单片机电动车跷跷板设计
摘 要
本设计采用AT89S52单片机为主的微控制处理器作为电动车跷跷板的检测和控制核心，实现小车自动检测路线、达到正确直线行驶、检测光源信号等功能。系统电路采用发光二极管发出的可见光照射到黑带时，光线被黑带吸收，光敏二极管未检测到信号，呈高阻抗状态，输出端为低电平。当发光二极管发出的可见光照射到地面时，它发出的可见光反射回来被光敏二极管检测到，其阻抗会减小，此时会输出一个高电平。检测到的信号经放大送到单片机处理，控制电机正反转，并且液晶显示电路显示出所完成一段路程的时间，同时产生光声信号。
关健字：AT89S51，自动往返，电动，光电检测器
目 录
1．方案论证………………………………………………………………………1
1．1系统方案…………………………………………………………………….1
1．2方案设计与比较论证…………………………………………………….…1
2．系统硬件设计…………………………………………………………………1
2．1单片机最小系统设计……………………………………………………….1
2．2外部信号检测电路设计…………………………………………………….2
2．3液晶显示是路设计………………………………………………………….2
2．4电机驱动电路设计………………………………………………………….3
3．系统软件设计…………………………………………………………...…….3
3．1程序设计流程图…………………………………………………………….3
3．2光电检测子程序流程图…………………………………………………….4
3．3驱动电机子程序流程图…………………………………………………….4
3．4液晶显示程序流程图……………………………………………………….4
4．系统测试…………………………………………………………………...….5
4．1测试仪器及器材……………………………………………………………..5
4．2性能指标测试与数据结论…………………………………………………..5
5．总结…………………………………………………………………………….6
参考文献…………………………………………………………………………...6
附录1：元器件清单………………………………………………………………7
附录2：电路原理图…………………………………………………………...….7
附录3：PCB 3D电路图…………………………………………………………..8
附录4：系统程序设计 …………………………………………………………...9
1.方案论证
1.1系统方案
该系统由检测信号采集模块、单片机控制模块、电机执行模块、显示电路模块等构成。根据各模块实现的功能及所能达到的要求，通过电路分析总结出几种不同的方案。
图1.1 模块方框图
1.2方案设计与比较论证
本设计自动小车跷跷板，其功能以单片机控制小车自动往返，并且利用传感器信号的接收与识别，控制小车电机动作，显示运行时间以及声光信号等，可采用以下两种不同系统方案。
方案一：采用红外探测器。红外发射管发射端以二进制数字信号调制成某一频率脉冲形式发射出去，接收管以接收到的光脉冲转换成为电信号经放大、滤波等处理后解调为二进制信号输出。该器件探头与发射频率有关，容易受环境影响，形成误操作信号。
方案二；采用光电探测器。该系统采用光电二极管传感进行信号采集，若光敏二极管检测到黑带时输出低电平，当有光时会呈现高电平，信号送至单片机处理来控制前轮的转向。该系统价格便宜,稳定性较好,因此本设计采用此方案。
2.系统硬件设计
本系统硬件结构由传感器信号检测、单片机控制、电机驱动及液晶显示等部分组成。
2.1 单片机最小系统电路设计
外围检测电路采集的信号通过单片机进行处理，将光能转换成电能处理后以控制电流或电压的形式来控制电机驱动电路，来完成所要实现的功能。原理图如图2.1所示。
电路核心元件AT89S52，外接多路信号检测电路、液晶显示电路以及电机驱动电路信号。P0口用于液晶显示电路能够显示所需要的时间，P2.4口外接有开机指示灯显示，P2.3蜂鸣器发出响声。同时，P2.6与P2.7接电机驱动电路，单片机根据外部所得的检测信号来控制电机的往返，而P3口利用中断查询方式来检测外部多路光电检测将信号送给单片机处理。586