 CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、 IO 资源丰富、易于进行功能扩展 。 食指 采用并行的输入输出方式 ， 拇指 提高了系统的处理速度 ， 拇指 适合作为大规模控制系统的控制核心 。 食指 但本系统不需要复杂的逻辑功能 ， 拇指 对数据的处理速度的要求也不是非常高 。 食指 并 且 ，

25、拇指 从使用及经济的角度 上 考虑 ， 拇指 我决定 放弃了此方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2：采用 Atmel 公司的 AT89C52 单片机作为主控制器 。 食指 Atmel 公司的 AT89C52 是一个低功耗 ， 拇指 高性能的 51 内核的 CMOS 凌阳， 拇指 凌阳 8 位单片机 ， 拇指 片内含 8k 空间的可反复擦些 1000 次的 Flash 只读存储器 ， 拇指 具有256 凌阳， 拇指 凌阳 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM） ， 拇指 32 个 IO 口 ， 拇指 3 个 16 位可编程定时计数器 。 食指 并 且 ， 拇指 该系列的 51 单片

26、机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 自己制作 51 最小系统板 ， 拇指 体积很小 ， 拇指 下载程序方便 ， 拇指 放在 吸尘器上 不会占用太多的空间 。 食指 并可作为模拟仿真仪 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 从方便使用的角度考虑 ， 拇指 我 选择了方案 2。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.2 凌阳， 拇指 凌阳 寻迹模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1： 采 用光敏电阻组成光敏探测器 。 食指 光敏电阻的阻值可以跟随 着 周围环境光线的变化而 改变 。 食指 当光线照射到 白色物 上面时 ， 拇指 光线发射强烈 ， 拇指 光线照射

27、到黑 色物 上面时 ， 拇指 光线发射较弱 。 食指 因此 ， 拇指 光敏电阻在这两种物体上时 ， 拇指 它的 阻值会发生明显的变化 。 食指 将阻值的变化值经过比较器 比较 就可以输出高 电平与 低电平 了 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 但是这种方案受外界的 光照影响很大 ， 拇指 不能够 稳定的工作 。 食指 因此我 考虑其他更加稳定 工作 的方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2： 采 用红外发射管和接收管自己制作 的 光电对管寻迹传感器 。 食指 红外发射管发出红外线 ， 拇指 当发出的红外线照射到 物质 上 反射 回来 的光线 。 食指 若红外接收管能接收到反射回 来 的光线

28、， 拇指 接收管 工作则 输出高电平 ； 若 红外接收管 接收不到发射管发出的光线 ， 拇指 接收管 不工作则输出底电平 。 食指 这样就可以检测地面是否是平地或是坑地 ， 拇指 自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求 ， 拇指 但是工作 还是 不够稳定 ， 拇指 还会 受 到外界光线的影响 ， 拇指 因此我也 放弃了 些 方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 3： 采 用 RPR220 型光电对管 。 食指 RPR220 型光 电对管 是一种一体化反射型光电探测器 ， 拇指 其发射器是一个砷化镓红外发光二极管 ， 拇指 而接收器是一个高灵敏度 的 硅平面光电三极管 。 食指 凌阳， 拇

29、指 凌阳 RPR220 型光电对管 采用 DIP4 封装 ， 拇指 其具有如下特点： 凌阳， 拇指 凌阳 1.塑料透镜可以提高灵敏度 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2.内置可见光过滤器能减小离散光的影响 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 3.体积小 ， 拇指 结构紧凑 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 当 RPR220 型光电对管的发射器 发出的光反射回来时 ， 拇指 它的接收器工作（ 三极管 导通）则是 低电平 输出 ；反之 ， 拇指 则是高电平输出 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 RPR220 型 光电对管调理电路简单 ， 拇指 工作性能稳定 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 因此我们选择了方案 3。

30、食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.3 凌阳， 拇指 凌阳 避障 模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1： 采 用红外光电开关进行避障 。 食指 红外 光电开关的工作原理是根据投光器发出的光束 ， 拇指 被物体阻断或部分反射 回来 ， 拇指 受光器最终据此作出判断反应 。 食指 它 是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射 ， 拇指 由同步回路选通而检测物体的有无 ， 拇指 其物体不限于金属 ， 拇指 对所有能反射光线的物体均能检测 。 食指 当有光线反射回来时 ， 拇指 输出低电平 。 食指 当没有光线 反射回来时 ， 拇指 输出高电平 。 食指 可惜 ， 拇指 如果检测到的物体不 能将投光器发出的

