基于單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)傳感器電路的設(shè)計(jì)和相關(guān)程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試

1、 PAGE26 / NUMPAGES29基于單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)傳感器電路的設(shè)計(jì)和相關(guān)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試摘要80C51單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。這里介紹的是如何用80C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能壁障尋跡小車，該設(shè)計(jì)是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)題目的要求為目的，采用80C51單片機(jī)為控制核心，利用紅外傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以與自動(dòng)停車，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法與測(cè)試結(jié)果分析。關(guān)鍵字：電動(dòng)小

2、車、80C51單片機(jī)、光敏檢測(cè)器、PWM調(diào)速Abstract80C51 is a 8 bit single chip computer. Its easily using and multi-function suffer large users. This article introduces intelligent vehicle with the 80C51 single chip computer. This design combines with scientific research object. This system regards the request of the t

3、opic, adopting 80C51 for controlling core, red sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed or searching light and mark automatically the electric circuit construction of whole system is simple, the functi

4、on is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyze.Key word ：Electricity motive small car 80C51 single chip computer, light electricity detector, PWM speed adjusting, 目錄概述1課題研究背景與意義.1課題設(shè)計(jì)容2方案設(shè)計(jì)與論證.32.1 總體方案

5、設(shè)計(jì)32.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與比較.42.2.1尋跡模塊選擇方案4 LM324芯片介紹.52.2.2語(yǔ)音識(shí)別模塊62.2.3電源模塊72.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)7系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).83.1總體硬件原理圖.83.2 單片機(jī)模塊9 3.2.180C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)93.2.2最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).103.3前向通道設(shè)計(jì)113.4 后向通道設(shè)計(jì)14軟件設(shè)計(jì)164.1 軟件設(shè)計(jì)框圖164.2模糊控制算法174.2.1模糊控制算法的發(fā)展17.4.2.2模糊控制算法的原理174.2.3智能小車中的模糊控制算法184.3 尋跡的相關(guān)程序18制作安裝與調(diào)試215.1 使用的儀器儀表與軟件.215.2 系統(tǒng)制作215.3系

6、統(tǒng)調(diào)試215.3.1 硬件調(diào)試.215.3.2 軟件調(diào)試.225.3.3 聯(lián)合調(diào)試.22設(shè)計(jì)總結(jié).23致辭.24參考文獻(xiàn).25附錄.27第1章 概述1.1課題研究背景與意義 隨著控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息處理技術(shù)和傳感器檢測(cè)技術(shù)以與汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，智能小車在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中已經(jīng)扮演了非常重要的角色，近年來(lái)，智能小車在野外，道路，現(xiàn)代物流與柔性制造系統(tǒng)中都有廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域研究和發(fā)展的熱點(diǎn)之一。智能小車作為移動(dòng)式機(jī)器人的一個(gè)重要分支，具有環(huán)境感知規(guī)劃決策，自動(dòng)行駛等功能，它是計(jì)算機(jī)控制和電子技術(shù)的融合，集傳感器探測(cè)（光源，障礙物），單片機(jī)自動(dòng)控制，電機(jī)調(diào)速等議題，可以說(shuō)是計(jì)

7、算機(jī)，傳感器，信息，通訊，導(dǎo)航，人工智能與自動(dòng)控制等于一體高新技術(shù)綜合體?，F(xiàn)在，電子，機(jī)械，電子信息已經(jīng)不在明顯分家，自動(dòng)控制在專業(yè)領(lǐng)域的地位已經(jīng)越來(lái)越重要。特別是作為機(jī)械行業(yè)的代表產(chǎn)品汽車，與電子信息產(chǎn)業(yè)的融合速度也顯著提高，呈現(xiàn)出兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：1，電子裝置占整車的價(jià)值量比例逐步提高，汽車將由以機(jī)械產(chǎn)品為主向高級(jí)的機(jī)電一體化發(fā)展，2，汽車開(kāi)始向電子化，智能化和多媒體化方向發(fā)展，使其不僅作為一種代步工具，同時(shí)還具有交通娛樂(lè)等功能。另外，大學(xué)生各種大型的創(chuàng)新比賽中，智能車已經(jīng)是一個(gè)不可缺少的部分。比如，亞洲廣播電視聯(lián)盟亞太地區(qū)機(jī)器人大賽，全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”智能汽車競(jìng)賽等眾多重要競(jìng)賽都有智能

8、車的登場(chǎng)，設(shè)計(jì)和制作智能車能很好的培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化的相關(guān)知識(shí)。為了適應(yīng)機(jī)電一體化的發(fā)展和自己所學(xué)知識(shí)的結(jié)合，提出循跡與遙控與一體的智能車的構(gòu)想。1.2課題設(shè)計(jì)容本課題是基于單片機(jī)智能小車的設(shè)計(jì)，本課題的任務(wù)主要是采用80C51為控制核心，利用光敏傳感器自動(dòng)尋跡，設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)顯示時(shí)間、速度、里程，具有自動(dòng)尋跡、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)題目的要求為目的，采用80C51單片機(jī)為控制核心，利用光電等傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以與自動(dòng)停車，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠

9、性能高。第2章 方案設(shè)計(jì)與論證2.1 總體方案設(shè)計(jì)此系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制核心，處理執(zhí)行各個(gè)外部傳感器檢測(cè)得到的電平信號(hào)，其中外部信號(hào)有三部分得到：尋跡模塊，遙控模塊和語(yǔ)音模塊。最后把處理結(jié)果傳遞給小車電機(jī)，使得到相應(yīng)效果?？傮w設(shè)計(jì)框圖如下：光敏探測(cè)器 STC80C51復(fù)位電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘電路圖2-1 總體模塊設(shè)計(jì)框圖2.2系統(tǒng)方案選擇與比較2.2.1尋跡模塊選擇方案方案一：采用光敏電阻組成光敏探測(cè)器，光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)，光線反射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上時(shí)，光線反射較弱，因此光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化，將阻值的變化值經(jīng)過(guò)比較

10、器可以獲得高低電平。方案二：采用紅外對(duì)管TCRT5000光電尋線傳感器，TCRT5000由紅外發(fā)射管和接收管兩部分組成，紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色地面時(shí)，地面將紅外線反射到接收管，接受三極管導(dǎo)通，輸出低電平，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到黑色地面時(shí)，黑色地面將光線吸收。接收管沒(méi)有接收到反射后的紅外線而使三級(jí)管截止，輸出高電平，這樣外接一個(gè)比較器，可以與單片機(jī)連接，減少電路的連接，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便，但周圍環(huán)境對(duì)其有一定的影響。方案三：采用RPR220型光電對(duì)管，RPR220是一種一體化反射型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)射管，而接收器是一個(gè)高靈敏度硅平面光電三極管，其具有靈敏度

11、高，體積小，工作性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，但是其價(jià)格高，購(gòu)買不方便。綜合各個(gè)方面的考慮，本次設(shè)計(jì)采用方案一。光敏探測(cè)器工作原理圖為下圖1.1尋跡電路分析方法V2的電壓計(jì)算公式 V2=(VccR1+R6 ).R6=Vcc.R6(R1+R6)R6不變，有光照R1變小，則V2變大。無(wú)光照，R1變大，則V2變小有光照情況光敏電阻R1變小，V2變大 假設(shè)V2=4.6Vt V3電壓4VV2V3反向端大于同向端，則out5輸出低電平為0給單片機(jī)識(shí)別，單片機(jī)通過(guò)if掃描out5的引腳無(wú)光照情況光敏電阻R1變大，V2變小 假設(shè)V2=3.2V，V3電壓不變還是4V。V2V3同向端大于反向端，則out5輸出高電平1給單片機(jī)識(shí)

12、別，單片機(jī)通過(guò)if掃描out5給的引腳 LM324芯片介紹LM324系列器件帶有差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示

13、運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位一樣。 LM324引腳排列如圖所示LM324系列由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，其中專為從單電源供電的電壓圍經(jīng)營(yíng)。從分裂電源的操作也有可能和低電源電流消耗是獨(dú)立的電源電壓的幅度。應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放大器，直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器現(xiàn)在可以更容易地在單電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的電路。例如，可直接操作的LM324系列，這是用來(lái)在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無(wú)需額外的15V電源標(biāo)準(zhǔn)的5V電源電壓。LM324引腳圖2.2.2語(yǔ)音識(shí)別模塊本模塊為小車的附加功能模塊，主要采用柱極式話筒接收聲波信號(hào)，通過(guò)三極管放大電路放大信號(hào)，使信號(hào)經(jīng)過(guò)電容和整流

14、的二極管得到一個(gè)電壓峰值為一伏的脈沖信號(hào)，并經(jīng)過(guò)74HC04取反后供單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制。如圖3-1 語(yǔ)音控制模塊原理圖。圖3-1 語(yǔ)音控制模塊原理圖電源其中圖中P15為連接柱極式話筒的接口，P16為電源接口，R23的作用是調(diào)節(jié)話筒的靈敏度，C7則是用來(lái)濾除波形中的直流部分。中間電路為典型的三極管共e極放大電路，其放大倍數(shù)可以根據(jù)R24和R25來(lái)確定。但由于9013管的自身特性，使的其最大的放大電壓為1伏，經(jīng)過(guò)電容的整形形成直流電壓輸入二極管。當(dāng)話筒沒(méi)有接受到一定強(qiáng)度的聲波時(shí)，由于二極管的管壓降，使電壓不能經(jīng)過(guò)其到非門芯片而讓芯片輸出電平為數(shù)字“1”，但當(dāng)話筒接收到的聲波信號(hào)經(jīng)放大后超過(guò)二

15、極管的管壓降，非門的輸入端上有一個(gè)正電壓，而使輸出端為低電平“0”，實(shí)現(xiàn)跳變觸發(fā)的產(chǎn)生，進(jìn)而讓單片機(jī)的中斷口進(jìn)行判斷，作出響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制。2.2.3電源模塊2.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)都可以用于小車的驅(qū)動(dòng)，故有兩種方案。方案一：使用直流電動(dòng)機(jī)，加上適當(dāng)減速比的減速器。直流電機(jī)具有良好的調(diào)速性能，控制起來(lái)也比較簡(jiǎn)單。直流電機(jī)只要經(jīng)過(guò)直流電源就可以連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)電壓的大小可以改變電機(jī)的速度。直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際上是一個(gè)功率放大器。常用的驅(qū)動(dòng)方式是PWM方式，即脈沖寬度調(diào)制方式。此方法性能較好，電路和控制都比較簡(jiǎn)單。方案二：使用步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)具有良好的控制性能。當(dāng)給步進(jìn)

