基于51单片机多模式智能小车的研究与制作毕业设计(论文)课 题 名 称 基于51单片机多模式智能小车研究与制作 学 生 姓 名 学 号 系、年级专业 指 导 教 师 职 称 学 生 2012年5月13日目录一、 前文摘要.3二、 作品介绍.5三、 工作原理.6四、 作品功能及特色.8五、 作品结构.81、 硬件部分.8（1）：STC12C5A60S2单片机最小系统.8（2）：整机供电电源电压模块11（3）：TC9012红外遥控模块.12（4）：安卓手机蓝牙模块.16（5）：电机驱动模块.17（6）：ST188红外循迹模块.202、 软件部分.12（1）：ST188红外循迹程控制序流程图.23（2）：TC9012红外遥控程序控制流程图.34（3）：安卓手机程序控制流程图.48（4）：整机工作程序流程图57六、 参考文献.80七、 实物展示82摘要当今社会，科学技术日新月异，时代前进的步伐越迈越宽，应用自动化设备，计算机处理，现代化通讯，数字化通讯，数字化信息，现代化显示设备等高新技术而建立的现代化智能，监控等系统已经得到充分的发展与应用，智能机器人也就应运而生。智能作为现代的新发展，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能小车就是其中的一个体现。本次设计的多模式智能小车，支持红外循迹、红外遥控控制，安卓机蓝牙控制。采用STC12C5A60S2单片机作为小车的检测和控制核心；采用ST188红外对管对路面进行道路检测，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在道路上按照预定的速度行驶；此外可以使用TC9012红外遥控和安卓手机对小车进行控制，时时刻刻做到让小车前进、后退、左拐、右拐。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。关键词：智能车、STC12C5A60S2、单片机 、TC9012、蓝牙、安卓手机 ABSTRACTSmart as a new development of the modern, is the development direction of later, he can according to the preset mode automatically in an environment of operation, without the need of human management, can be used in scientific exploration and so on. Smart car is one of the embodiment. The multi-mode intelligent car design, support infrared tracking and infrared remote control, bluetooth android machine control. USES STC12C5A60S2 single chip microcomputer as the car detection and control core; Using ST188 infrared tube road tests of pavement, so as to send feedback to the signal of single chip microcomputer, make SCM according to the scheduled work mode to control the car on the road in accordance with a predetermined speed; Also can use TC9012 infrared remote control and android mobile phone to control the car, do forward, backward, turn left, turn right. This design has simple structure and is easy to implement, but are highly intelligent, humane, to a certain extent reflects the intelligence.Keywords: intelligent car, STC12C5A60S2, microcontroller, TC9012, bluetooth, android mobile phones二、作品介绍 本次利用STC5A60S2单片机设计一款多模式的智能小车，该小车可以支持3种不同的工作模式：1、 智能循迹模式2、 红外遥控模式3、 蓝牙控制模式 为了让小车能够平稳的在路道上行驶，本次采用的是四驱的，其三驱和四驱的区别是很大的，我们可以从平稳角度和小车带负载能力都可以感觉的。