三线串行显示/键盘原理：三线为DAT(P3.O)——串行输入/输出数据线、CLK(P3.1)——移位时钟线、RD(P3.7)——输入/输出控制线。
RD为低电平时为显示模式，数据线(DAT)输出位码和段码，一共16位。数据送完后，在U2(74LS164)存放的是位码，在Ul(74LS164)存放了段码，这样便可在指定的一位显示一个数码。利用人的视觉暂留效应，便可动态显示出一个数据；RD为高电平时为键盘模式，由9014构成的反相器屏蔽UI、U2的时钟信号，但位码和段码仍存储在Ul、U2中故仍能正常显示，而时钟对U3(74LS166)仍有效。由于显示时保留的位码仍在U2，可作为行列键盘的行码使用，当有键按下时，列码通过U3送到数据线(DAT)。这样，单片机便可通过行列码确定按键。
正常工作时每显一位数码就读一下列码，由于显示和键盘都为动态扫描，看起来是连续的。通过RD协调键盘和显示，在显示的同时又可读入按键，充分利用了串口资源。
4．红外数据传输部分红外传输部分采取了简单易行的调制方案，使用了CD4069和38kHz晶振完成了载波的产生。同时利用三极管8050实现了数据信号对载波的调制，采用键控方式，调制后的信号直接驱动红外发光管。在接收端，信号经一体化接收头内部的前放、限幅放大、带通滤波、检波、积分及施密特比较等单元电路后，在输出端输出标准的TTL电平信号，直接送单片机的Pl.7口，利用软件模拟串口的形式，对收到的数据进行解调并送到显示部分显示。室内红外通信是利用视线光或反射光来完成通信的，在室内环境下可以不考虑大气和气象条件引起的衰减，信道衰减主要由系统的几何结构和接收机的聚光器增益所决定。
本系统在室内是采用视线光来完成通信的，实验测试红外发射功率为63μW，接收机正常接收数据时光功率为-27dBm，基本达到了近距离传输数据的要求。
软件编程
通过对单片机的编程，利用它的中断功能完成由外部电路采集的脉冲计数，实现软件对小车的速度、里程、时间的计算，以及对电机的一系列动作进行控制。上图给出主程序流程图，下图给出红外接收流程图。
编程特点：(1)设置键盘软中断，专对按键进行处理；(2)专设定时中断，提供系统时钟，提供动态显示、键盘扫描、脉宽发生器以及提供秒脉冲；(3)以模块化设计思想为指导，以函数形式实现一个功能模块，如显示函数、调速函数、发送数据函数等，这样主函数就是一个判断当时处在的线区状态从而运行相应函数的过程；(4)用keil-c51编写。
软件系统主要函数功能简介如下，键盘：对4x6键盘扫描，得到扫描码后产生键盘中断；显示：用同步串口模式，提供两片74LS164串联，分别传送段码和位码，采用动态显示；电机控制：Pl.0为正转反转控制，“0”为正转，“1”为反转，Pl.1为停转启动控制，“0”为停转，“1”为启动；INTO：过线时使变量LINE加l，并让蜂鸣器发生“哔”的提示声；模拟串口：Pl.7为模拟1200bit的异步模式串口，主要以置一位数据延时l/1200秒实现。
测试结果及误差分析
测试跑道如上图所示，跑道全长为11米，宽为0.5米，起跑线与终点线之间的距离为9米，两侧挡板高度为0.3米，跑道中间有2米长的限速区。电动车的长度为29厘米，宽度为14厘米，高度为10厘米。由于这种电动车不能完全走直线，在行驶2米之后就会与两侧挡板摩擦行驶，这对小车的速度影响较大。我们在电动车车体的四个角加装了四只小滑轮，以减小车体与挡板的摩擦，同时对驱动轮进行了相对固定，使电动车的速度和平稳性大大提高。实验中小车刹车后离起跑线和终点线的最短距离为1厘米，小车通过限速区的时间8·9秒，电机平均转速4圈/秒，总圈数166圈，全程平均速率0.49米／秒，往返一次的时间和距离的显示准确率为95%，在汽车慢速移动或停止时，与手持显示板的通信的准确率为75%（四米内）、98%（一米内）。从红外方式进行通信的角度看，本系统中的红外通信存在一定误码，且性能不够稳定。原因主要是红外通信只适用于室内静止或慢速移动中的点对点通信，方向性要求高。而在本实验中，我们将这种通信手段尝试性地应用在移动物体上，因此受到客观环境因素的影响，如背景光的干扰、各种脉冲干扰源的影响，以至于效果不佳。这次尝试也说明在运动的物体中，红外方式不如无线电方式。从测试结果分析，有时造成误动作和误差的原因是受实验条件的约束，如跑道不够平整、电动车的性能不好、挡板接口不够吻合，电机电源消耗过快等因素，这些都有待于改进。
现代交通的飞速发展，汽车的智能化控制已成为汽车工业同行关注的焦点。利用高科技手段，将电子化和智能化用于汽车控制中是对汽车工业的一次变革。从本次设计大赛的汽车自动控制中体会到，要对行使中的汽车实施控制不是一个简单的电子控制问题，只有将机械学、力学、光学等方面的知识与单片机应用技术完美地结合，汽车自动控制才能得心应手。相信单片机在今后的自动控制领域中将会有更广阔的应用前景。
