摘 要
单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的
好评。这里介绍的是如何用 单片机来实现长春工业大学的毕业设计，该设
计是结合科研项目而确定的设计类课题。本系统以设计题目的要求为目的，采用
单片机为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车
的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自
动寻迹和寻光功能。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要
求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。
采用的技术主要有：
（） 通过编程来控制小车的速度；
（） 传感器的有效应用；
（） 新型显示芯片的采用
关键词 单片机、光电检测器、 调速、电动小车
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目 录
摘 要
第一章 前 言
第二章 方案设计与论证
（一）直流调速系统
（二）检测系统
检测系统主要实现光电检测，即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态
进行测量。
由于红外检测具有反应速度快、定位精度高，可靠性强以及可见光传感器所不能比
拟的优点，故采用红外光电码盘测速方案。具体电路同图 行车距离检测电路所
示：5
图 行车距离检测电路5
红外测距仪由测距轮，遮光盘，红外光电耦合器及凹槽型支架组成的。测长轮的周
长为记数的单位，最好取有效值为单一的数值（如 米），精度根据电动车控制
的需要确定。测距轮安装在车轮上，这样能使记数值准确一些。5
（三）显示电路
（四）系统原理图
第三章 硬件设计6
（一） 单片机硬件结构6
（二）最小应用系统设计
（三）前向通道设计
（四）后向通道设计
（五）显示电路设计
第四章 软件设计6
（一）主程序设计6
（二）显示子程序设计
（三）避障子程序设计7
（四）软件抗干扰技术
（五）“看门狗”技术5
（六）可编程逻辑器件
第五章 测试数据、测试结果分析及结论
致 谢
参 考 文 献
附录 程序清单
附录 8硬件原理图7
第一章 前 言
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。本设计就是
在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确
定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有
自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车。
根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装光电、红
外线、超声波传感器及金属探测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时
测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据
实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度
高，可满足对系统的各项要求。本设计采用 9! 系列中的 单片机。以
为控制核心，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动
避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹
和寻光功能。 是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者
的好评。下面就简要的介绍一下单片机及其典型应用方式：
:单片机”一词是 9! 较准确的译法，但最能准确反
映单片机设计思想﹑并且具有技术眼光的词汇是 （微处理器）。
之所以出现了 9! 一词，实在是因为早期，甚至到 9!
时期，单片机准确地体现了 9! 的形态和内容。然而发
展到 9!6;，发展到新一代 ﹑;<﹑;< 系列单片机时，在
单片机中着力扩展了各种控制功能。如 =>﹑﹑ 计数器捕获=比较逻辑﹑
高 速 =? 口 ﹑ >$ 等 ， 已 突 破 了 的 传 统 内 容 ， 朝
的内涵发展。因此，目前已到了该给单片机正名的时候了，国外
已逐渐统一成 。
从最初的单片机发展到如今的新一代单片机。大致经历了三个年代。如以
位单片机为例，这三个年代划大致是：
第一代：以 65; 年推出的 9!7 系列为代表，其主要的技术特征是将
% 和计算机外围电路集成到了一个芯片上，作为与通用 % 分道扬镳﹑构成新
型工业微控制器取得了成功，为单片机的进一步发展开辟了成功之路。
第二代：以 9! 的 ﹑ 为代表，其主要的技术特征是为片机配
置了完善的外部并行总线（8﹑>8﹑8）和具有多机识别功能的串行通讯接口
（%2$）*规范了功能单元的 9@2 控制模式及适应控制器特点的布尔处理系统和指
令系统，为发展具有良好的兼容性的新一代单片机奠定了良好的基础。无论是第一
代还是第二代单片机都还未突破单片计算机的内涵。
第三代：以 系列为代表，它包括了 公司发展 9! 系列的
一 代 产 品 ， 如 ｘ ﹑@=@8﹑A=A8﹑ ｘ 7﹑ ｘ
7* 还 包 括 了 ﹑9﹑>﹑@(﹑?B﹑<!﹑
$,C 等公司以 为核心推出的大量各具特色﹑与 兼容的单片机。
新 一 代 的 单 片 机 的 最 主 要 的 技 术 特 点 是 向 外 部 接 口 电 路 扩 展 ， 以 实 现
完善的控制功能为己任，将一些外部接口功能单元如 =>﹑
﹑0可编程计数器阵列1﹑>$0监视定时器1﹑高速 =? 口﹑计数器的捕获／比
较逻辑等。这一代单片机中，在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的
串行总线，为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。 公司还为这一代
单片机 系列 ｘ 6 单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总
线!!!!D0D&+8%91
新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构，为系统的扩展与配置打下了
良好的基础。 并没有过分强调“单片”，因为向单片形式发展是一切
先进电子系统都在追求的理想，并不为单片机所专有。单片机的应用方式随对象、
环境、规模不同而大相径庭，不必独崇一宗。
按照所使用单片机的类型不同，单片机应用系统结构可分成总线方式和非总线
方式。
总线方式的应用系统中，单片机都具有完善的外部扩展总线，如并行三总线
（8、>8、8）、串行通讯总线（如 %2$）*通过这些总线可方便地扩展外围单
元、外设接口等。采用总线方式的应用系统多属复杂的工控系统、智能仪表、监测
系统，或满足这些应用系统而构成的多机与网络系统。
非总线方式的应用系统省去了外部并行总线，可构成各种小封装芯片，有限的
引脚可提供更多的用户 =? 口，可使应用系统的芯片数量最少。非总线方式的应用
系统多属小型控制器、测控单元、单元仪表等。
总线方式的单片机在不使用外部并行总线时，外部并行总线引脚可作为 =? 口
用。在掩摸用户程序时，还可要求将这些 =? 口改造成具有各种驱动能力的 =? 口。
本设计就采用了比较先进的 为控制核心， 采用 <?9 工艺，
功耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、医疗器械等许多方面。
第二章 方案设计与论证
根据题目的要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测
器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片
机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，
可满足对系统的各项要求。
（一）直流调速系统
方案一：串电阻调速系统。