31、光束反射回来的话 ， 拇指 那么就会造成检测错误 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2： 采 用超声波传感器进行避障 。 食指 超声波传感器的 工作 原理是：超声波 是 由压电陶瓷超声波传感器发出后 ， 拇指 遇到障碍物便反射回来 ， 拇指 再被 压电陶瓷 超声波传感器接收 。 食指 然后将这信号 进 放大 处理之 后 再 送入单片机 内 。 食指 这样 ， 拇指 不管遇到怎样的障碍物 ， 拇指 它都可以正确的检测到 ， 拇指 就不会造成误判的结果 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 跟据上面的两个方案进行比较后我 最终选择了方案 2。 食指 凌阳 ，拇指 凌阳 1.2.4 凌阳， 拇指 凌阳 垃

32、圾桶检测装置 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1：采用 压电式 传感 器 制作的检测器来检测垃圾桶内的状况装置 。 食指 压电式传感器具有体积小 ， 拇指 高频响应好 。 食指 但是 ， 拇指 受潮后易产生漏电 。 食指 所以压电式传感器不适合 本系统 设计 的采用 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2：采用 应变式 传感器 制作的检测器来检测垃圾桶内的状况装置 。 食指 应变式传感器是根据应原理 ， 拇指通过应变片和弹性元件将机械构件的应变或应变力转换为电阻的微小变化再进行电量测量的装置 。 食指 它具有测量范围宽、精度高、动态响应好、结构简单、 体积小、 重量轻 ， 拇指 使用起来方便 ， 拇

33、指 双是价格低廉的产品 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 上面两种方案我决定采用第二种方案来作垃圾桶检测装置 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.5 凌阳， 拇指 凌阳 电机模块 凌阳， 拇指 凌阳 本系统 虽然是智能吸尘器 控制系统 ， 拇指 并且是在模拟台上实现 。 食指 所对 驱动电机的选择就显得 没那么 重要 。食指 假如是实际产品上 ， 拇指 那驱动电机的选择就显得的十分重要 。 食指 按设计的要求我设计了两种方案进行比较 。食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1：采用直流减速电机 。 食指 直流减速电机转动力矩大 ， 拇指 体积小 ， 拇指 重量轻 ， 拇指 装配简单 ， 拇指 使用 方

34、便 。 食指 由于其内部由高速电动机提供原始动力 ， 拇指 带动变速（减速）齿轮组 ， 拇指 可以产生大扭力 。 食指 可是 ， 拇指 安的转过角度不精确定位 ， 拇指 行走的速也过于快 ， 拇指 不适全吸尘器的使用 ， 拇指 吸尘器的行走速度要求缓慢 ， 拇指 转向定位要求要精确 。 食指 所以 ， 拇指 我没采用直流减速电机做为吸尘器的 行走工具 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2：采用步进电机作为该系统的驱动电机 。 食指 步进电机 转过的角度可以精确的定位 ， 拇指 可以实现 吸尘器前进路程和位置的精确定位 。 食指 步进电 机的输出力矩较低 ， 拇指 转速比较缓慢 ， 拇指 能够

35、符合吸尘器的要求 。 食指 凌 阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 因此我 选择了 第二种 方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.6 凌阳， 拇指 凌阳 电机驱动模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1： 采 用分立元件构成驱动电路 。 食指 由分立元件构成电机驱动电路 ， 拇指 结构简单 ， 拇指 价格低廉 ， 拇指 在实际应用中应用广泛 。 食指 但是这种电路工作性能不够稳定 ， 拇指 驱动力也较低 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2：采用专用芯片 L298N 作为电机驱动芯片 。 食指 L298N 是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片 ， 拇指它相应频率高 ， 拇指 一片 L298N

36、 可以分别控制两个电机 ， 拇指 而且还带有控制使能端 。 食指 用该芯 片作为电机驱动 ，拇指 操作方便 ， 拇指 稳定性好 ， 拇指 性能优良 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 因此 ， 拇指 我 选用了方案 2。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.7 凌阳， 拇指 凌阳 显示台显示模块 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1： 采 用数码管 静态扫描 显示 。 食指 数码管由于显示速度快 ， 拇指 使用简单 ， 拇指 显示效果简洁明了 。 食指 并且 ， 拇指可以直接用七段译码器进行驱动译码 ， 拇指 方便于程序的篇写 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2： 采 用 LCD 液晶进行显示 。 食指

