1、廊坊燕京职业技术学院 毕业设计（论文） 题目：多功能遥控车的设计 学生姓名： 学 号： 1124120_ _ 指导教师： 专 业： 电子仪器仪表与维修 _ 年 级： 2011 2014 年 5 月 18 日 廊坊燕京职业技术学院毕业设计（论文） 目 录 摘 要 . 1 引 言 . 3 1 设计要求及指标 . 4 2 红外遥控系统的设计 . 5 3 红外收发电路的设计 . 6 3.1 主要芯片 闪电存储型单片机 AT89S52 的介绍 . 6 3.1.1 AT89S52 具有下列主要性能： . 6 3.1.2 AT89S52 的引脚 . 6 3.2 89C2051 介绍 . 7 3.3 系统的功
2、能实现方法 . 7 3.3.1 摇控码的编码格式 . 7 3.3.2 遥控码的发射 . 7 3.4 红外发射电路 . 8 3.5 红外接收电路 . 9 3.6 软件设计 . 9 3.6.1 发射编码的软件设计 . 9 3.6.2 接收编码的软件设计 . 11 4 直流稳压电源的设计 . 11 4.1 直流稳压电源采用单相桥式整流电路 . 11 4.2 滤波电路 . 12 4.3 稳压电路 . 12 5 控制部分 . 13 5.1 电机驱动模块 . 14 5.2 障碍物检 测和寻迹模块 . 14 6 调试结果及其分析 . 15 结 论 . 16 参考文献 . 17 附 录 . 18 廊坊燕京职业
3、技术学院 毕业设计 (论文 ) 第 1 页 共 18 页 红外遥控智能小车系统设计 摘 要 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快，智能度越来越高，应用范围也得到了极大的扩展。智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、循迹 、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示，无需人工干预。因此，智能电动小车具有再编程的特性，是机器人的一种。 本设计采用 AT89C51 单片机加电机驱动电路和红外遥控及循迹模块还有红外接收
4、一体化传感器设计而成，采用模块化的设计方案，运用红外遥控器控制小车的前进、后退、左转、右转、启动和停止。 关键字 ：单片机，红外遥控 ，直流稳压电源 廊坊燕京职业技术学院 毕业设计 (论文 ) 第 2 页 共 18 页 Infrared remote intelligent car system design Abstract With the rapid progress of computers, microelectronics, information technology, intelligent technology development speed faster and fas
5、ter, intelligent increasing range of applications has been greatly expanded. Smart as a modern invention, is the future direction of development, it can be in an environment where automatic operation in accordance with the pre-set pattern, no human management can be applied to scientific exploration
6、 and other purposes. Smart electric car is one of expression. Designers can be programmed by software to the road, tracking, stop the precise control and test data storage and display, without human intervention. Therefore, smart electric car has a re-programming features, is a kind of robot. This d
7、esign uses AT89C51 SCM and the motor drive circuit and the infrared remote control and ultrasonic module infrared receiver integrated sensor design made use of modular design, use the infrared remote control car forward, backward, turn left, turn right, start and stop . Keywords: SCM, infrared remot
8、e control, DC regulated power supply 廊坊燕京职业技术学院 毕业设计 (论文 ) 第 3 页 共 18 页 引 言 随着远程教育系统的不断发展和日趋完善，利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。近年来，在多媒体教学系统的使用、开发和研制中，经常遇到同时使用多种设备，如：数字投影机、 DVD、 VCD、录像机、电视机等，由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同，操纵这些设备得使用多种遥控器，给使用者带来了诸多不便。本次毕业设计的主题 就是红外遥控电路设计。 红外遥控的特点是 利用红外线进行点对点通信的技术， 不影响周
9、边环境 ，不干扰其他电器设备。室内近距离（小于 10 米） ，信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点 ,遥控中得到了广泛的应用。 通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制，可以选择不同的按键来控制不同的设备。从而方便快捷的实现远程控制。 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管；由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外 线而不是可见光。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色 。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能
