1、单片机暑期培训 (实训项目 )论文基于 STC89C52RC 的智能避障灭火小车学 院： 电子与控制工程学院专 业： 自动化姓名及学号：201332010411 崔曜东201332010413 毛宜酉201332010416 廖正指导教师： 龚贤武 李杰 雷旭完成时间： 二 一四 年十月单片机暑期培训(实训项目)报告纸1 / 37目录中文摘要 1一工作目的 .1二.研究方法 1三.成果 2四.结论 2English Abstract3A. Work purposes 3B.The research methods.3C.Results 4D.Conclusions4绪论 51.智能灭火小车控制
2、系统的设计背景和意义 52.智能灭火小车控制系统的目标 53.主要内容 5论文主体 6一设计方案的确定 .6系统设计及方案 .6整体方案设计 .62.2 硬件实现方案 72.2.1 MCU 的选择 72.2.2 电机选择 .92.2.3 传感器的选择 .102.3 硬件总体设计方案 142.4 软件总体设计方案 153.硬件单元电路设计 .163.1 电源电路 163.2 微控制器模块的设计 163.2.1 STC89C52RC 单片机介绍 .163.3 电机驱动电路的设计 22单片机暑期培训(实训项目)报告纸2 / 373.4 传感器电路的设计 253.5 火焰传感电路的设计 283.7 灭
3、火驱动电路 294.软件的实现 .304.1 软件开发平台介绍 304.2 主程序流程图 314.3 寻迹程序流程图 325 系统功能调试 365.2 功能测试 365.2.1 驱动电路部分 .375.2.2 寻迹部分 .375.2.4 灭火效果部分 .375.3 调试心得 37单片机暑期培训(实训项目)报告纸1 / 37中文摘要 本次设计 CPU 采用 Atmel 公司 STC 系列单片机中的 89C52RC，完成的是暑期单片机培训结束后的实习项目。完成的作品基本功能要求是在规定时间内找出限定场地内的火源，从而采取灭火动作，同时用液晶显示屏显示小车的执行任务，使得我们对小车的运行状况有一个更
4、好的了解。一工作目的1.集成了几乎完善的 8 位中央处理单元2.指令系统近乎完善3.把微型计算机的主要部件集成在一块芯片上，使得传送距离大大缩 短、可靠性更高，运算速度更快4.具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等特点，广泛应用与仪器仪表中，且功能比起电子或数字电路更加强大因此，基于单片机的灭火机器人设计也具有重要的理论和实践意义，能够使自己在完成过程中学到许多知识和实践能力。从而引发了我组成员在单片机暑期培训之后产生设计智能灭火小车的设想。该小车能够在火源产生后作出反应，能利用超声波传感避障，利用火焰传感识别火源并作出灭火动作。二.研究方法小车以 STC89C52RC
5、型单片机为核心，加以电源电路、电机驱动、超声波传感电路、火焰检测电路、灭火风扇以及其它电路构成。电源电路提供系统所需的工作电源，超声波完成避障，红外传感器寻找火源位置，火焰传感器识别火焰别采集到的数据通过 STC89C52RC 单片机处理传输到专用电机驱动芯片驱动电机控制小车的前进后退以及转向，最终启动灭火风扇进行灭火。本论文进行整体的硬件设计，并编写了软件程序框图，制作的灭火小车具有简易灭火功能，达到了实现现场灭火的目的，设计较好地完成了课题目标。单片机暑期培训(实训项目)报告纸2 / 37三.成果1.组装小车能自动避障寻找火源2.能启用灭火装置实施灭火动作3.巡逻，检测是否有火源四.结论本
6、论文设计了以 STC89C52RC 为主控制器的简易智能灭火小车。所做工作和确定的成果如下：1、以单片机 STC89C52RC 为核心拟定了系统组成方案，完成了系统的电路硬件总体设计，包括供电模块、单片机系统、寻迹系统、电机驱动系统、火焰检测系统以及灭火系统和各个模块间接口。2、完成了各个功能模块硬件的设计。3、完成主要功能模块的调试软件设计，分别完成对各个功能模块的调试工作。本设计制作的智能灭火小车，具备智能技术的一般功能（“智能”寻迹）行走，能够自主完成一些动作，找到“火源”，进行灭火。English AbstractThe design of Atmel company on STC s
7、eries single-chip microcomputer CPU 89 c52rc, is completed after the summer SCM training internship programs. Complete works of basic functional requirements are within the prescribed period of time to find a qualified field source, thus taking fire fighting action, 单片机暑期培训(实训项目)报告纸3 / 37with LCD di
