基于AT89C51单片机的电动小汽车

第一章 MCS-51单片机的结构
1.1MCS-51单片机内部结构
上图就是AT89C51的外观形状的引脚表示
8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：
中央处理器：
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调尔个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等作。
数据存储器(RAM)：
8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
程序存储器(ROM)：
8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
定时/计数器(ROM)：
8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
并行输入输出(I/O)口：
8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
全双工串行口：
8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
中断系统：
8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
时钟电路：
8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容
存储器 :
8031单片机有4个存储器空间，分别用来安排4种不同功用的存储器：
一\内部数据存储器；二\特殊功能寄存器；三\程序存储器；四\外部数据存储器。
内部数据存储器和特殊功能寄存器集成于片内，程序存储器和外部数据存储器则安排在片外，用接口电路与单片机连接。4种存储器中，除内部数据存储器和特殊功能寄存器是统一编址的除外，各存储器均分开编址，并用不完全相同的寻址方式来访问它们
通过对特殊功能寄存器PSW中RS1、RS0两位的编程设置)，可选择任一寄存器组为工作寄存器组，方法如下：
RS1 RSO 所选中的寄存器组
......

第一章 MCS-51单片机的结构
第二章 基于8051芯片控制的自动往返小车设计
第三章 对于所设计的小车的总结

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本设计以AT89C51单片机为核心，以超微型红外线发射接收一体化管为数据采集器件，用三极管构成的电子开关电路驱动电机，组成了一个比较完整的自动往返电动小汽车的控制系统。系统通过设计一个巧妙的精密控制脉冲占空比算法，实现了对电动小汽车自动往返的精密控制。系统的设计充分体现了价廉物美、简单实用的设计原则。
在系统结构上，我们所设计实现的自动往返电动小汽车的控制系统由四个模块组成：单片机微型控制系统模块、数据采集模块、电机驱动模块、信息显示模块。其中，数据采集模块负责采集路面信息；单片机微型控制系统模块负责对采集的信息进行处理，并通过程序完成复杂的控制；电机驱动模块主要根据单片机传入的信号控制小车的运动；信息显示模块则显示相应的信息（如行驶距离显示、倒计时显示等）
本设计的技术特色主要体现在以下几个方面：
(1) 在设计数据采集模块时，考虑到设计成本，我们没有采用昂的专用传感器，而是使用廉价的超大型红外线接收发射一体化管，通过外围电路来保证信息采集的可靠性。
(2) 在设计电机驱动模块时，没有使用专用的大功率电子集成开关，而是用三极管组成简单的开关电路，实现了电机的驱动控制。
(3) 用软件实现对小车运动的精密控制是本设计的一大特色。其原理是：用位运算的方法，逐位调整脉冲信号的的占空比，实现了对电机旋转速度的精密控制。为了进一步提高控制精度，我们通过检测车轮旋转的圈数来判断小车的行进速度，继而控制电机的旋转速度，使小车在我们指定的速度下稳定行进。这样，整个电机控制系统构成了一个速度负反馈环，从而完全实现了小车的精密速控。而且，通过检测单位时间车轮旋转的圈数，可以计算出小车的速度。这样，就为发挥部分的实现提供了技术条件和数据信息。
实测数据表明，本设计不仅完成了基本要求部分的各项任务，而且还实现了发挥部分的往返时间和行驶距离显示，以及倒计时显示等功能。系统采用的设计方案正确，电路设计和软件模块设计合理，技术路线基本可行。