16、電機(jī)輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此可以實(shí)現(xiàn)精確的位置控制。與直流電機(jī)不同，要使用步進(jìn)電機(jī)連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)，需要連續(xù)不斷的輸入點(diǎn)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)速的大小由外加的脈沖頻率決定，而且其轉(zhuǎn)動(dòng)不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，也不受溫度，氣壓等環(huán)境因素的影響，僅與控制脈沖有關(guān)系。但是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)比較復(fù)雜，由控制器與功率放大器組成，具體差別見(jiàn)下表表3-2電機(jī)控制方式對(duì)比直流電機(jī)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速性能較好較差位置控制精度較差好驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單復(fù)雜穩(wěn)定性較好好，僅僅與控制脈沖有關(guān)由上表可以看出步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)都有各自的優(yōu)點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)能進(jìn)行精確的位置控制，但是驅(qū)動(dòng)電路麻煩，鑒于本次設(shè)計(jì)中小車的位置控制要求的

17、不是很精確，直流電機(jī)即可滿足小車要求的精度。且直流電機(jī)易于控制，驅(qū)動(dòng)電路十分簡(jiǎn)單第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 總體硬件原理圖見(jiàn)附錄13.2 單片機(jī)模塊此部分是整個(gè)小車運(yùn)行的核心部分，起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用?？刂频姆椒ㄓ泻芏啵蟛糠植捎脝纹瑱C(jī)控制。單片機(jī)要完成電機(jī)控制，尋跡控制等工作。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)部的功能單元，如ROMRAMI/O 口定時(shí)/記數(shù)器中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器打印機(jī)A/DD/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的

18、接口電路。3.2.1 80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)80C51 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O 口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)與特殊功能寄存器。它們都是通過(guò)片單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。1.微處理器 該單片機(jī)中有一個(gè)8 位的微處理器，與通用的微處理器基本一樣，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。2.數(shù)

19、據(jù)存儲(chǔ)器 片為128 個(gè)字節(jié)，片外最多可外擴(kuò)至64k 字節(jié)，用來(lái)存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。3.程序存儲(chǔ)器 由于受集成度限制，片只讀存儲(chǔ)器一般容量較小，如果片的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)。4.中斷系統(tǒng) 具有5個(gè)中斷源，2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。5.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器片有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。6.串行口1個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式。可用來(lái)進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行I/O口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。7. P1口、P2口、P3口

20、、P4口8 特殊功能寄存器 共有21個(gè)，用于對(duì)片的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的RAM區(qū)。 由上可見(jiàn)，80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。特別值得一提的是該單片機(jī)CPU中的位處理器，它實(shí)際上是一個(gè)完整的1位微計(jì)算機(jī)，這個(gè)一位微計(jì)算機(jī)有自己的CPU、位寄存器、I/O 口和指令集。1 位機(jī)在開(kāi)關(guān)決策、邏輯電路仿真、過(guò)程控制方面非常有效；而8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長(zhǎng)處。MCS-51 單片機(jī)中8 位機(jī)和1 位機(jī)的硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔相承，它是單片機(jī)技術(shù)上的一個(gè)突破，這也是MCS-51 單片機(jī)在設(shè)計(jì)

21、的精美之處。3.2.2 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)80C51是片有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。用80C51單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖3.1 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)：(1) 有可供用戶使用的大量I/O口線。(2) 部存儲(chǔ)器容量有限。(3) 應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有特殊性。1）時(shí)鐘電路80C51 雖然有部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外部附加電路。80C51 單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。 本設(shè)計(jì)采用部時(shí)鐘方式，利用芯片部的振蕩電路，在X

22、TAL1、XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。本設(shè)計(jì)采用最常用的部時(shí)鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHZ到12MHZ之間選擇。電容值無(wú)嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度。有少許影響，CX1、CX2可在20pF到100pF之間取值，但在60pF到70pF時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。所以本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇6MHZ,電容選擇65pF。 在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用NPO電容。2）復(fù)位電路80C51的復(fù)位

23、是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。 最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。時(shí)鐘頻率用6MHZ時(shí)C取22uF,R取1K。 除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過(guò)RST 端經(jīng)電阻與電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。時(shí)鐘頻率選用6MHZ時(shí)，

24、C取22uF,Rs取200，RK取1K。3.3 前向通道設(shè)計(jì) 單片機(jī)用與測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，總要有與被測(cè)對(duì)象相聯(lián)系的前向通道。因此，前向通道設(shè)計(jì)與被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)、特征、所處環(huán)境密切相關(guān)。在前向通道設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到傳感器或敏感元件選擇、通道結(jié)構(gòu)、信號(hào)調(diào)節(jié)、電源配置、抗干擾設(shè)計(jì)等。在通道電路設(shè)計(jì)中還涉與到模擬電路諸多問(wèn)題。1）前向通道的含義 當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中總要有被測(cè)信號(hào)輸入通道，有計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。作為測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)被測(cè)對(duì)象拾取必要的原始參量信號(hào)是系統(tǒng)的核心任務(wù)，對(duì)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試以與對(duì)控制條件的監(jiān)測(cè)也是不可缺少的環(huán)節(jié)。 對(duì)被測(cè)對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試一般都離不開(kāi)傳感器或敏感