8、splay shows the car perform tasks at the same time, makes the operation condition of the car we have a better understanding.A. Work purposes 1. Integration with almost perfect eight central processing unit2. Instruction system is almost perfect3. The main components of a microcomputer integrated on
9、a chip, greatly shrink short transmission distance, higher reliability, computing speed is faster4. With small volume, low power consumption, strong control function, flexible extension, miniaturization, and convenient use, etc, are widely used and instrumentation, and more powerful functions than e
10、lectronic or digital circuitTherefore, fire-fighting robot based on single chip design also has the important theoretical and practical significance, can make oneself in learned much knowledge and practice ability to complete the process. Raising my group members on the single chip microcomputer aft
11、er the summer training design idea of intelligent fire extinguishing the car. The car can react after the fire source to produce, can use ultrasonic sensor obstacle avoidance, using sensor identification of flame fire and make a fire.B.The research methodsCar type STC89C52RC MCU as the core, to the
12、power supply circuit, motor drive, ultrasonic sensing circuit, fire detection, fire fans, and other circuit. Work required by the system power source to provide power supply circuit, ultrasonic obstacle avoidance, infrared sensor for fire source position, the flame sensor identification dont transmi
13、t the collected data through STC89C52RC MCU processing to dedicated motor driver chip drive motor control the car forward back and turned, extinguishing fire fans finally started. The overall hardware design in this paper, and write the software program diagram, extinguishing the car has simple exti
14、nguishing function, to achieve the purpose of the site fire-fighting, design better completed the task goal.C.Results1. Assemble the car look for fire automatic obstacle avoidance2. The equipment can enable the implementation of the fire fighting action3. The patrol, if there is a fire detectionD.Co
15、nclusions.In this paper the design is given priority to with STC89C52RC controller of simple intelligent fire extinguishing the car. Determine the work and results are as follows:单片机暑期培训(实训项目)报告纸4 / 371, STC89C52RC MCU as the core system of scheme is worked out, completed the overall design of syste
