毕业论文：单片机控制小车.doc

单片机控制小车 摘要：本论文利用单片机控制一个小车前进、后退、左转、右转。该小车核心硬件采用了ATM公司生产的到AT89C51芯片。该芯片具有低功耗，高性能的片内含4KB快闪编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，使用高密度，非易失存储技术制造，并且与89C51引脚和指令系统完全兼容的特点。而且芯片上的FPROM允许在线编程或采用通用的非易失存编程器对程序存储器重复编程。且价格比价低。驱动小车的电动机采用直流伺服机，伺服电机可控制速度，位置精度非常准确，避免了电刷摩擦和换向干扰，因此灵敏度高，死区小，噪声低，寿命长，对周围电子设备干扰小。 关键词：AT89C51单片机 直流伺服机 小车 第一章 小车整机系统介绍 本次设计的小车利用伺服机驱动，单片机控制的。小车为机器人的雏形，由于使用伺服机控制，其动作的精度非常高，用途非常的广泛，比如可用于较窄的人无法进入的管道进行查看，像下水管道，大型工厂的排线管道，军事上的排除炸弹等等。 一、小车系统介绍 控制系统原理如图1所示： 图1 电气控制图 伺服机控制系统的控制电路分为以下几部分： （1）单芯片89C51 控制部分的核心元件,采用89C51。 （2）伺服机的接口 伺服机的接口所示如图2。 图2 伺服机接口 图3 按键电路 为伺服机提供电源。 （3）控制按键电路 按键电路如图3所示。 用来控制小车前进、后退、左转、右转。 （4）电源电路 图4 电源电路 图5 晶振电路 图6 复位电路 电源电路如图4所示。 为单片机和伺服机提供电源。 （5）晶振电路 晶振电路如图5所示。 为单片机提供脉冲，晶振频率范围为1.2～33HZ。 （6）复位电路 复位电路如图6所示。 使单片机复位。 二、89C51单片机的组成 1.中央处理器CPU 中央处理器简称CPU，是单片机的核心，用于完成运算和控制操作。中央处理器包括运算器和控制器两部分电路。 （1）运算电路 运算电路是单片机的运算部件，用于实现算术和逻辑运算。算术逻辑单元ALU、累加器、B寄存器、程序状态字和两个暂存寄存器等都属于运算器电路。 运算电路以ALU为核心，基本的算术运算和逻辑运算均在其中进行，包括加、减、乘、除、增量、减量、十进制调整、比较等算术运算，“与”、“异或”等逻辑运算，左、右移位和半字节交换等操作。 （2）控制电路 控制电路是单片机的指挥控制部件，保证单片机各部分能自动而协调地工作。程序计数器、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时控制电路以及振荡电路等均属于控制电路。 1. 内部数据存储器 内部数据存储器包括RAM（128*8）和RAM地址寄存器，用于存放可读/写的数据。实际上80C51芯片中共有256个RAM单元，但其中后128个单元为专用寄存器，能作为普通RAM存储器供用户使用的只是前128个单元。因此，通常所说的内部数据存储器是指前128个单元，简称“内部RAM”。 2．内部程序存储器 内部程序存储器包括ROM（4K*8）和程序地址寄存器等。80C51共有4KB掩膜ROM，用于存放程序和原始数据，因此称之为程序存储器，简称“内部ROM” 3．定时器/计数器 由于控制应用的需要，80C51共有两个16位的定时器/计数器，用定时器/计数器0和定时器/计数器1表示，用于实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。 4. 并行I/O口 80C51共有4个8位并行I/O（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输入/输出。 三．89C51单片机的封装与信号引脚 1.芯片封装形式 80C51有40引脚双列直插式DIP和44引脚方形扁平式QFP共两种封装形式。其中双列直插式封装芯片的引脚排列及芯片逻辑符号如图7所示。 图7 89C51芯片 2.芯片引脚介绍 P0.0~P0.7 P0口8位双向口线 P1.0~P1.7 P1口8位双向口线 P2.0~P2.7 P2口8位双向口线 P3.0~P3.7 P3口8位双向口线 地址锁存控制信号ALE 在系统扩展时可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 外部程序存储器读选通信号PSEN非 在读外部ROM时PSEN非有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。 访问程序存储器控制信号EA非 当EA非信号为低电平时，对ROM的读操作室针对外部程序存储器的；而当EA非信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。 复位信号RST 当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效，用于完成单片机的复位操作。 外接晶体引线端XTAL1和XTAL2 当使用芯