本文摘要：本文主要研究了利用MCS-51系列单片机掌控PWM信号从而构建对智能小车掌控的方法。本项目中使用了利用单片机对PWM信号的软件构建方法，并且通过对PWM信号频率展开调节，从而掌控其输出信号波形等皆不作了详尽的阐释。 此外，本文中还使用了芯片L298N作为功率放大电路的驱动模块，把单片机输入的黯淡的电流型号缩放从而使电机符合扭矩的拒绝。另外，本系统中用于四位共计阳极数码管对电机的扭矩、方向展开监控，需要直观的仔细观察电机的变化，通过独立国家键盘手动掌控电机的扭矩。

本文主要研究了利用MCS-51系列单片机掌控PWM信号从而构建对智能小车掌控的方法。本项目中使用了利用单片机对PWM信号的软件构建方法，并且通过对PWM信号频率展开调节，从而掌控其输出信号波形等皆不作了详尽的阐释。

此外，本文中还使用了芯片L298N作为功率放大电路的驱动模块，把单片机输入的黯淡的电流型号缩放从而使电机符合扭矩的拒绝。另外，本系统中用于四位共计阳极数码管对电机的扭矩、方向展开监控，需要直观的仔细观察电机的变化，通过独立国家键盘手动掌控电机的扭矩。关键词：智能小车；单片机；PWM；§1.1章节　　　随着科学技术的不断进步，电气工程与自动化技术于是以以令人瞩目的发展速度，转变着我国的工业的整体面貌。同时，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了根本性的影响，并在现代化建设中充分发挥着更加最重要的起到。

随着与信息科学、计算机科学和能源科学等涉及学科的交叉融合，它正在向智能化、网络化和集成化的方向发展。　　　现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖系统中已大量使用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖系统，代替了轻巧的发电一动一电动机的F—D系统，又预示着电子技术的高度发展，促成直流电机调压逐步从模拟化向数字化改变，尤其是单片机技术的应用于，使直流电机调压技术又转入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已沦为它发展的趋势。直流电机调压基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要转变电机的电压就可以转变扭矩了。转变电压的方法很多，最少见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输出频率就可以掌控电机的平均值电压，掌控扭矩。

　　　PWM掌控的基本原理很早已早已明确提出，但是不受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前仍然没能构建。直到转入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的经常出现和很快发展，PWM控制技术才确实获得应用于。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代掌控理论、非线性系统控制思想的应用于，PWM控制技术取得了空前的发展，到目前为止，早已经常出现了多种PWM控制技术。

　　　§1.2选题的目的与意义　　　智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，它可以按照预先原作的模式在一个特定的环境里自动的运作，需要人为管理，之后可以已完成预期所要超过的或是更高的目标。同遥控小车有所不同，遥控小车必须人为掌控改向、启停和遇事，　　　较为先进设备的遥控车还能掌控其速度，而智能小车，则可以通过计算机编程来构建其对行经方向、启停以及速度的掌控，需要人工干预，是一个集环境感官、规划决策，自动行经等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航系统、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。所以关于汽车的研究也就更加不受人注目，本设计就是在这样的背景下明确提出的，为了适应环境机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展拒绝，明确提出简陋智能小车的设想，目的在于：通过独立国家设计并制作一辆具备非常简单智能化的简陋小车，取得项目整体设计的能力，并掌控多通道多样化传感器综合掌控的方法。

　　　传统的控制系统使用仿真元件，虽在一定程度上符合了生产拒绝，但是因为元件更容易老化和在用于中易受外界阻碍影响，并且线路简单、通用性劣，掌控效果受到器件性能、温度等因素的影响，故系统的运营可靠性及准确性得到确保，甚至经常出现事故。　　　目前，直流电动机调压系统数字化早已南北实用化，预示着电子技术的高度发展，促成直流电机调压逐步从模拟化向数字化改变，尤其是单片机技术的应用于，使直流电机调压技术又转入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已沦为它发展的趋势。　　　§1.3研究方法　　　本文主要研究了利用MCS-51系列单片机，通过PWM方法掌控智能小车的直流电机驱动。

文章中使用了单片机构成PWM信号的再次发生系统，然后通过缩放来驱动电机。以四位共阳数码管表明电机速度，它能间接直观的仔细观察到电机速度的变化，用独立国家键盘来手动掌控电机的扭矩和改向。　　　　　　　　　　　第二章总体设计阐述　　　　　　　智能小车调压概述：单片机直流调压系统可实现对智能小车直流电动机驱动的光滑调压。

PWM是通过掌控相同电压的直流电源电源频率，从而转变阻抗两端的电压，进而超过掌控拒绝的一种电压调整方法。在PWM驱动掌控的调整系统中，按一个相同的频率来接上和插入电源，并根据必须转变一个周期内“接上”和“插入”时间的长短。通过转变直流电机电枢上电压的“频率”来转变平均值电压的大小，从而掌控电动机的扭矩。因此，PWM又被称作“电源驱动装置”。

