基于单片机的智能玩具小车控制软件的设计与实现.pdf

2024.14科学技术创新-215-

基于单片机的智能玩具小车控制软件的设计与实现

王孝平，张建兵

（南京航空航天大学金城学院机电工程与自动化学院，江苏南京）

摘要：本文主要探究了基于STC89C51单片机的智能玩具小车控制系统的软件设计与功能实现。控制系

统的软件部分包括主控程序、保护程序、电机驱动程序等。单片机接收并处理车身传感器提供的位置、速度等信

息，可以准确识别小车前进轨迹上是否有障碍。在检测到障碍后单片机发出指令改变电机的转速和扭矩，控制

小车左转、右传、前进、后退，从实现自动避障。同时，利用液晶屏直观显示小车当前的行驶里程和行驶速度，

方便操控人员实时了解小车状况。

关键词：单片机；智能玩具小车；驱动电机；自动避障

图分类号TP273;TP368.1文献标识码A文章编号2096-4390渊2024冤14-0215-04

智能玩具小车融合了传感器、机电控制、人工智数，行驶里程、行驶时间等参数液晶显示屏上实时

能以及无线遥控等多项技术，为了迎合玩具市场要呈现，并每秒刷新1次。同时，于小车前方、左右两

求，需要开发功能更加丰富、智能化程度更高的智能侧的6个红外传感器会实时采集周围环境信息，单片

控制系统。由于智能玩具小车的体积较小，对单片机机处理环境信息后可以重新规划小车的移动路径，从

的选择提出了严格的要求。搭载的单片机除了尺寸小而实现自动避障。小车行驶期间，使用H型PWM

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巧外，还必须提供丰富的串口，以便于连接外部设备脉宽调制技术控制小车的加速、减速（制动）。

以及进行功能电路设计，满足智能玩具小车的地智能玩具小车的驱动方式为前轮驱动，前方的左

别、自动避障等功能。STC89C51单片机外、功能轮和右轮附近各设有1个驱动电机，后轮为万向轮，

等方面符合智能玩具小车控制系统的设计需要，围主要起到支撑作用。循迹光电传感器于小车底盘，

STC89C51单片机进行软硬件设计，可以提高控制系可以实时检测小车车身下方的轨迹。如果车身左侧传

统的稳定性和实用性。感器检测到车身超出轨迹，则主控芯片发布指令停止

1基于单片机的智能玩具小车控制软件的设左轮电机的转动，此时小车向左正；反之，当车身右

计侧传感器检测到车身超出轨迹，则主控芯片发布指令

1.1单片机的选型停止右轮电机转动，此时小车向右正，保证小车按

本文设计的智能玩具小车控制系统中使用AT原照既定路线移动。

MEL公司生产的STC89C51单片机，内置8CPU和1.2主程序设计

32KB的FLASH、256B的RAM。有40个引脚，32个双本文使用与STC89C51单片机兼容的C51语言

向I/O口，4个16的定时器中断，支持TQFP、PLCC进行编程，为了提高编程效率，采用模块化思想，首先

等封装形式，具有功耗低、性能高、适应能力强等特将主程序与各个子程序模块进行立编程，然后再将

点。以STC89C51单片机为核心，设计了智能玩具小车各个模块进行组合，完成智能玩具小车控制系统的软

控制系统的主控电路，控制原理如下于小车前端件设计。该系统的软件部分根据实现功能的不同，可

传感器能够实时接收遥控指令，利用通信模块将信号分为6大模块，包括主控程序模块、显示程序模块、电

发送给单片机。单片机根据操控指令运行，并同步计机驱动程序模块等，系统软件结构如图1所示。

作者简介王孝平（1981-），女，硕士，助教，研究方向：电路控制。

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上述流程中单片机初始化的主要任务包括以