16、m hardware circuit including power supply module, MCU system, tracing system, motor drive systems, fire detection system and fire extinguishing system and each module indirect mouth.2, to complete the design of each functional module of hardware.3, finish the adjustment of the main function module s
17、oftware design, completed the debugging of each function module.The design of intelligent fire vehicles, have the general function of smart technology (“ smart “tracing), able to independently complete some action, find the“ fire “, to put out the fire.单片机暑期培训(实训项目)报告纸5 / 37绪论1.智能灭火小车控制系统的设计背景和意义近几十
18、年中，大量的高层、地下建筑与大型的石化企业不断涌现。由于这些建筑的特殊性，发生火灾时，不能快速高效的灭火。火灾在现实生活中是非常普遍的，它被称为三大自然灾害之一。为了解决这一问题，尽快救助火灾中的受害者，最大限度的保证消防人员的安全，灭火机器人研究被提到了议事日程。而机器人技术的发展也为这一要求的实现提供了技术上的保证，使得灭火机器人应运而生。从二十世纪八十年代开始，世界许多国家都进行了灭火机器人的研究，美国和苏联最早进行灭火机器人的研究，而后日本、英国、法国等国家都纷纷开展了灭火机器人的研究，目前已有多种不同类型的灭火机器人用于各种火灾场合。我国从八十年代末期开始灭火机器人的研究，公安部上海
19、消防研究所等单位在灭火机器人的研究中取得了大量成果，“自行式消防炮”已经投入市场，“履带轮式灭火侦查机器人”也于 2000 年 6 月通过了国家验收。但是，我国的灭火机器人的研究还处在初级阶段，还有许多有待研究的问题。比如，高层建筑发生火灾时，消防人员不可能在都短时间内到达高处的火灾发生地点，在地下建筑中，由于环境比较潮湿，烟气不易扩散，消防人员不容易快速的判定火源位置；而在石化企业发生火灾时，将产生大量的毒气，消防人员在灭火时极易中毒。研制能够用于这些场合的侦察灭火机器人，协助消防人员进行火灾的定位和灭火，将有极大的社会意义。基于人工智能的不断发展，各项高兴技术的不断成熟，在可预见的将来，灭
20、火机器人在功能上会更具多样特点，在较多危险区域可以完全代替消防员，避免消防员生命伤亡。同时也应该看到，我国在研究消防机器人方面较国外同行已落后太多，存在技术差异和代沟，消防机器人的不断研制、生产和装备过程，应坚持自主研制为主，引进辅，提高我国消防部队消防装备现代化的水平，并及时装备消防部队，提高部队打赢大仗、恶仗、硬仗和特殊战役的能力，提高消防部队在处置大型复杂火灾和应急救援的作战效能，提高消防部队的自我防护能力，减少消防指战员的人身伤亡，更好地保护我国经济发展单片机暑期培训(实训项目)报告纸6 / 37消防人员时时刻刻冲到第一线，面临生命危险，在这种背景下，智能寻迹灭火系统应运而生，实现了对
21、安全防护的质的提高，也大大地减低了消防人员的危险。在智能寻迹灭火系统中应用单片机来代替人的思考，还可以实现自动化控制，简化了灭火的工作流程，使单片机代替多余的消防人员，节省了国家不必要的支出，减低了危险。现今，单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域，配以各种接口传感器可以实现系统的智能化。无论在安全防护领域、工业控制领域、医疗卫生领域、还是在国防军事领域、航天航空领域，微控制器都起着举足轻重的作用。从最初的 8 位控制器到现在的 32 位控制器都还有很大的发展和应用空间。根据本设计的要求，将采用深圳宏晶公司生产的STC89C52RC 型单片机2.智能灭火小车控制系统的目标制造一个自主
22、控制的机器人小车找到一根蜡烛并尽快将它熄灭，这个工作受地面摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变化等多个因素影响，它模拟了现实家庭中机器人处理火警的过程，蜡烛代表家里燃起的火源，机器人必须找到并熄灭它。本设计的智能寻迹灭火小车控制系统应用范围十分广泛，能够实现温度监控、报警、具有自动寻迹、吹风灭火、返回起始点等功能，可通过温度的监控来进行设定小车是否前进。3.主要内容本论文设计了以 STC89C52RC 单片机作为主控制器，光敏电阻作为本系统的火焰传感器，用 HC-SR04 超声波传感器进行寻迹和避障，L298 作为直流电机的驱动芯片。本论文所包含的内容如下：3.1