10、正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外发光二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小，所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。 廊坊燕京职业技术学院 毕业设计 (论文 ) 第 4 页 共 18 页 1 设计要求及指标 红外遥控是目前使用较多的一种遥控 手段。红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。在家庭生活中，录音机、音响设备、空调彩电都采用了红外遥控系统。设计要求利用红外传输控制指令及智能控制系统 ，借助 微处理器 强
11、大灵活的控制功能发出 脉冲编码 ，组成 的 一个遥控系统。红外线编码是数据传输质是一种脉宽调制的串行通讯。红外线通讯的发送部分主要是把待发送的数据转换成一定格式的脉冲，然后驱动红外发光管向外发送数据。接收部分则是完成红外线的接收、放大、解调，还原成同步发射格式相同 ， 但高、低电位刚好相反的脉冲信号 ，其 主要输出 TTL 兼容电平。最后通过解码把 脉冲信号转换成数据，从而实现数据的传输。 本设计的主要技术指标如下： (1) 遥控范围： 4 6 米 (2) 显示可控制的通道 (3) 接收灵敏可靠，抗干扰能力强 (4) 控制用电器电流最高为 2A。 廊坊燕京职业技术学院 毕业设计 (论文 ) 第
12、 5 页 共 18 页 2 红外遥控系统的设计 红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，系统采用编 /解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。设计的电路由如下的几个基本模块组成：直流稳压电源，红外发射电路，红外接收电路及控制部分。 系统框图如图 3 1 所示。 图 2 1 红外遥控电路 框图 （ a）发射电路框图 图 2 1 红外遥控电路框图 （ b）接收电路框图 按键部分 单片机 89C2051 发射部分 电源 3V 5V 接收部分 单片机 89S52 显示部分 控制部分 电源 9V 廊坊燕京职业技术学院 毕业设计 (论文 ) 第 6 页 共 18 页 3 红外收发电路的设计 3.1 主要
13、芯片 闪电存储型单片机 AT89S52 的介绍 3.1.1 AT89S52 具有下列主要性能： (1) 8KB 可改编程序 Flash 存储器 （可经受 1， 000 次的写入 /擦除周期） (2) 三级程序存储器保密 (3) 256 *8 字节内部 RAM (4) 32 条可编程 I/O 线 (5) 3 个 16 位定时器 /计数器 (6) 6 个中断源 (7) 可编程串行通道 (8) 片内时钟振荡器 AT89S52 是用静态逻辑来设计的，并提供两种可用软件来选择的省电方式 空闲方式和掉电方式。在空闲方式中， CPU 停止工作，而 RAM、定时器 /计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电
14、方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，一切功能暂停，只保存片内 RAM 中的内容，直到下一次硬件复位为止。 3.1.2 AT89S52 的引脚 89S52 单片机的管脚说明如图所示 ： p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 RST/VPD 9 RXD/P3.0 10 TXD/P3.1 11 INT0/P3.2 12 INT1/P3.3 13 T0/P3.4 14 T1/P3.5 15 WR/P3.6 16 RD/P3.7 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 P2.0 21 P2.1 22 P
15、2.2 23 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 P0.7 32 P0.6 33 P0.5 34 P0.4 35 P0.3 36 P0.2 37 P0.1 38 P0.0 39 VCC 40 廊坊燕京职业技术学院 毕业设计 (论文 ) 第 7 页 共 18 页 3.2 89C2051 介绍 89C2051 共有 20 条引脚，如图 3 2 所示。 P1 口共 8 脚，准双向端口。 P3.0 P3.6 共 7 脚，准双向端口，如 P3.0、 P3.1 的串行通讯功能， P3.2、 P3.3的中
16、断输入功能， P3.4、 P3.5 的定时器输入功能。 在引脚的驱动能力上， 89C2051 具有很强的下拉能力， P1,P3 口的下拉能力均可达到 20mA.相比之下， 89C51 的端口下拉能力每脚最大为 15mA。但是限定 9 脚电流之和小于 71mA.这样，引脚的平均电流只 9mA。 89C2051 驱动能力的增强，使得它可以直接驱动 LED 数码管。 相对于 89C51 它少了一些功能，但是它的功耗少，便于携带，更经济使它在发射电路中起着重要的地位。因此，在本设计红外发射的电路中就用了它来实现脉冲信号的产生。 R S T1V C C20( R X D )P 3 .02P 1 .719
17、( T X D ) P 3 .13P 1 .618X T A L 24P 1 .517X T A L 15P 1 .416( IN T 0 )P 3 .26P 1 .315( IN T 1 )P 3 .37P 1 .214( T 0 ) P 3 .48P 1 .1 ( A I N 1 )13( T 1 ) P 3 .59P 1 .0 ( A I N 0 )12P 3 .711GND10U1 8 9 C 2 0 5 1图 3 2 89C2051 的引脚 3.3 系统的功能实现方法 3.3.1 摇控码的编码格式 该遥控器采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的码，最小为 2 个脉冲，最大为 17
18、 个脉冲。为了使接收可靠，第一位码宽为 3ms，其余为 1ms，遥控码数据帧间隔大于 10ms，如图 3 3 所示。 3.3.2 遥控码的发射 采用的是 89C2051 芯片。用 P1 口组 成键盘，获取键值，用内部的定时器 1 产生一个 40KHz 的软件定时中断，当作红外线的调制基波，当某个操作按键按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成 40kHz 方波由红外线发光管发射出去。 P3.5 端口的输出调制波如图 3 3 所示 廊坊燕京职业技术学院 毕业设计 (论文 ) 第 8 页 共 18 页 3.4 红外发射电路 遥控发射通过键盘，每按下一个键，即产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指令信号调制在 40KHz 的载波上，激励红外光二极管产生不同的脉冲，通过空间的传送到受控机的遥控接收器。 P1 口作为按键部分， P3.5 口作为发射部分，然后用三极管的放大驱动红外发射。电路如图 3 4 所示 图 3 4 红外发射电路 3ms 10ms 帧间隙 图 3 3 端口输出编码波形图 电器 0 的遥控输出码 电器 1 的遥控输出码 电器 7 的遥控输出码