25、元件，這是因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象的狀態(tài)參數(shù)常常是一些非電物理量，如溫度、壓力、載荷、位移等，而計(jì)算機(jī)是一個(gè)數(shù)字電路系統(tǒng)。因此，在前向通道中，傳感器、敏感元件與其相關(guān)電路占有重要地位。對(duì)被測(cè)對(duì)象的信號(hào)的拾取其主要任務(wù)就是最忠實(shí)地反映被測(cè)對(duì)象的真實(shí)狀態(tài)，它包括實(shí)時(shí)性與測(cè)量精度。同時(shí)使這些測(cè)量信號(hào)能滿足計(jì)算機(jī)輸入接口的電平要求。因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的前向通道體現(xiàn)了被測(cè)對(duì)象與系統(tǒng)相互聯(lián)系的信號(hào)輸入通道，原始參數(shù)輸入通道。由于在該通道中主要是傳感器與傳感器有關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)、變換電路,故也可稱為傳感器接口通道。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)信號(hào)輸入、傳感、變換應(yīng)作廣義理解，例如開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)與信號(hào)輸入，在單片機(jī)的各種應(yīng)用系

26、統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量輸入通道就是一個(gè)具有TTL電平的狀態(tài)開(kāi)關(guān)，如水銀溫度觸點(diǎn)、溫度晶閘管、時(shí)間繼電器、限位開(kāi)關(guān)等。故只要反映外界狀態(tài)的信號(hào)輸入通道都可稱為前向通道。并不是所有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)都有前向通道，例如時(shí)序控制系統(tǒng)，只根據(jù)系統(tǒng)部的時(shí)間序列來(lái)控制外部的運(yùn)行狀態(tài)；分布式測(cè)控系統(tǒng)中的智能控制總站完成上級(jí)主計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)、控子站計(jì)算機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)傳送。這些應(yīng)用系統(tǒng)沒(méi)有被測(cè)對(duì)象，故不需要前向通道。2）前向通道的設(shè)計(jì)（1）傳感器的比較 識(shí)別障礙的首要問(wèn)題是傳感器的選擇，下面對(duì)幾種傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明（見(jiàn)表1）。探測(cè)障礙的最簡(jiǎn)單的方法是使用超聲波傳感器，它是利用向目標(biāo)發(fā)射超聲波脈沖，

27、計(jì)算其往返時(shí)間來(lái)判定距離的。該方法被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人的研究上。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，易于使用，且在10m以能給出精確的測(cè)量。不過(guò)在ITS系統(tǒng)中除了上文提出的場(chǎng)景限制外，還有以下問(wèn)題。首先因其只能在10m以有效使用，所以并不適合ITS系統(tǒng)。另外超聲波傳感器的工作原理基于聲，即使可以使之測(cè)達(dá)100m遠(yuǎn)，但其更新頻率為2Hz，而且還有可能在傳輸中受到它信號(hào)的干擾，所以在CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實(shí)際的。 表1 傳感器類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)超聲波價(jià)格合理,夜間不受影響測(cè)量圍小，對(duì)天氣變化敏感視覺(jué)易于多目標(biāo)測(cè)量和分類,分辨率好不能直接測(cè)量距離,算法復(fù)雜,處理速度慢激光雷達(dá)價(jià)格合理,夜間不受影響對(duì)水,燈光,灰塵敏感

28、MMW雷達(dá)不受燈光,大氣影響價(jià)格貴 視覺(jué)傳感器在CW系統(tǒng)中使用得非常廣泛。其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，價(jià)格合理，在一定的寬度和視覺(jué)域可以測(cè)量定多個(gè)目標(biāo)，并且可以利用測(cè)量的圖像根據(jù)外形和大小對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類。但是算法復(fù)雜，處理速度慢。雷達(dá)傳感器在軍事和航空領(lǐng)域已經(jīng)使用了幾十年。主要優(yōu)點(diǎn)是可以魯棒地探測(cè)到障礙而不受天氣或燈光條件限制。近十年來(lái)隨著尺寸與價(jià)格的降低，在汽車行業(yè)開(kāi)始被使用。但是仍存在性價(jià)比的問(wèn)題。（2）超聲波障礙檢測(cè) 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，其頻率超過(guò)20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體與固體中傳播，其傳播速度不同。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過(guò)程中有衰減。利用超