23、以单片机 STC89C52RC 为核心拟定了系统组成方案，完成了系统的电路硬件总体设计，包括供电模块、单片机系统、寻迹系统、电机驱动系统、壁障系统、火焰检测系统以及灭火系统和各个模块间接口。3.2 完成主要功能模块的程序设计，分别完成对各个功能模块的程序进行调试工作。单片机暑期培训(实训项目)报告纸7 / 37论文主体一设计方案的确定系统设计及方案根据课题设计的要求和课题目标，本论文制定出了系统的设计方案，并通过比较论证，选择合适的器件。最终确定手工制作小车，采用 STC89C52 单片机作为主控制器，用 HC-SR04 超声波传感器进行避障，普通火焰传感器作为本系统的火焰传感器，L298D
24、作为直流电机的驱动芯片的设计方案。整体方案设计课题要求设计一个简易智能灭火小车模型，能到指定区域进行灭火工作（以蜡烛模拟火源，分布在小车行走的场地中）。小车必须通过内部设备采集现场环境情况进行分析并做出相应的动作，以达到小车智能灭火的目的。根据题目要求，本系统主要由控制器模块、电源模块、直流电机及其驱动模块、避障传感器模块、避障模块、火焰传感器、灭火系统及其驱动模块等模块构成，本系统的方框图如图 1 所示。单片机暑期培训(实训项目)报告纸8 / 372.2 硬件实现方案2.2.1 MCU 的选择近年来，单片机应用技术发展迅速，为智能装置的开发设计带来了很大的便利。但在开发设计中选择合适的 MC
25、U 带来了很大的困难。方案 1：采用可编程逻辑器件 CPLD(Complex Programmable Logic Device)作为控制器。CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O 资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。 但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑本论文放弃了此方案。方案 2：采用凌阳公司的 16 位单片机，它是 16 位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。处
26、理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时，由于其占用的 CPU 资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。本系统主要是进行避障和火焰传感器的检测以及电机的控制，兼有声音报警。如果单纯的使用凌阳单片机，在语音播报的同时小车的控制容易出现不稳定的情况。从系统的稳定性和编程的简洁性考虑，本论文放弃了单纯使用凌阳单片机而考虑其它的方案。方案 3：采用 Atmel 公司的 ATMEGA128 单片机作为主控制器。ATMEGA128 是一个低功耗，高性能的 51 内核的 CMOS 8 位单片机，片内含 8k 空间的可反复擦些 1000 次的 Flash
27、 只读存储器，具有 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），32 个 IO 口，2 个 16 位可编程定时计数器。且该系列的 51 单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序。但是考虑到本系统要进行避障和火焰传感器的检测以及电机的控制、声音报警，若使用 ATMEGA128 可能在数据处理方面有一些不足。因此本论文不选择此方案。单片机暑期培训(实训项目)报告纸9 / 37方案 4：采用深圳宏晶公司的 STC89C52 高端单片机作为主控制器。STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash
28、存储器。STC89C52使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/计数器，4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至 0H
29、z 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz，6T/12T可选。从方便使用和经济的角度考虑，且 STC 系列是国产的，我们选择了方案 4。2.2.2 电机选择下面我们分析了几种常见电机：本系统为智能电动车，对于电动车来说，其驱动轮的驱动电机的选择就显得十分重要。由于本题要实现对路径的准确定位和精确测量，综合考虑有一下两种方案。方案一：采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体积小，重量