37、LCD 由于其显示清晰 ， 拇指 显示内容丰 富、清晰 ， 拇指 显示信息量大 。 食指 可是价格高 ， 拇指 不适合小功能采用 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 因此 ， 拇指 我 采用 方案 1 做为显示台 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.8 凌阳， 拇指 凌阳 电源模块 凌阳， 拇指 凌阳 因本系统是在模拟台上实现 ， 拇指 所以对电源的要求不高 ， 拇指 下面是我设计的方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1：采用 12V 蓄电池为系统供电 。 食指 蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能 。 食指 这个方案是适用于实际产品上 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2：

38、采用 3 节 4.2V 可充电式锂电池作为主电源 ， 拇指 再经过 DC-DC 处理后为系统供电 。 食指 采用此种供电方式 ， 拇指 设计方便 ， 拇指 也满足模拟台的供电要求 。 食指 而 本设计的 DC-DC 处理是采用 LDC 凌阳， 拇指 凌阳 TV 技术中的 DC-DC处理电路 。 食指 这样 也可以使用在实际产品上 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 两种方案经比较 ， 拇指 我采用了第二种方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.9 凌阳， 拇指 凌阳 延时 时钟电路 凌阳， 拇指 凌阳 方案 1：采用分立元件制成的 延时时钟器 。 食指 用分立元件制作的延时时钟器虽然在价格上很低

39、廉 ， 拇指 但是 ，拇指 在设计上它会随着延时时间长采用的元件也跟着升 ， 拇指 给设计都带来了不便 。 食指 并且 ， 拇指 它的工作状态也并不是很稳定 。 食指 所以 ， 拇指 我没考滤用此方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 2：采用数字电路的触发器来制作延时时钟电路 。 食指 数字电路对信号处理很方便 ， 拇指 也很清晰 。 食指 不过 ，拇指 彩用数字电路的 COMS 触发器的话 。 食指 在电源 压降上会较大点 ， 拇指 易于电耗电 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 方案 3：采用 NE555 时基振荡电路制作 时钟电路 。 食指 NE555 时基振荡芯片不但价格上便宜 ， 拇指

40、 而且设计简便 ， 拇指 延时时间长 ， 拇指 稳定性能也高 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 从上面方案上选择 ， 拇指 我选择最后一个方案 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.10 凌阳， 拇指 凌阳 最终方案 凌阳， 拇指 凌阳 1. 凌阳， 拇指 凌阳 Atmel 公 司的 AT89C52 单片机作为主控制器 凌阳， 拇指 凌阳 2. 凌阳， 拇指 凌阳 采用光敏电阻组成光敏探测器 凌阳， 拇指 凌阳 3. 凌阳， 拇指 凌阳 采用超声波传感器组成超声波避障器 凌阳， 拇指 凌阳 4. 凌阳， 拇指 凌阳 采用应变式传感器来作垃圾桶检测装置 凌阳， 拇指 凌阳 5. 凌阳， 拇指 凌阳

41、采用步进电机作为该系统的驱动电机 凌阳， 拇指 凌阳 6. 凌阳， 拇指 凌阳 采用专用芯片 L298N 作为电机驱动芯片 凌阳， 拇指 凌阳 7. 凌阳， 拇指 凌阳 采用 静态扫描显示 ， 拇指 并用七段译码芯片 CD4511 驱动译码显示 凌阳， 拇指 凌阳 8. 凌阳， 拇指 凌阳 采用 3 节 4.2V 可充电式锂电池作为主电源 ， 拇指 再经 LDC 凌阳， 拇指 凌阳 TV 技术中的 DC-DC 处理电路对电压进行转换处理 凌阳， 拇指 凌阳 9.采用 NE555 时基振荡电路作系统的延时时钟电路 凌阳， 拇指 凌阳 第二章 凌阳， 拇指 凌阳 硬件的实现及单 元 电路的设计 凌

42、阳， 拇指 凌阳 2.1 凌阳， 拇指 凌阳 微控制器模块的设计 凌阳， 拇指 凌阳 Atmel 公司的 AT89C52 是一个低功耗 ， 拇指 高性能的 51 内核的 CMOS 凌阳， 拇指 凌阳 8 位单片机 ， 拇指 片内含 8k 空间的可反复擦些 1000 次的 Flash 只读存储器 ， 拇指 具有 256 凌阳， 拇指凌阳 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM） ， 拇指 32 个 IO 口 ， 拇指 3个 16 位可编程定时计数器 。 食指 并且 ， 拇指 该系列的 51 单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序 。 食指 另外 ， 拇指 自己所设计的