29、聲波的特性，可做成各種超聲波傳感器，結(jié)合不同的電路，可以制成超聲波儀器與裝置，在通訊、醫(yī)療與家電中獲得廣泛應(yīng)用。作為超聲波傳感器的材料，主要為壓電晶體。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，故它分為發(fā)送器和接收器。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類型，常用于防盜報(bào)警器、接近開(kāi)關(guān)、測(cè)距與材料探傷、測(cè)厚等。但由于光線對(duì)超聲波傳感器的影響太大，不適合在小車上應(yīng)用。避障單元和循跡單元都采用脈沖調(diào)制的反射式紅外發(fā)射接收器。由于采用該有交流分量的調(diào)制信號(hào)，則可大幅度減少外界干擾；另外紅外發(fā)射接受管的最大工作電流取決與平均電

30、流，如果采用占空比小的調(diào)制信號(hào)，在平均電流不變的情況下，瞬時(shí)電流很大（50100mA），則大大提高了信噪比。并且其反映靈敏，外圍電路也很簡(jiǎn)單。元件介紹紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度W/m2表示。一般來(lái)說(shuō)，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過(guò)小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過(guò)大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。紅外發(fā)光二極管的伏安特性與普通硅二極管極為相似。當(dāng)電壓越過(guò)正向閾值電壓（約0.8V左右）電流開(kāi)始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流對(duì)工作電壓十分敏感。因此要求工作電壓準(zhǔn)確、穩(wěn)定

31、，否則影響輻射功率的發(fā)揮與其可靠性。紅外發(fā)光二極管輻射功率隨環(huán)境溫度的升高（包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高）會(huì)使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠(yuǎn)距離紅外燈，熱耗是設(shè)計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。紅外發(fā)光二極管最大輻射強(qiáng)度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射強(qiáng)度為最大值的50%的角度稱為半強(qiáng)度輻射角。不同封裝工藝型號(hào)的紅外發(fā)光二極管的輻射角度有所不同。光敏三極管具有兩個(gè)PN結(jié)，其基本原理與二極管一樣；但它把光信號(hào)變成電信號(hào)的同時(shí)，還放大了信號(hào)電流，因此具有更高的靈敏度。一般光敏三極管的基極已在管連接，只有C和E兩根引出線（也有將基極線引出的）。在使用光敏管時(shí)，不能從外型來(lái)區(qū)

32、別是二極管還是三極管，只能由型號(hào)來(lái)判定。 光敏電阻它的電阻值會(huì)隨光照的變化而變化，入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。HYPERLINK :/tupian.hudong /a1_42_32_01000000000000119093258005842_jpg.html常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見(jiàn)光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)110M歐,在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。74LS14是74系列的非門，74

33、LS14一般用于某些信號(hào)的整形或者異受干擾/關(guān)鍵信號(hào)的信號(hào)緩沖等。3.4 后向通道設(shè)計(jì) 在工業(yè)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)總要對(duì)控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)操作，因此，在這樣的系統(tǒng)中，總要有后向通道。后向通道是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算處理后，對(duì)控制對(duì)象的輸出通道接口。 根據(jù)單片機(jī)的輸出和控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的要求，后向通道具有以下特點(diǎn)：（1） 小信號(hào)輸出、大功率控制。根據(jù)目前單片機(jī)輸出功率的限制，不能輸出控制對(duì)象所要求的功率信號(hào)。（2） 是一個(gè)輸出通道。輸出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制信號(hào)，而伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的狀態(tài)反饋信號(hào)通常是作為檢測(cè)信號(hào)輸入前向通道。（3） 接近控制對(duì)象，環(huán)境惡劣?？刂茖?duì)象多為大功率伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電磁、機(jī)械干擾較為嚴(yán)重

34、。但后向通道是一個(gè)輸出通道，而且輸出電平較高，不易受到直接損害。但這些干擾易從系統(tǒng)的前向通道竄入。 單片機(jī)在完成控制處理后，總是以數(shù)字信號(hào)通過(guò)I/O口或數(shù)據(jù)總線送給控制對(duì)象。這些數(shù)字信號(hào)形態(tài)主要有開(kāi)關(guān)量、二進(jìn)制數(shù)字量和頻率量，可直接用于開(kāi)關(guān)量、數(shù)字量系統(tǒng)與頻率調(diào)制系統(tǒng)，但對(duì)于一些模擬量控制系統(tǒng)，則應(yīng)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬量控制信號(hào)。 根據(jù)單片機(jī)輸出信號(hào)形態(tài)與控制對(duì)象要求，后向通道應(yīng)解決：（1） 功率驅(qū)動(dòng)。將單片機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足伺服驅(qū)動(dòng)的功率要求。（2） 干擾防治。主要防治伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)通道電源以與空間電磁場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾。通常采用信號(hào)隔離電源隔離和對(duì)功率開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)過(guò)零切換等方

35、法進(jìn)行干擾防治。（3） 數(shù)/模轉(zhuǎn)換。對(duì)于二進(jìn)制輸出的數(shù)字量采用D/A 變換器；對(duì)于頻率量輸出則可以采用. 為順利實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小汽車的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)采用了可逆PWM變換器?？赡鍼WM變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有H型、T型等類型。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用了常用的雙極式H型變換器，它是由4個(gè)三極電力晶體管和4個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。雙極式PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）電流一定連續(xù)；（2）可使電動(dòng)機(jī)在四象限中運(yùn)行；（3）電機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；（4）低速時(shí)，每個(gè)晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證晶體管可靠導(dǎo)通；5）低速平穩(wěn)性好，調(diào)速圍可達(dá)20000左右。1）、脈寬調(diào)制原理： 脈寬調(diào)制器本身是一個(gè)

