基于89C51单片机的调速系统在遥控汽车模型中的应用

吕萌 李丹

摘要：利用51系列单片机强大的编译功能和稳定的物理属性，结合当前遥控汽车模型中缺少调速系统的特点，设计出以89C51单片机为核心的遥控汽车模型调速系统。经实验证明，该系统能有效地调节遥控汽车模型的行进速度。

关键词：单片机  调速系统  遥控汽车模型

1 概述

玩具遥控车是一种可以通过无线电遥控器远程控制的模型汽车。根据车身外型的不同，可以分为：普通的私家房车、越野车、货柜车、翻斗车等等。如现实生活中的越野车，不但可以在野外适应各种不同程度的路面状况，而且还能给人一种粗犷豪迈的驾驶优越感。

遥控汽车控制动作较多，但是绝大多数遥控汽车模型的动作比较简单，发射器也只有一个按扭，只能控制玩具变换一个动作，如从前进变为后退，或者停止变为启动。因此很多遥控汽车模型一次性消费现象比较严重，本文从可编程的角度出发，适当增加遥控调速的功能，提高遥控汽车模型的趣味性。

2 硬件设计

2.1 处理执行元件

采用AT89C51单片机，相较于INTEL公司的8051它本身带有一定的优点。AT89C51单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K的在系统可编程Flash存储器。

2.2 时钟电路

对于计算机来说，时钟电路作为心脏，能够对计算机的工作节奏进行控制。因型号不同，单片机允许的时钟频率存在一定的差异性，其典型值一般为12MHZ。

CMOS型单片机内部有一个可控的负反馈反相放大器，其振荡器由外接晶振和电容组成，CMOS型单片机时钟电路框图如图1所示。振荡器工作受/PD端控制，由软件置“1”PD（即特殊功能寄存器PCON.1）使/PD=0，振荡器停止工作，整个单片机也就停止工作，以达到节电目的。清“0”PD，使振荡器工作产生时钟，单片机便正常运行。对于电容C1、C2来说，其作用主要表现为：一是使振荡器起振，二是微调振荡器的频率f。

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图1  CMOS型单片机时钟电路框图    图2 上电复位电路

2.3 复位电路

在MCS-51单片机中，有一个RST复位引脚，如图4所示，它是史密特触发输入，振荡器起振后，该引脚上出现2个机器周期以上的高电平，使器件复位，只要RST保持高电平，那么MCS-51就保持复位状态，在这种情况下，ALE、PSEN、P0、P1、P2、P3等口都输出相应的高电平。当RST变为低电平后， CPU开始工作。

2.4 模拟调速系统

利用单片机开发板上的流水灯的显示速度来模拟调速系统，如果8个流水灯的闪烁速度加快，说明遥控汽车模型的运行速度加快;反之，如果8个流水灯的闪烁速度变慢，说明遥控汽车模型的运行速度减慢。图3是系统硬件原理图。

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图3  调速系统硬件原理图

3 系统软件设计及调试

单片机的应用系统由硬件和软件组成，采用的是SP-5180USB开发板，+5V供电系统，KEIL μVision4编写C语言程序，STC-ISP软件来烧录程序到单片机上。上电后，实际晶振为11.995M。上述硬件原理图搭建完成上电之后，通过独立按钮P10，P11，P33，P34来实现调速。通过8个红色LED灯的闪烁速度，模拟调速系统。

4 结语

该单片机调速系统外接红外收发器之后，就可以实现由遥控器直接控制。因该系统独立于原有的启动/停止系统，所以可以在启动后同时实现遥控汽车模型的速度控制。该系统若与PLC相联系，可以控制体积较大的遥控汽车模型。

参考文献：

[1]徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术[M].北京：电子工业出版社，2005.1.

[2]万光毅，严义，邢春香.单片机实验与实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.4.

[3]张灿.单片机花样流水灯设计[J].信息通信，2013.2.