43、 51 最小系统板操作简单 ， 拇指 使用方便 。 食指 并且 ， 拇指 下载线也可以自己制作 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 本系统的功能比较大 ， 拇指 用到的 I/O 口也多 ， 拇指 因此 ， 拇指 为了满足要求 ， 拇指 我采用了一块 I/O 扩展芯片 8255 来扩展 AT89C52 单片机的 I/O 口 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 下面 图 2-1 是 51 系统与 I/O 扩展芯 片的电路图： 凌阳， 拇指 凌阳 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 0- J

44、 un - 20 0 8 S he e t o f F i l e : C : D oc um e n t s a nd S e t t i ng s A dm i n i s t r a t o r 桌面 智能吸尘器控制系统 智能吸尘器控制系统 .d dbD r a w n B y :C 40 22 2p FC 40 32 2p FX 40 11 2M H ZR 40 11 0KC 40 1 1 0 FK 40 1P 0.1P 0.2P 0.3P 0.4P 0.5P 0.6P 0.7P1.0P1.1VSSXTAL2XTAL1PSENA L EEAR S TP 2.5P3.7P3.5P3.4P

45、3.3P3.2P3.1P3.0P 2.7P 2.6P 2.4P 2.3P 2.2P 2.1P 2.0P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P 0.0V C CP3.6P1.2U 40 1A T 8 9C 52R 40 2 1MUas_D_1Uas_D_2IR_D_1IR_D_2IR_D_3PS_DN O / O F FT / O F FA D D _M I NA D D _W H E HP O W E R _ O N / O F FD1D2D3D4D5D6D7PA0PA1VSSRDWRCSA0A1R S E TP B 5PC7PC5PC4PC3PC2PC1PC0P B 7P B 6P B 4

46、P B 3P B 2P B 1P B 0PA7PA6PA5PA4PA3D0V C CPC6PA2U 40 28 52 2RDWRCSA1A0A1A0CSL E D _AL E D _BL E D _CL E D _BL E D 1L E D 2L E D 3EAA L EI N T 0I N T 1P S E NV C C M C UF B 4 01+ 5VV C C M C UAMP_INRDWRCPP or t RP or t R 1P or t R 2P or t R 3P or t R 4PortL4PortL3PortL2PortL1PortLCPON/OFF凌阳， 拇指 凌阳 图

47、2-1 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C52 单片与的 I/O 接口电路 凌阳， 拇指 凌阳 2.2 凌阳， 拇指 凌阳 光电对管 寻迹 电路的设计 凌阳， 拇指 凌阳 按上面方案比较的要求 ， 拇指 我设计了两种光电对管寻迹电路 ， 拇指 并且对这两种电路再次进行比较、分析与调试 。 食指 选出最佳的电路 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2.2.1 凌阳， 拇指 凌阳 光电 对 管 寻迹 电路的设计分析 凌阳， 拇指 凌阳 本系统的寻迹电路是由光电对管对外部环境的采集转换 ， 拇指 在通过信号处理电路后在送入单片进行处理 。食指 凌阳， 拇指 凌阳 1 2 3 4 5 6AB

48、CD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 - J u n- 2 00 8 S he e t o f F i l e : G : 2 00 8 年毕业论文 林谦谦 1 .智能吸尘器控制系统（毕业论文） 1 0. 设计与论文 智能吸尘器控制系统 .d dbD r a w n B y :R 20 21 0kI R _DR P R 22 0R 20 3 47R 20 41kV T 2 01R 20 1 1 50V C C I R V C C I RV C C I RI R _D _ 1F B 2 01V C C 5 V C C I R凌阳， 拇指 凌阳 图 2-2 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 光电对管检测电路 A 凌阳， 拇指 凌阳 图 2-2 所示电路中 ， 拇指 R201 电阻是 起限流电阻的作用 ， 拇指 当光电对管 RPR200 中的发光二极管发射出光线后 ， 拇指 如果 有光反射回来时 ， 拇指 光电对管 RPR200 中的三极管 接收到反射光 ， 拇指 导通 ， 拇指 R202 电阻 的上端变为高电平 ， 拇指 此时 VT201 饱和导通 ， 拇指 三极管 VT201 的 集电极输出低电平 。 食指 如果 没有光反射回来时 ， 拇指 光电对管 RPR200 中的三极管