36、由運(yùn)算放大器和幾個(gè)輸入信號(hào)組成的電壓比較器。運(yùn)算放大器工作在開(kāi)換狀態(tài)，稍微有一點(diǎn)輸入信號(hào)就可使其輸出電壓達(dá)到飽和值，當(dāng)輸入電壓極性改變時(shí)，輸出電壓就在正、負(fù)飽和值之間變化，這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉(zhuǎn)換作用。加在運(yùn)算放大器反相輸入端上的有三個(gè)輸入信號(hào)。一個(gè)輸入信號(hào)是鋸齒波調(diào)制信號(hào)，另一個(gè)是控制電壓，其極性大小可隨時(shí)改變，與鋸齒波調(diào)制信號(hào)相減，從而在運(yùn)算放大器的輸出端得到周期不變、脈寬可變的調(diào)制輸出電壓。只要改變控制電壓的極性,也就改變了PWM 變換器輸出平均電壓的極性,因而改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向.改變控制電壓的大小,則調(diào)節(jié)了輸出脈沖電壓的寬度,從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速.只要鋸齒波的線性度足夠

37、好,輸出脈沖的寬度是和控制電壓的大小成正比的.2）、邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)在可逆PWM 變換器中,跨接在電源兩端的上下兩個(gè)晶體管經(jīng)常交替工作.由于晶體管的關(guān)斷過(guò)程中有一段存儲(chǔ)時(shí)間和電流下降時(shí)間,總稱關(guān)斷時(shí)間,在這段時(shí)間晶體管并未完全關(guān)斷.如果在此期間另一個(gè)晶體管已經(jīng)導(dǎo)通,則將造成上下兩管之通,從而使電源正負(fù)極短路.為避免發(fā)生這種情況,設(shè)置了由RC電路構(gòu)成的延時(shí)環(huán)節(jié).3）、電源的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的電源為車載電源。為保證電源工作可靠，單片機(jī)系統(tǒng)與動(dòng)力伺服系統(tǒng)的電源采用了大功率、大容量的蓄電池；而傳感器的工作電源則采用了小巧輕便的干電池。第四章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)小車智能運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在，相當(dāng)于人類大腦思維活動(dòng)，

38、通過(guò)軟件設(shè)計(jì)可將各個(gè)變化信號(hào)數(shù)據(jù)有效的結(jié)合處理，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作反應(yīng)。在小車運(yùn)行的控制過(guò)程中，我們采用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)小車樣本訓(xùn)練。4.1 軟件設(shè)計(jì)框圖 本系統(tǒng)過(guò)遙控啟動(dòng)后，小車一直處于自動(dòng)尋跡和尋找障礙信號(hào)的狀態(tài)中，當(dāng)避障信號(hào)和遙控信號(hào)任一信號(hào)給單片機(jī)收集到后都轉(zhuǎn)入相應(yīng)的狀態(tài)停止和遙控方向行駛。另外中斷控制程序語(yǔ)音控制則是實(shí)現(xiàn)當(dāng)外部有一定強(qiáng)度的信號(hào)進(jìn)入控制核心就對(duì)整個(gè)小車實(shí)現(xiàn)狀態(tài)停止等待功能，其主程序流程如下。開(kāi)始檢測(cè)黑線？啟動(dòng)電機(jī)左/右轉(zhuǎn)繼續(xù)前進(jìn)Y N 停止4.2模糊控制算法4.2.1 模糊理論的發(fā)展20世紀(jì)60年代，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)著名教授扎德發(fā)表了一篇關(guān)于模糊集合的論文，由此提出了模

39、糊理論。四十多年來(lái)，在模糊理論算法、模糊推理、工業(yè)控制應(yīng)用，以與穩(wěn)定性理論研究方面，都有不少研究論文發(fā)表。80年代后，自動(dòng)控制系統(tǒng)隨著被控對(duì)象的復(fù)雜化，它不僅表現(xiàn)在控制系統(tǒng)具有多輸入、多輸出的強(qiáng)偶合性、參數(shù)時(shí)變性和嚴(yán)重的非線性等特性，更突出的是從系統(tǒng)對(duì)象所能獲取的知識(shí)信息量相對(duì)的減少，以與與此相反的對(duì)控制性能的要求卻日益高度化。如今，對(duì)模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模糊推理算法，以與模糊控制穩(wěn)定性等問(wèn)題的研究成果已進(jìn)入實(shí)用化時(shí)期，其成果應(yīng)用主要集中于工業(yè)窯爐方面，如退火爐，電弧冶煉爐，水泥爐與造紙機(jī)的控制等。4.2.2 模糊控制算法原理模糊控制的關(guān)鍵和核心是模糊控制規(guī)則，即用人的自然語(yǔ)言對(duì)操作者的手動(dòng)控