循迹部分主要是给定一条路线，让小车沿着该路线行驶，这时候就不需要人为的去对小车进行控制，也可以让小车沿着相反方向上行驶；红外遥控部分主要是采用红外线的编码和解码的原理去进行控制，利用TC9012红外一体化接收头进行对红外遥控板发送过来的信号进行采用，然后利用STC12C5A60S2单片机对红外接收头接收到的信号进行解码。从而达到了小车的前进、后退、左拐、右拐；安卓手机控制利用手机上的蓝牙和小车上的蓝牙进行匹配，然后传送AT指令去控制小车的前进、后退、左拐、右拐。 以上的3种模式主要是控制部分，驱动部分我们采用的是2片L298N，通过STC12C5A60S2单片机产生PWM脉冲信号来控制小车的转速和方向，能够让小车在规定的路线上行驶，时刻的听从自己的控制。三、工作原理本次的多模式智能小车主要由稳压电源模块、电机驱动模块、智能循迹模块、红外遥控模块、蓝牙控制模块以及单片机最小系统模块组成。系统框图如图一所示。循迹主控系统电源模块红外蓝牙电机驱动下面简要的描述一下给种模式工作原理：首先我们是通过安卓手机对小车进行模式切换的，循迹模式、红外模式、蓝牙模式我们可以任意的切换，每当我们切换到相应的工作模式的时候相应的LED指示灯就会被点亮，这样更人性化，切换和手机控制面板如下图所示:循迹模块：主要采用的是ST188红外对管，对路面上的黑白线进行采集、比较，然后将采集到的信号送给单片机进行判断，最后由单片机产生PWM信号去控制4个电机的差速，从而完成了智能循迹功能。红外模块：主要采用的是TC9012红外一体化接收头，首先对遥控板上所有的按键进行解码，然后将所有的码元存入到单片机里面，通过编程将某某按键设置为什么功能，执行什么动作，来控制小车怎么行驶，这样就完成了红外遥控控制功能。蓝牙模块：主要采用的是HC-06蓝牙模块，与单片机的串口P3.0和P3.1相连接，安卓手机与小车上的蓝牙进行通讯时，我们就需要在我们自己的安卓手机上安装一个控制终端机，可以设置按什么键完成什么动作，什么小车的启动、左拐、右拐、前进、后退、停止等功能。四、作品功能及特色 本作品的主要功能： 1、能实现智能循迹功能； 2、能支持红外遥控功能；3、能支持安卓手机控制功能；4、控制简单；5、可靠性高；特色：1、成本低廉；2、综合性比较强，芯片利用度高；3、操作简单、经改造有实用价值；五、作品结构 1、硬件部分（1）：STC12C5A60S2单片机最小系统STC12C5A60S2单片就是深圳宏晶科技有限公司的典型性单片机产品，采用了增强型8051内核，片内集成了60KB程序Flash、1K数据Flash（EEPROM）、1280字节RAM、2个16定时器、44根I/O、2个全双工异步串行口（UART）、高速同步通讯端口（SPI）、8通道10位ADC、2通道PWM/可编程计数器阵列/捕获/比较单元（PWM/PCA/CCU）、MAX810专用复位电路和硬件看门狗资源。STC12C5A60S2指令系统完全兼容8051单片机，并具有在系统可编程（ISP）功能和在系统调试（ISD）功能。可以省去价格较高的专用编程器，开发环境的搭建非常容易。接下来研究下STC12C5A60S2单片机的特点： ：增强型8051内核，先进的指令集结构，兼容普通8051单片机的指令集，有硬件乘法器/除法指令。：高速度，1个时钟/机器周期，速度比普通8051单片机块812倍，可用低频晶振，大幅度降低EMI.：片内集成60KB的Flash程序存储器，擦写次数10万次以上，并且有较高的加密性，无法解密。：片内集成1280字节数据存储器（RAM）.：芯片内EEPROM功能，擦写次数10万次以上。：最多可以有44个I/O。可设置4种模式准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，输入/高阻，开漏。：8通道10位高速ADC，速度可达25万次/秒。：2通道PWM/可编程计数器陈列/捕获/比较单元（PWM/PCA/CCU）.：2个16位定时器，兼容普通8051单片机的定时器T0/T1，2路PCA也作为2个16位定时器使用。：内部集成硬件看门狗（WDT）。：超强的抗干扰能力：具有ESD保护功能，可以抵抗2万伏的静电干扰。：可编程时钟输出功能，T0在P3.4输出时钟，T1在P3.5输出时钟，BRT在P1.0输出时钟。实物图如下所示：最小系统如下所示：（2）：整机供电电源电压模块电源模块采用的是三端稳压集成芯片，输入电压为7.8V；由于系统的工作电压为5V，故采用LM7805。接下来研究下LM7805稳压芯片的特点：7805三端稳压集成电路，电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正负电压输