本系统以AT89S52单片机为核心，通过单片机掌控，C语言编程构建对直流电机的光滑调压。　　　系统控制方案的分析：本智能小车系统以单片机系统为相结合，根据PWM调压的基本原理，以直流电机电枢上电压的频率来转变平均值电压的大小，从而掌控电动机的扭矩为依据，构建对直流电动机的光滑调压，并通过单片机掌控速度的变化。§2.1基于单片机掌控的智能小车基本理论§2.1.1直流电机调压原理　　　根据励磁方式有所不同，直流电机分成自励和他励两种类型。有所不同励磁方式的直流电机机械特性曲线有所不同。

对于直流电机来说，人为机械特性方程式为：　　　　　　　　　　　　　（2-1）式中,——额定电枢电压、额定磁通量；,－－与电机有关的常数；,——电枢另加电阻、电枢内电阻；,——理想3组扭矩、扭矩叛。　　　分析(2-1)式求得．当分别转变、和时，可以获得有所不同的扭矩，从而构建对速度的调节。

由于=，当转变励磁电流时，可以转变磁通量的大小，从而超过逆磁通调压的目的。　　　如图1-1右图。

理想3组扭矩随电枢电压乘载而再次发生适当的乘载变化。有所不同电枢电压的机械特性曲线互相平行，解释硬度不随电枢电压的变化而转变，电机带上阻抗能力恒定。

当我们光滑调节他励直流电机电枢两端电压时，可实现电机的无级调压。基于以上特性，转变电枢电压，构建对直流电机速度调节的方法被普遍使用。　　图2.1直流电动机机械特性曲线图2.2电枢电压“频率”与平均值电压关系§2.1.2直流电机调压原理　　　PWM是通过掌控相同电压的直流电源电源频率，从而转变阻抗两端的电压，进而超过掌控拒绝的一种电压调整方法。

PWM可以应用于在许多方面，如电机调压、温度控制、压力掌控等。在PWM驱动掌控的调整系统中，按一个相同的频率来接上和插入电源，并根据必须转变一个周期内“接上”和“插入”时间的长短。通过转变直流电机电枢上电压的“频率”来转变平均值电压的大小，从而掌控电动机的扭矩。因此，PWM又被称作“电源驱动装置”。

在脉冲起到下，当电机通电时，速度减少；电机断电时，速度渐渐增加。只要按一定规律，转变合、断电的时间，才可让电机扭矩获得掌控。另设电机一直接上电源时，电机扭矩仅次于为,另设频率为=/，则电机的平均速度为:　　　=*（2-2）式中，——电机的平均速度;－－电机仅有通电时的速度(仅次于);=/－－频率。　　　由公式（2-2）可见，当我们转变频率时=/，就可以获得有所不同的电机平均速度，从而超过调压的目的。

严苛地谈，平均速度与频率=/并不是严苛的线性关系，在一般的应用于中，可以将其近似于地看作线性关系。§2.1.3设计方案　　　本文主要讲解利用单片机对PWM信号的软件构建方法。MCS一51系列典型产品AT89S52具备两个定时器和。通过掌控定时器初值和，从而可以构建从S52的给定输入口输入有所不同频率的脉冲波形。

由于PWM信号软件构建的核心是单片机内部的定时器，而有所不同单片机的定时器具备有所不同的特点，即使是同一台单片机由于搭配的晶振有所不同，自由选择的定时器工作方式有所不同，其定时器的定点初值与定点时间的关系也有所不同。因此，首先必需具体定时器的定点初值与定点时间的关系。如果单片机的时钟频率为，定时器／计数器为位，则定时器初值与定点时间的关系为：　　　　(2-3)　　式中，——定时器定点初值；　　　　　——一个机器周期的时钟数。

随着机型的有所不同而有所不同。在应用于中，不应根据明确的机型得出适当的值。这样，我们可以通过原作有所不同的定点初值，从而转变频率=/，进而超过掌控电机扭矩的目的。　　　§2.2系统硬件电路设计§2.2.1系统总体设计框图　　　键盘向单片机输出适当控制指令，由单片机通过P3.0与P3.1其中一口输入与扭矩适当的PWM脉冲，另一口输入低电平，经过信号缩放、驱动电动机控制电路，构建电动机改向与扭矩的掌控，电动机于是以并转，翻转，加快，滑行、急停。

　　　总体设计方案的硬件部分详尽框图如图2-1右图：第四章结论　　　本文所述的智能小车系统是以低价位的单片机AT89S52为核心的，而通过单片机来构建小车调整又有多种途径，相对于其他用硬件或者硬件与软件结合的方法构建对小车展开调整，使用PWM软件方法来构建的调压过程具备更大的灵活性和更加较低的成本，它需要充分发挥单片机的效能，对于简陋速度控制系统的构建获取了一种有效地的途径。而在软件方面，通过扫瞄键盘的按下来输出智能小车的运营状态，以及通过单片机来产生PWM从而掌控智能小车的运营状态，这样本身就给单片机带给了极大的开销。如果用硬件来产生PWM波形，单片机的压力不会大大增大。

　　　另外本文阐述的智能小车系统不是闭环系统，在精确度和掌控效果上大打折扣。特别是在如果是智能小车拿着阻抗，那么运营的效果将无法超过。

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