中国矿业大学2012届本科生毕业设计
1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩[14]。
单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SOC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SOC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统[13]。 2.6.2AT89C52单片机的简单介绍
在众多的单片机系列中，AT89C52是一种低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有8K系列可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序储存器在系统可编程，也适应于常规编程。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超高效的解决方案。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
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2.7电源模块
在本系统中，需要用到的电源有单片机的5V，L298N芯片的电源5V和电机的电源7—15V。所以需要对电源的提供必须正确和稳定可靠。
方法1：用9V的锌电源给前、后轮电机供电，然后使用7805稳压管来把高电压稳成5V分别给单片机和电机驱动芯片供电。这种接法比较简单，但小车的电路功耗过大会导致后轮电机动力不足。
方法2：采用双电源。为了确保单片机控制部分和后轮电机驱动的部分的电压不会互相影响，要把单片机的供电和驱动电路分开来，，即：用6节干电池7.2V来驱动电机芯片，然后用7805稳压管来稳成5V供给单片机，后轮电机的电源用3V供电，这样有助于消除电机干扰，提高系统的稳定性。 基于以上分析，选择方法2。
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3 硬件设计
3.1总体设计
3.1.1小车总体概述
智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，调制前面两个轮子的转速起停从而达到控制转向的目的，后轮是万象轮，起支撑的作用。将循迹光电对管分别装在车体下的左右。当车身下左边的传感器检测到黑线时，主控芯片控制左轮电机停止，车向左修正，当车身下右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机停止，车向右修正。
避障的原理在车身前方装有超声波传感器，当其检测到障碍物时，主控芯片给出信号报警并控制车子倒退、转向，从而避开障碍物。
电路分为电源模块、单片机模块、电机驱动模块、循迹模块、壁障模块。 3.1.2小车总体设计框图
循迹模块避障模块AT89C52控制模块电源模块数码显示模块电机驱动模块 图3 总体设计框图
3.2驱动电路设计
电机驱动采用H桥式驱动电路，L298N内部集成了H桥式驱动电路，从而采用L298N电路来驱动电机。通过单片机给予L298N电路PWM信号
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来控制小车的速度，起停。
L298N的管脚如图4所示，驱动原理电路图如图5所示。
94U157IN1VCCVS10IN2OUT1212IN36IN4OUT2311ENAENBOUT313115SENSAOUT414SENSBGND8L298 图4 L298N管脚图
U219XTAL1P0.0/AD039P0.1/AD13818P0.2/AD237XTAL2P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD5349P0.6/AD633RSTP0.7/AD732P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A102329P2.3/A112430PSENP2.4/A122531ALEEAP2.5/A132694U1P2.6/A1427P2.7/A152857IN1VCCVS1P3.0/RXD1010IN2OUT122P1.0/T2P1.1/T2EXP3.1/TXD1112IN3P3.2/INT0126IN4OUT2334P1.2P1.3P3.3/INT11311ENAP3.4/T014ENBOUT3135+88.86P1.4P3.5/T11517P1.5P3.6/WR1615SENSAOUT414kRPM8P1.6P3.7/RD17SENSBGNDP1.7AT89C528L298+88.8kRPM 图5 电机驱动电路
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3.3信号检测模块电路设计
将单片机用作测控系统时，系统中总要有被测信号输入通道，拾取必要的输入信息。作为测试系统，对被测对象拾取必要的原始参量信号是系统的核心任务，对控制系统来说，对被控对象状态的测试以及对控制条件的监测也是不可缺少的环节。因此，信号检测模块占有重要地位。 3.3.1循迹模块信号检测电路
小车循迹原理是小车在画有黑线的白纸 “路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”——黑线。在该模块中我采用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。
红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号，再通过LM324作比较器来采集高低电平，从而实现信号的检测（见图6）。
RV1R2R11504.7KPOT10kU2:A214U116524OPTOCOUPLER-NPN311LM324D1DIODE-LED 图6 红外传感电路
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