40、制策略加以描述，得到一些不精確的、定性的、判定的規(guī)則，這些規(guī)則就是模糊控制技術(shù)中的模糊控制規(guī)則。這些模糊控制規(guī)則的來(lái)源是根據(jù)操作者對(duì)被控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)性的認(rèn)識(shí)、表達(dá)和對(duì)被控對(duì)象的控制經(jīng)驗(yàn)，從這些抽出輸入和輸出關(guān)系，加以描述，實(shí)質(zhì)上就是被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。在實(shí)際應(yīng)用中，特別是人工操作控制，并不需要建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。為了模擬人工控制過(guò)程，對(duì)人工控制操縱的經(jīng)驗(yàn)和策略進(jìn)行歸納、總結(jié)，建立一系列的模糊控制規(guī)則，將這些規(guī)則進(jìn)行一定的處理便產(chǎn)生相應(yīng)的模糊控制算法，利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些模糊語(yǔ)句，此時(shí)就構(gòu)成了一個(gè)模糊控制器，而其中的模糊控制算法則描述了控制器的行為特征。對(duì)于模糊控制規(guī)則的建立方法很多，主要有

41、：以專家知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)建立模糊控制規(guī)則；以熟練操作者的手動(dòng)操作策略、經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)建立模糊控制規(guī)則，根據(jù)被控對(duì)象的模糊模型建立模糊控制規(guī)則以與根據(jù)學(xué)習(xí)算法建立模糊控制規(guī)則等。模糊控制的控制過(guò)程，如果由人來(lái)實(shí)現(xiàn)，都是按照這樣的一個(gè)順序進(jìn)行的：感覺(jué)器官的觀測(cè)（獲取信息）人腦的思維、判斷（存儲(chǔ)和處理信息）手動(dòng)的調(diào)整（信息的實(shí)施）。4.2.3 智能小車中的模糊控制算法本設(shè)計(jì)的模糊控制規(guī)則的建立方法是：智能小車通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)建立模糊控制規(guī)則。其主要控制過(guò)程為：尋跡與避障的紅外發(fā)射裝置發(fā)送信息，由收裝置接收，接收裝置相當(dāng)于人的感覺(jué)器官獲取信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)相當(dāng)于人的大腦，可以存儲(chǔ)和處理信息，

42、通過(guò)訓(xùn)練樣本庫(kù)，測(cè)試出小車尋跡最佳偏轉(zhuǎn)角度，最佳避障距離等，包括其他的遙控信號(hào)、語(yǔ)音信號(hào)等，從而命令智能小車執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成智能行駛。4.3尋跡相關(guān)程序#include /包含51單片機(jī)相關(guān)的頭文件sbit LeftLed=P20; /定義前方左側(cè)指示燈端口sbit RightLed=P07; /定義前方右側(cè)指示燈端口sbit LeftIR=P35; /定義前方左側(cè)紅外探頭端口sbit RightIR=P36; /定義前方右側(cè)紅外探頭端口sbit FontIR=P37; /定義前方正前方紅外探頭端口sbit M1A=P00; /定義左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)A端sbit M1B=P01; /定義左側(cè)電機(jī)

43、驅(qū)動(dòng)B端sbit M2A=P02; /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)A端sbit M2B=P03; /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)B端sbit B1=P04; /定義語(yǔ)音識(shí)識(shí)別傳感器端口sbit SB1=P06; /定義蜂鳴器端口#define RunShow P1 /定義數(shù)據(jù)顯示端口void Delay() /定義機(jī)器人調(diào)轉(zhuǎn)子時(shí)間子程序 unsigned int DelayTime=50000; /定義機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)間變量 while(DelayTime-); /機(jī)器人轉(zhuǎn)彎循環(huán) SB1=!SB1; /蜂鳴器閃響 return;void ControlCar(unsigned char ConType) /定義電機(jī)控制子

44、程序 M1A=0; /將M1電機(jī)A端初始化為0 M1B=0; /將M1電機(jī)B端初始化為0 M2A=0; /將M2電機(jī)A端初始化為0M2B=0; /將M2電機(jī)B端初始化為0 switch(ConType) /判斷用戶設(shè)定電機(jī)形式 case 1: /前進(jìn) /判斷用戶是否選擇形式1 M1A=1; /M1電機(jī)正轉(zhuǎn) M2A=1; /M2電機(jī)正轉(zhuǎn) break; case 2: /后退 /判斷用戶是否選擇形式2 M1B=1; /M1電機(jī)反轉(zhuǎn) M2B=1; /M2電機(jī)反轉(zhuǎn) break; case 3: /左轉(zhuǎn) /判斷用戶是否選擇形式3 M2A=1; /M2電機(jī)正轉(zhuǎn)break; case 4: /右轉(zhuǎn) /判斷用

45、戶是否選擇形式4 M1A=1; /M1電機(jī)正轉(zhuǎn) /M2電機(jī)反轉(zhuǎn)break; case 8: /停止 /判斷用戶是否選擇形式8 break; /退出當(dāng)前選擇 void main() /主程序入口 bit RunFlag=0; /定義小車運(yùn)行標(biāo)志位 RunShow=0; /初始化顯示狀態(tài) ControlCar(1); /初始化小車運(yùn)行狀態(tài) while(1) /程序主循環(huán) Start: LeftLed=LeftIR; /前方左側(cè)指示燈指示出前方左側(cè)紅外探頭狀態(tài) RightLed=RightIR; /前方右側(cè)指示燈指示出前方右側(cè)紅外探頭狀態(tài) if(LeftIR=0) /左側(cè)紅外探頭沒(méi)有接收到白色道路信