30、轻，装配简单，使用方便。由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速（减速）齿轮组，可以产生大扭力。方案二：采用步进电机作为该系统的驱动电机。由于其转过的角度可以精确的计数，实现小车前进路程和位置的精确定位，也能准确引导小车驶向火源。虽然采用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统根据分析，直流电机能够较好的满足本题的要求，控制方便，因此选择以直流电机做为小车行进驱动电机，通过控制两个电机的工作状态来达到转向的效果。故本系统采用方案一2.2.3 传感器的选择（1）火焰传感器的选择火焰检测有紫外传感器
31、、烟雾传感器、温度传感器、红外传感器以及 CCD 图像传感器。本论文综合论证了这几种传感器，制定了如下几种方案。方案 1：用烟雾传感器。烟雾传感器广泛应用与火警检测。但是由于此题目的火源是用蜡烛模拟的，没有太大的烟雾，因此用烟雾传感器作为此小型电动车的火焰传感器也不够实用，因此本论文放弃了此方案方案 2：用紫外传感器检测火焰。紫外火焰传感器主要应用于火灾消防系统，尤其是一些易燃易爆场所，用来监测火焰的产生。紫外线火焰传感器的灵敏度高，相应速度快，抗干扰能力强，对明火特别敏感，能对火灾立即做出反应。但是紫外传感器检测的范围太大，不适用于本系统。单片机暑期培训(实训项目)报告纸10 / 37方案
32、3：用光敏电阻作为传感器。所谓光敏，就是对光反应敏感。光敏电阻在光照条件下电阻值随外界光照强弱（明暗）变化而变化的组件，光越强阻值越小，光越弱阻值越大。CDS 光敏电阻，灵敏度高，反应速度快，光谱特性及 值一致性好等特点外，在高温、多湿的恶劣环境下，仍能保持其高度的稳定性和可靠性，广泛应用于光探测和光自控领域中。方案 4：用 CCD 图像传感器。用 CCD 图像传感器可以检测各种被检测量，适用于 各种量的检测。但是用 CCD 图像传感器需要处理的信号量太大，且体积较大，不适合用于本系统。方案 5：用热释电红外测温传感器，热释电红外传感器凌阳 TN9 系列是根据 LiTaO3 的热释电效应设计的
33、，用作检测器的热释电材料具有自发极化，其晶面能俘获大气中的自由电荷，从而保持中性，当晶面温度稍有变化即引起自发极化强度的变化，从而使晶面电荷量发生相应的变化。由于它是非接触式测温，用于测量火焰温度非常方便。从经济和方便的角度考虑，本论文选择了方案 3，采用的火焰传感器主要芯片：LM393，红外接收头。工作电压：直流 3-5V。其特点为：1、具有信号输出指示。2、单路信号输出。3、输出有效信号为低电平。4、用于检测波长在 760 纳米1100 纳米范围内的热源。5、探测角度达 60 度。6、电路板输出开关量(可直接接单片机) 。（2）避障传感器的选择方案 1：用红外光电开关 ST178 进行避障
34、。光电开关的工作原理是根据投光器发出的光束，被物体阻断或部分反射，受光器最终据此做出判断反应，是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，当检测到有障碍物的时候，光电对管就能够接收到物体反射的红外光，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均能检测。光电对管 ST178 操作简单，使用方便。当有光线反射回来时，输出低电平。当没有光线反射回来时，输出高电平。因此本论文考虑其他的方案。方案 2：用超声波传感器进行避障。超声波传感器的原理是：超声波由压电陶瓷超声波传感器发出后，遇到障碍物便反射回来，再被超声波传感器接收。然后将这信号放大后送入单片机。超声波传感器在避障的设计中被广泛应用。但是超声波传感器
35、需要 40KHz 的方波信号来工作，因为超声波传感器对工作频率要求较高，偏差在 1内，较精确。单片机暑期培训(实训项目)报告纸11 / 37考虑到本系统只需要检测简单障碍物，没有十分复杂的环境。为了使用方便及更易理解，便于操作和调试，本论文最终选择了方案 2。电机驱动电路方案选择方案一：采用专用芯片 L298N 作为电机驱动芯片。L298N 是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，L298N 芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达 50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的 IO 口通过光耦芯片提供信号；电路简单，使用比较方便。方案二：对
36、于直流电机用分立元件构成驱动电路。由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定。通过比较，使用 L298N 芯片充分发挥了它的功能，能稳定地驱动步进电机，且价格不高，故选用 L298N 驱动电机。液晶显示模块方案一：用数码管进行显示。数码管由于显示速度快，使用简单，显示效果简洁明了而得到了广泛应用。但是由于我们计划在显示台显示小车前进的路线、路程以及当前的灭火状态。用数码管无法显示如此丰富的内容，因此我们放弃了此方案。方案二：用 LCD 液晶进行显示。LCD 由于其显示清晰，显示内容丰富、清晰，显示信息量大，使用方便，显示快速而得到了广泛的
