中州大学毕业设计
学号： 201025090206
设计题目：自动往返小汽车的控制系统的设计
学 院： 工程技术学院 专 业： 机电一体化 班 级： 10级对口2班
姓 名： 杨丽丽
指导教师： 上官同英 日 期： 2013 年 3 月 5 日
诚信声明
本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
毕业设计（论文）作者签名： 指导导师签名：
签字日期： 签字日期：
毕业设计任务书
班级： 10机电对口2班 学生： 杨丽丽 学号 201025090206
设计题目： 自动往返小汽车的控制系统的设计 摘要：设计一个能自动往返于起跑线与终点线之间的小汽车的控制系统。但不
能用人工遥控（包括有线和无线）。跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的A、B、C、D各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度与下图所示：
设计内容及要求：
1.设计完成的功能要求：
1）、车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。
2）、BC间为限速区，车辆往返均要求低速通过，但不允许在限速区内停车。 3）、在往返过程中随时显示当前行车时间和路程，直接回到终点。（显示装置应安装在小车上面。）
2.设计内容要求
（1）根据设计要求确定系统中输入/输出信号的种类、数量和特点。
（2）确定CPU的选型与硬件接口等的配置。
（3）进行硬件设计，主要是整个系统的电路原理图的绘制。
（4）进行软件设计，根据控制要求编写控制系统的控制程序和监控程序。 （5）撰写毕业设计说明书。
3. 设计说明书的要求：
1）、分析控制要求、控制对象，确定控制方案；
3）、根据控制要求选择单片机及相关控制元件的型号；
3）、画出该控制系统的总体硬件原理图；4）、画出程序流程图； 5）、源程序清单，并加注释； 6）、其它按照毕业设计指导所述要求。
指导老师（签字）： 2012年12月17日
前 言
当今社会，随着科技发展的日新月异，特别是计算机技术突飞猛进的发展，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，同时计算机也越来越广泛的被应用到人们的生活、工作领域的各个方面。单片微型计算机以其其体积小、功能强、速度快、价格低等优点，在数据处理和实时控制等应用中有着无以伦比的优越性，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中。随着微控制技术（以软件代硬件的高性能控制技术）的日益完善和发展，单片机的应用必将导致传统控制技术发生巨大的变化。单片微型计算机的应用广度和深度，已经成为一个国家科技水平的一项重要标志。
此设计的题目是自动往返小汽车的控制系统的设计。要求设计一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。车辆从起跑线出发到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线。在要求的跑道范围内完成快行、慢行、停车等功能。停车后自动显示一次往返的时间和路程。基于上述要求将设计分为以下几个模块：AT89C52、电机驱动、电机调速、里程检测、跑道标志检测、数码显示模块。控制系统采用AT89C52单片机；显示系统采用3个LED数码管显示里程数，4个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，2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；单片机、电机采用独立稳压电源供电。本设计采用的AT89S52，功耗很低，可用于很多小型设备中。该设计具有实际意义，稍作修改就可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面可用超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。
本设计将详细介绍硬件设计和软件设计的思路和方法。由于本人在单片机的设计方面还存在一些不足之处，敬请老师给予批评指正。
摘要
本设计的控制系统采用AT89C52单片机；显示系统采用3个LED数码管显示里程数，4个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，2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；单片机、电机采用独立稳压电源供电。
关键词
自动往返小汽车；AT89C52; 传感器
Abstract
The control system of with this design adopts embedded microcontroller unit such as AT89C52; Show system to adopt 3 show a mileage for the LED figures tube number, 4 time taken care of to show to go back and forth once for the LED figures; The electrical engineering is positive and negative to turn adoption bridge a type to drive a control, 2 file electric voltages adjust soon; The adoption n. hall sensor of the mileage record spreads a feeling machine; Runway scribe line adoption light the quick tube examination combine usage software orthopedics to eliminate to tremble measure; The single slice\'s machine, electrical engineering adoption\'s independence is steady to press power supply power supply.
Keywords
Automatic round-trip car; AT89C52; sensors
目 录
前言??????????????????????????????? I 摘要??????????????????????????????? I Abstract????????????????????????????? I 1.系统方案的选择与论证??????????????????????7 1.1 可行性方案的介绍??????????????????????7 1.2 系统方案确定???????????????????????? 9 2.系统的硬件设计与实现?????????????????????? 9 2.1 系统元器件的选择与介绍??????????????????? 9 2.1.1 AT89C52芯片?????????????????????? 9 2.1.2 霍耳传感器（HD3020）?????????????????? 12 2.1.3 施密特触发器（4093）????????????????? 13 2.1.4 LED显示器?????????????????????? 15 2.1.5 MC7805三端稳压器??????????????????? 15 2.1.6 发光二极管和光敏二极管????????????????? 16 2.1.7 三极管的开关作用???????????????????? 17 2.2 单元电路的设计??????????????????????? 17 2.2.1 电机驱动电路??????????????????????17 2.2.2 电机调速电路??????????????????????18 2.2.3 传感脉冲检测电路????????????????????19 2.2.4 显示电路????????????????????????20 3.系统的部分软件设计???????????????????????20 3.1 主程序???????????????????????????20 3.2 跑道标志处理程序(外中断0服务程序) ???????????? 21 3.3 里程计数处理程序（外中断1服务程序）????????????23 3.4 计时程序（T1定时中断服务程序）?????????????? 24 4.设计总结????????????????????????????25 5.致谢??????????????????????????????26 6.参考文献???????????????????????????? 27 附录一：元器件清单????????????????????????27 附录二：程序清单?????????????????????????28 附录三：硬件原理图???????????????????????? 37