1. 系统方案的选择与论证
1.1可行性方案的介绍
方案一：本设计选用两块单片机(89C52 和 89C2051)作为自动往返小汽车的检测和控制核心。路面黑线检测使用反射式红外传感器，车速和距离检测使用断续式光电开关，利用PWM技术动态控制电动机的转速。基于这些完备而可靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法，实现了小车在限速和压线过程中的精确控制。本设计的主要特色 : 高效的H型PWM电路，提高电源利用率； 控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电祸合器传输； 脉冲调制路面检测，超强纠错，免受路面杂质干扰；优化的软件算法，智能化的自动控制，定位精确;后置式红、绿方向灯行驶状态一目了然。方框图如1-2所示。
图1-2 方案一方框图
方案二：系统采用单片机AT89C51作为核心器件实现小车行驶的自动控制。控制过程是利用反射式光电检测器采集的数据，通过软件完成对小车在不同路段的行驶速度实时控制，用数码管实现对指定行程和所用时间显示，同时利用红外数据传输方式将在限速区、终点区和返回到起点区后的时间和距离数据向手持显示装置单相传送。键盘设置在小车中，对速度的控制调整更加方便、精确。方框图如1-3所示。
7
图1-3 方案二方框图
方案三：采用单片机AT89C52作为系统的控制中心。电机电路采用两对互补三极管控制电机的驱动;检测电路采用光敏管来控制小车的快行,慢行,停止;用数码管实现对指定行程和所用时间的显示。方框图如1-4所示。
图1-4 方案三方框图
8
1.2 系统方案的确定
从上述方案可知：方案一应用了两块芯片作为控制部分，虽然设计目的更
加明确，但这样的选择对软件编程造成了很大困难；而方案二应用了相同的两块芯片作为控制部分，应用起来比较烦琐，也很不经济；所以从应用和实际生产方面考虑，选用方案三。
2. 系统的硬件设计与实现
2.1 系统元器件的选择与介绍
下面介绍AT89C52芯片、霍耳传感器、施密特触发器等元器件. 2.1.1 AT89C52芯片
特点：
● 与MCS-51产品指令和引脚完全兼容 ● 8K字节可重擦写FLASH闪存 ● 1000次擦写周期 ● 全静态操作：0Hz-24MHz ● 三级加密程序存储器 ● 256X8字节内部RAM ● 32个可编程I/O口线 ● 3个16位定时/计数器 ● 8个中断源
● 可编程串行UART通道 ● 低功耗空闲和掉电模式
功能特性概述：
AT89C52提供以下标准功能：8K字节FLASH闪存，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
9
图2-1 AT89C52的芯片管脚图
引脚功能说明：
VCC——电源电压 GND——地
P0口——P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在FLASH编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1口——P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把
端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数
输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参见表2.2.1。 FLASH编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。
P2口——P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的
10
上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。
FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。
P3口——P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表2-1所示。
表2-1 P1.0和P1.1的第二功能
引脚号 P1.0 P1.1 功能特性 T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出 T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）
表2-2 端口三的功能介绍
端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD(串行输入口) TXD(串行输出口) INTO(外中断0) INT1(外中断1) TO(定时/计数器0) T1(定时/计数器1) WR(外部数据存储器写选通) RD(外部数据存储器读选通) 此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。 RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出。
11
脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。