37、应用。对于此系统选用 LCM128645ZK 的 LCD 能够很好的满足显示要求，因此选择了此方案。电源模块由于本系统需要电池供电，我们考虑了如下集中方案为系统供电。方案一：采用 12V 蓄电池为系统供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。方案二：采用 3 节 4.2V 可充电式锂电池串联共 12.6V 给直流电机供电，经过 7805 的电压变换后为单片机，传感器和点击供电。经过实验验证，当电池为电机供电时，单片机、传感器的工作电压不够，性能不稳定。因此我们放弃了此方案。方案三：用 2 节锂电池经另一套 7805 电压变换电路为电机供电。再用 12V 蓄电池为系统供电，蓄电池
38、具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。采用此种供电方式后，单片机和传感器工作稳定，电机工作互不影响，且电池的体积较小，能够满足系统的要求。综上考虑，采用了方案三。8 数码管显示模块单片机暑期培训(实训项目)报告纸12 / 37在本设计中有两个需要显示的部分，即吹灭火源的数目和小车的路程方案一：使用 16 位字符型液晶（LCD）显示。液晶显示屏具有低功耗、影像稳定不闪烁、画面效果好、抗干扰能力强等特点。液晶动态显示功能强大，可以实现欢迎信息的显示，并提供了一个友好的用户界面，使系统更加直观，更趋智能化和人性化。方案二：使用传统的数码管显示，采用动态扫描的方式。陵阳 61 板可同时驱动 8
39、 个数码管，编程容易，硬件电路调试简单，显示两部分也比较好控制。缺点是显示的内容不够丰富，但能准确显示数据，能很好地达到我们所需要的显示路程，灭火数量的数据。故传统的数码管显示即可符合我们的要求。但液晶以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，本题中要显示两部分则需分屏显示，工作量就会更大，增加了不少难度，并且平时没有这方面的准备，规定时间内不可能做得很好，故排除了该方案。综上所述，本设计采用了方案一。2.3 硬件总体设计方案经过反复比较论证，本论文确定了如下方案1. 采用 STC89C52RC 单片机作为主控制器.2. 用 HC-SR04 超声波传感器进行避障.3.
40、 用光敏火焰传感器作为本系统的火焰传感器.4. L298D 作为直流电机的驱动芯片.5. 使用蜂鸣器进行灭火报警.6. LCD1602 显示任务7. 用手机蓝牙控制小车单片机暑期培训(实训项目)报告纸13 / 372.4 软件总体设计方案传感器组把测得温度分别通过模数转换传给单片机，单片机通过一定的处理，比较得出温度最高的三个传感器，根据能量在自由空间的衰减规律可知，火源与传感器的距离与传感器测得温度的大小呈负相关，温度越高，距离火源越近，所以，火源即在这三个传感器所对的那个方向上。具体的方位可以通过相应的公式计算出来，调整小车方向并通过避障传感器避障前进到火源位置驱动灭火风扇进行灭火。单片机
41、暑期培训(实训项目)报告纸14 / 373.硬件单元电路系统设计3.1 电源电路STC89C52 需要正 5V 稳压直流电源，在考虑到其它外围芯片的供电电压和功耗，最终选择7805 这种输出正 5V 直流电压稳压供电的三端稳压集成电路，电源电路如下图3.2 微控制器模块的设计3.2.1 STC89C52RC 单片机介绍简介STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CP
42、U 和在系统可编程 Flash，使得STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/计数器，4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内
43、容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz，6T/12T 可选。特性增强型 8051 单片机，6 时钟/机器周期和 12 时钟/ 机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统 8051, 工作电压：5.5V 3.3V （5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）, 工作频率范围：040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz，实际工作 频率可达 48MHz,用户应用程序空间为 8K单片机暑期培训(实训项目)报告纸15 / 37字节,片上集成 512 字节 RAM,通用 I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3
44、是准双向口/弱上拉，P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。1.8K 字节程序存储空间；2.512 字节数据存储空间；3.内带 4K 字节 EEPROM 存储空间 ;4.可直接使用串口下载；6.8K 字节程序存储空间；7.256 字节数据存储空间；8.自带 2KB 的 EEPROM 存储空间 ;7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无 需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程 序，数秒即可完成一片8. 具有 EEPROM 功能9. 共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时
