89C51单片机调速系统在遥控潜水艇模型中的应用

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，结合当前遥控潜水艇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潜水艇模型调速系统。经实验证明，该系统能有效地调节遥控潜水艇模型的行进速度。

关键词：单片机 调速系统 遥控潜水艇模型

1 概述

玩具遥控潜水艇是一种可以通过无线电遥控器远程控制的模型潜水艇。遥控潜水艇控制动作较多，但是绝大多数遥控潜水艇模型的动作比较简单，只有前进，后退，左转，右转，启动，停止六个控制功能，并无调速按扭，只能控制玩具变换从前进变为后退，或者停止变为启动，或者转动（如图1所示）。因此很多遥控潜水艇模型一次性消费现象比较严重，本文从可编程的角度出发，适当增加多种遥控调速的功能，提高遥控潜水艇模型的趣味性。

2 硬件设计

2.1 处理执行元件

与INTEL公司的8051单片机相比，采用AT89C51单片机进行处理，其引脚如如图2所示，该型号的单片机具有一定的优点，主要表现为低功耗、高性能，采用8位CMOS微控制器，在系统具有8K的可编程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3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。

2.3 复位电路

在启动运行计算机的过程中，需要进行复位处理，通过复位处理，使CPU和系统中的其它部件处于一个确定的初始状态，并且从这个状态开始工作。

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，说明遥控潜水艇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，说明遥控潜水艇模型的运行速度减慢。

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，KEIL4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。实现每按下一次P11，速度提高20%，每按下一次P33，速度降低20%。通过8个红色LED灯的闪烁速度，模拟调速系统。图6是硬件电路实物图。

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控制系统，所以可以在启动后同时实现遥控潜水艇模型的速度控制。该系统若与PLC相联系，可以控制体积较大的遥控潜水艇模型。

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.

作者简介：吕萌（1985-），男，硕士研究生，助教，鹤壁汽车工程职业学院任教，研究方向：电子技术产品研发。