自动往返行驶小汽车的设计

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1、自动往返行驶小汽车的设计本设计的小汔车能在如图81所示的跑道上自动往返行驶，车子从起跑线出发后到达终点线停车10秒钟，然后返回到起点停止。在限速区行驶时间要求大于8秒，终点线停车与最后停车时要求车子中心点与黑线的误差尽量小。车子能自动记录时间及里程并在车上显示。跑道宽为0.5米，两侧挡板高度大于0.2米，跑道表面贴有白纸，在B、C、D、E、F、G处画有2cm宽的黑线。ABCDEFGH0．5米限速区1米0．5米36米2米36米1米0．5米起跑线终点线图81跑道顶视图1系统硬件电路的设计控制系统设计采用A

2、T89C52单片机。显示系统采用三位LED数码管显示里程数，四位LED数码管显示一次往返的时间。电机正反转采用桥式驱动控制，二档电压调速。里程记录采用霍尔传感器，跑道标志线采用光敏管检测并使用软件整形消抖措施。使用四个靠轮解决小汽车与挡板的碰擦问题，单片机、电机独立稳压电源供电。（1）电机驱动电路采用两对互补三极管，利用单片机16、17脚电位的高低去控制三极管的截止和导通状态，从而实现小汽车驱动马达的正反转功能。为了防止马达转动时对单片机的干扰影响，提高单片机的稳定性，在马达的两端加了抗干扰电容。（2）电压调

3、速电路电机驱动电压由AT89C52单片机的P1.7和P1.6分别控制。当P1.7为0，P1.6为1时，电机驱动电压为+7.5v，小车进入高速行驶状态；当P1.7为1，P1.6为0时，电机驱动电压为+4.3v，小车进入低速行驶状态。当P1.0为高电位时，马达供电三极管D880截止，关闭马达电源实现停车功能；当P1.0为0时，D880输出电机驱动电压，小车按单片机的指令执行各种功能。（3）传感脉冲检测电路由霍尔元件里程检测、跑道标志光电管检测两部分组成，电路图如下图。用于里程累计的脉冲信号由霍尔元件检测。此装置安

4、装在后左轮，车轮每转一周就由霍尔元件产生一个低电平脉冲，单片机外部中断1产生中断，从而使里程脉冲数累计一次，根据本小车轮子的周长，每转6周为1米，所以每累计6个脉冲就是1米。用于检测跑道标志的脉冲信号由光敏二极管、发光二极管电路组成。当小车在白纸上时，输出为高电平；当遇到黑条时，输出低电平脉冲，作中断计数判断用。（4）LED显示电路对多位LED显示器采用动态扫描的方法进行显示，系统采用七位数码管显示，前三位数码管显示的数值表示里程，显示的范围为1m—999m。后四位数码管的数值表示一次往返过程中所需的总时间，

5、其中前两位表示分，后两位表示秒。往返到起点时显示的数值是一次往返的总时间。P0口作段码数据输出，P2为扫描输出口。2系统内存资源的分配20H—24H内存单元作为里程计数用（23H为跑道条数存放单元），采用10进制计数，最大计数值为999米。70H—73H为时间计数单元，采用10进制BCD码计数，最大记录时间为59分59秒。显示数据在70H—76H单元中，其中74H—76H单元内为里程显示数据。为了标志是终点停车还是起点停车，用位地址30H（即35H.0位）的位值作为判断标志。3系统主要程序的设计（1）初始化程

6、序主要完成70H—76H、20H—23H等单元的清零，设置T1为16位定时模式，开放T1、外中断0、外中断1的中断等。（2）主程序主要完成初始化工作，设定小汽车的初始运行状态，最后循环调用显示程序，程序流程图见图8-6。（3）外中断0服务程序其任务是根据小车到达黑道的位置控制小车的运行状态，其程序流程图见图8-7。中断0开始关中断跑道数加1开始初始化置快车状态置前进状态打开电机电源调用显示子程序第6条？N第3条N？第4条N？第5条？N延时7ms开中断中断返回Y停止Y慢车Y快车Y慢车图86主程序流图图87

7、小车状态控制流程图（4）慢车子程序慢车子程序执行时，先对电机进行反相驱动约150ms，使其刹车，然后改供低电压，使电机慢速转动。（5）停止子程序当执行停车时，先对黑道计数器单元23H清零，再反相驱动刹车后关电机电源，然后延时10秒，对30H位取反，以判断是终点停车还是起点停车。若是起点停车，计时单元清零。最后设小车初始运动状态。（6）里程计数处理程序（外中断1服务程序）里程计数器采用10进制计数，最大计数值为999米，当退出时将计数值移入74H—76H显示数据存储单元。（7）计时程序与设计实例2的时钟程序相同

8、。（8）延时程序延时程序均采用调用显示子程序的方法，以改善LED显示的效果。以下是自动往返小汽车控制系统完整源程序：主程序和中断程序入口ORG0000H；程序执行起始地址LJMPSTART；跳至STARTORG0003H；外中断0入口LJMPINTEX0；跳至INTEX0中断服务程序ORG000BH；定时器T0中断入口RETI；中断返回ORG0013H；外中断1入口LJMPINTEX1；跳至INTE