AT89C52的电动智能小车系统设计+仿真电路图+源码(2)
图1 系统的总体框图
2.2 小车载体设计
此设计的车身直接使用玩具小车车架，此小车拥有三个轮子，左右两个主动轮分别需要用两个直流减速电机作为动力，此电机扭矩大，转速慢，易于控制。另外一个轮子作为从动轮，只起到支撑车体的作用，并且可以灵活转动，小车的行驶方向主要有左右两个主动轮的转速决定，可以完成小车的前进、后退、左转、右转的要求。
2.3 控制模块设计
AT89C52是ATMEL公司生产的低电压、高性能的CMOS 8位单片机，包括8k字节Flash闪存存储器，256字节内部RAM，共有40个引脚，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，2个外部中断源，共6个中断源，2个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路、同时，AT89C52可以降至0H的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式[1]。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，掉电方式保存RAM中的内容，振荡器停止工作，并且禁止其所有部件工作直到下一个硬件复位[2]。
图2 系统的整体原理图
AT89C52可按照常规方法进行编程,但不可在线编程（S系列的才支持在线编程）。它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存储器很有效地降低了开发成本[3]。
2.3.1 震荡电路
单片机的时钟产生方法有两种分别为内部时钟方式和外部时钟方式，但它虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外部附加电路[4]。此次设计我们采用单片机的内部震荡，AT89C52中有一个高增益反相放大器，可以构成内部振荡器，该放大器的输入端是XTAL1，输出端是XTAL2。这个放大器与反馈元件一起构成自激振荡器。
AT89C52外接的石英晶体以及电容C1、C2在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路，它的时钟频率支持0-24MHz,选用时钟频率的高低和质量直接形象其工作的速度和稳定性，最后本设计选用12MHz的晶振和22pF的电容组成所需的振荡电路。
2.3.2 复位电路
单片机的复位是指使CPU和系统中的其他功能部件都回到在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，就是使单片机重新从第—个单元取指令[5]。无论是在单片机刚接上电源还是断电后，或者发生故障后都要进行复位。要使单片机复位，必须给RST/Vpd或RST引脚加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)以上的高电平。此系统时钟频率为12MHz，机器周期为1us，则只需持续2us以上的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期即执行复位[6]。
2.4 驱动模块设计
传统的电机驱动采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。或者直接采用继电器控制。功率三极管控制的电路结构和原理简单，成本低，加速能力强，但功率损耗大，特别是低速大扭矩运行时，通过电阻R的电流大，发热严重，能量损耗大，效率低。继电器开关控制，优点是电路简单，但是继电器的响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性太低，满足不来本设计的要去。
本设计采用L298N作为直流电机的驱动，它是一个具有高电压大电流的全桥专业级驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以同时控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，和单片机配合使用可实现对小车速度的精确控制。这种调速方式有速度调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。
2.4.1 直流电机调速原理
直流电动机转速可以用下面的公式：
n=(U-IR)/Kφ (1)