46、號(hào) ControlCar(4); /左側(cè)沒(méi)有信號(hào)時(shí)，開(kāi)始向右轉(zhuǎn)一定的角度 Delay(); /修改這里進(jìn)行轉(zhuǎn)彎角度的調(diào)整 Delay(); /同上 Delay(); goto NextRun; if(RightIR=0) ControlCar(3); /右側(cè)沒(méi)有信號(hào)時(shí),開(kāi)始向左轉(zhuǎn)一定的角度 Delay(); /修改這里進(jìn)行轉(zhuǎn)彎角度的調(diào)整 Delay(); /同上 Delay(); goto NextRun; goto Start; NextRun: ControlCar(1); 第五章 制作安裝與調(diào)試5.1 使用的儀器儀表與軟件數(shù)字萬(wàn)用表 DT9203單片機(jī)仿真器 WAVE6000示波器 DF

47、1641D畫圖制板軟件 PROTEL DXP編譯軟件 keil C51電烙鐵 TLW-305.2 系統(tǒng)制作根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的制作主要是硬件制作，包括三個(gè)部分：面板上的調(diào)試，PCB電路板的制作，各元器件的焊接和模塊的連接。面板上的調(diào)試是保證系統(tǒng)功能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，在各個(gè)模塊都能產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)后可以根據(jù)電路圖制作集成PCB電路板，使系統(tǒng)電路美觀而且更能保證穩(wěn)定性，最后通過(guò)焊接元器件，實(shí)現(xiàn)有效功能后連接到小車平臺(tái)上，形成完美整體。其中制作集成PCB電路板過(guò)程最為復(fù)雜，在面板上的調(diào)試過(guò)程完成后根據(jù)已有的電路，將其通過(guò)電路畫圖軟件得到原理圖并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化生成PCB圖。在得到PCB電路圖后，通過(guò)1：

48、1比例打印到熱轉(zhuǎn)印紙，熱轉(zhuǎn)印紙轉(zhuǎn)印到已經(jīng)截好的銅板上，放進(jìn)三氯化鐵溶液中腐蝕得到成型電路板，最后根據(jù)板上的焊盤進(jìn)行鉆孔，完成PCB電路板制作。5.3系統(tǒng)調(diào)試本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法，所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊的調(diào)試、紅外對(duì)管尋跡模塊的調(diào)試、紅外線避障模塊的調(diào)試以與電機(jī)控制模塊調(diào)試，最后將各模塊組合后結(jié)合軟件進(jìn)行整體測(cè)試。5.3.1硬件調(diào)試對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn)指定的功能。小車運(yùn)行次數(shù)成功循跡次數(shù)112233445.3.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試采用單片機(jī)仿真器WAVE6000與微機(jī)，

49、將編好的程序進(jìn)行調(diào)試，主要是檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤并確認(rèn)硬件完整無(wú)誤。由于本系統(tǒng)是分模塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的，所以調(diào)試時(shí)先分模塊進(jìn)行調(diào)試。如小車紅外線尋跡程序，在調(diào)試時(shí)將它放在一個(gè)子程序里單獨(dú)測(cè)試，看其是否能夠完成預(yù)定的功能，如能，測(cè)試通過(guò)，否則，修改并反復(fù)測(cè)試直到通過(guò)5.3.3 聯(lián)合調(diào)試各模塊都調(diào)試通過(guò)之后，將各個(gè)模塊連接起來(lái)與硬件結(jié)合進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。在進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試時(shí)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，不斷的來(lái)修改參數(shù)來(lái)完善結(jié)果。使程序按照要求設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行。設(shè)計(jì)總結(jié)在老師的指導(dǎo)和本組成員的共同努力下，完成了本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)出了功能樣機(jī)，經(jīng)測(cè)試其功能已達(dá)到了本課題的要求，完全符合本課題的各項(xiàng)指標(biāo)。歷時(shí)幾個(gè)月的設(shè)計(jì)的過(guò)程中

50、，從查閱資料到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的程序流程圖，從原理圖到印制板的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的硬件/軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試，到系統(tǒng)的最后焊接和功能樣機(jī)的安裝，在每一步中我都學(xué)到了許多以往在書本上無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，一個(gè)完整的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與我們平時(shí)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)有著很大的不同，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)只是單一地實(shí)現(xiàn)某一種功能或兩種，而一個(gè)完整的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)則需要多方考慮各種因素實(shí)現(xiàn)眾多功能。包括如何開(kāi)發(fā)出一個(gè)完整的系統(tǒng)、系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試過(guò)程中如何發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題以與在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性等。這些寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將為我以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們碰到過(guò)困難和挫折，但是在夏巍老師的精心指導(dǎo)和全組成員的共同努力下，終于使本設(shè)計(jì)獲得了成功，這其中的苦與樂(lè)將會(huì)成為永遠(yuǎn)美好的回憶。在此特別感指導(dǎo)教師夏老師，在設(shè)計(jì)過(guò)