45、器 T0、T1、T210.外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路， Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒11. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个 UART12. 工作温度范围：-40 +85 （工业级） /075 （商业级）13. PDIP 封装单片机暑期培训(实训项目)报告纸16 / 373.3 电机驱动电路的设计用 L293D 芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良，从稳定性方面考虑，采用电机驱动芯片 L293D 作为电机驱动。 L293D 芯片的管脚图如下图概述L293D 是一款单片集成的高电压、高电流、4 通道电机驱动，设计用
46、于连接标准 DTL 或 TTL 逻辑电平，驱动电感负载（诸如继电线圈、DC 和步进电机）和开关功率晶体管等等。为了简化为双桥应用，L293D 每个通道对都配备了一个使能输入端。L293D 逻辑电路具有独立的供电输入，可在更低的电压下工作。此外，L293D 还内置了箝位二极管。L293D 适用于频率达 5 kHz 的开关应用。 L293D 是 ST 公司生产的一种高电压、小电流电机驱动芯片。该芯片采用 16 脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达36V；输出电流大，瞬间峰值电流可达 2A，持续工作电流为 1A。内含两个H 桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和继电器线圈
47、等感性负载；该芯片可以驱动两台直流电机。特性L293D 每个通道的电流输出能力达 600 mAL293D 每个通道的峰值输出电流达 1.2 A（非重复）便于使能L293D 具有过温保护逻辑“0”输入电压高达 1.5 V（高抗噪性）内置箝位二极管单片机暑期培训(实训项目)报告纸17 / 37电机运行逻辑关系3.4 传感器电路的设计在实际设计中，本论文选用 LM324 放大器的方案，设计出来的电路紧凑且稳定性好。LM324 系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。可工作在单电源下，电压范围是 3.0V-32V 或+16V. LM324 的特点：1.短跑保护输出2.真差动输入级3.可
48、单电源工作：3V-32V 4.低偏置电流：最大 100nA（LM324A）单片机暑期培训(实训项目)报告纸18 / 375.每封装含四个运算放大器。6.具有内部补偿的功能。7.共模范围扩展到负电源8.行业标准的引脚排列9.输入端具有静电保护功能超声波传感器的选择本模块性能稳定，测度距离精确。能和国外的 SRF05,SRF02 等超声波测距模块相媲美。2 主要技术参数：1：使用电压： DC5V 2：静态电流：小于 2mA3：电平输出：高 5V 4：电平输出：底 0V5：感应角度：不大于 15 度6：探测距离： 2cm-450cm 7:高精度：可达 0.3cm接线方式，VCC、trig（控制端）、
49、 echo（接收端）、 GND本产品使用方法：一个控制口发一个 10US 以上的高电平, 就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值 ,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,就可以达到你移动测量的值了模块工作原理：(1)采用 IO 触发测距，给至少 10us 的高电平信号 ;(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；单片机暑期培训(实训项目)报告纸19 / 37(3)有信号返回，通过 IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间测试距离=( 高电平时间 *声速(340M/S)/2; 3.5 火焰传感电路的设计尺寸：35mm X 宽 11mm X 高 14mm 主要芯片：LM393 、火焰检测探头工作电压范围：DC 3-12V （默认 5V） 工作电流：1.6mA（5V） 特点： 1、具有信号输出指示灯； 2、单路信号输出，输出信号可以直接接单片机 IO 口； 3、OUT 口输出高低电平信号，高电平为 3.8V，低电平为 0V； 4、灵敏度可调（精调），调节火焰检测范围； 5、带固定安装孔，方便安装调试单片机暑期培训(实训项目)报告纸20 / 373.7 灭火驱动电路火风扇的
