遥控小汽车的设计研究
根据题目要求，本设计采用2片AT89C52单片机构成主从式的控制系统，双机采用串行口进行通信。红外遥控部分采用遥控车模专用编、解码芯片TX-2/RX-2，提高控制的可靠性；同时，在遥控发射端加入了用凌阳61板做的语音识别系统，能够完成语音遥控功能。采用红外传感器进行里程检测；超声波传感器进行障碍识别；感光电阻辅以步进电机控制的转动机构进行光源方向的检测，并能用软件控制小车行驶到光源附近。采用步进电机对小车的转向进行精确的控制，同时用红外传感器对转向的角度进行校正。此外，采用四位LED数码管和若干LED发光二极管显示时间、行进的里程以及小车的各种状态；采用AT24C08串行EEPROM记录小车的行驶轨迹，并能按照所记录的轨迹自动行驶。
本次设计基于完备的软硬件系统，很好的实现了小车语音遥控、任意曲线行驶、路线记录与重放、自动查找光源、自动避障，里程统计并发出指示信息等功能。
目录
第1章绪论……………………………………………………………1
1.1概述………………………………………………………………1
1.2设计要求及主要功能介绍………………………………………1
1.2.1手动控制功能…………………………………………2
1.2.2自动寻找光源功能……………………………………2
1.2.3超声避障功能…………………………………………2
1.2.4记录路线与重放路线功能……………………………2
1.2.5声控功能………………………………………………3
1.2.6其他功能………………………………………………3
1.3 MCS-51系列单片机简介………………………………………3
1.4凌阳SPCE061A精简开发板简介………………………………5
第2章系统总体设计………………………………………………6
2.1系统功能模块的划分…………………………………………6
2.2单片机数目的选定……………………………………………6
2.3系统原理框图…………………………………………………7
2.4系统软件主要特色……………………………………………7
2.4.1软件分层结构……………………………………………8
2.4.2多任务结构………………………………………………8
2.4.3消息驱动结构…………………………………………13
2.5本章小结………………………………………………………15
第3章各模块的详细设计…………………………………………16
3.1红外遥控模块的设计…………………………………………16
3.1.1遥控模块的功能需求…………………………………16
3.1.2编解码芯片的选型……………………………………16
3.1.3遥控模块原理图………………………………………16
3.1.4遥控电路与语音识别模块的连接……………………18
3.2数码管、发光二极管显示模块的设计………………………18
3.2.1多位数码管扫描显示原理……………………………18
3.2.2工作状态指示灯及转向灯的设计……………………19
3.2.3显示模块电原理图……………………………………19
3.2.4显示任务的软件设计…………………………………20
3.3声音提示功能的设计…………………………………………20
3.4前轮转向模块的设计…………………………………………21
3.4.1前轮转向的机械结构设计……………………………21
3.4.2前轮转向中点校准功能的设计………………………22
3.4.3步进电机驱动芯片……………………………………22
3.4.4前轮转向任务的软件设计……………………………22
3.5后轮驱动模块的设计…………………………………………24
3.5.1直流电机驱动芯片L298N……………………………24
3.5.2后轮驱动任务的软件设计……………………………25
3.6里程检测模块的设计…………………………………………25
3.6.1探头的选型与安装……………………………………25
3.6.2软件消抖与硬件消抖的比较…………………………26
3.6.3里程检测任务的软件设计……………………………26
3.7超声测距模块的设计…………………………………………27
3.7.1超声测距的理论依据…………………………………27
3.7.2超声发射电路…………………………………………27
3.7.3超声接收电路…………………………………………28
3.7.4超声测距任务的软件设计……………………………29
3.8光源方向探测模块的设计……………………………………30
3.8.1旋转机构设计…………………………………………30
3.8.2亮度检测电路的选型与设计…………………………31
3.8.3寻找光源方向任务的软件设计………………………32
3.9行驶路线的记录与重放模块的设计…………………………33
3.9.1该模块的功能概述……………………………………33
3.9.2 AT24C08串行EEPROM介绍……………………………33
3.9.3存储记录的格式………………………………………33
3.9.4手动模式下记录行驶路线功能的软件设计…………33
3.9.5重放行驶路线功能的软件设计………………………34
3.10双机串行通信模块的软件设计……………………………35
3.10.1通信方式的选型……………………………………35
3.10.2双机串行通信的软件设计…………………………35
3.11语音识别功能的设计………………………………………36
3.11.1凌阳语音压缩算法…………………………………37
3.11.2语音识别模块的软件设计…………………………37
3.12本章小结……………………………………………………37
第4章系统软件的设计……………………………………………39
4.1单片机的C语言程序设计简介………………………………39
4.2系统的三种工作模式…………………………………………39
4.3手动模式的设计………………………………………………40
4.4自动寻找光源模式的设计……………………………………40
4.4.1功能分析………………………………………………40
4.4.2寻找光源的策略………………………………………41
4.4.3自动寻找光源的软件设计……………………………41
4.4.5该功能模块存在的一些问题…………………………41
4.5走数字及路线重放模式的设计………………………………44
4.6本章小结………………………………………………………44
第5章系统的组装、调试和测试…………………………………45
5.1系统的组装、调试……………………………………………45
5.2遥控距离的测试………………………………………………45
5.3时间显示功能的测试…………………………………………45
5.4里程显示功能的测试…………………………………………46
5.5超声测障碍功能的测试………………………………………46
5.6走数字功能的测试……………………………………………46
5.7行驶路线记录与重放功能的测试……………………………47
5.8自动寻找光源功能的测试……………………………………47
5.9语音识别功能的测试…………………………………………47
5.10本章小结……………………………………………………48
结论………………………………………………………………………49
致谢………………………………………………………………………50
参考文献………………………………………………………………51
附录………………………………………………………………………52
