【正文】 1 注：小車轉(zhuǎn)向 模塊的電路與驅(qū)動(dòng)模塊電路相同 電源模塊 采用 9V 蓄電池為 直流電機(jī) 供電 ，將 9V 電壓降壓、穩(wěn)壓到 5V，為外圍芯片供電。 我們利用 LM7805 芯片將 9V 的鋰電池降壓到 5V，由 5V 電壓來(lái)給單片機(jī) 和其它控制模塊 供電 。 具體電路圖如下 D S 1 IN 1 2 O U T 3 GND V R 2 L M 7 8 0 5 C T 100pF C _ P 6 C a p P o l 2 100pF C _ P 7 C a p P o l 2 100pF C _ P 5 C a p 100pF C _ P 8 C a p + 5 V V C C 圖 2 距離檢測(cè)模塊 距離檢測(cè)模塊是采用 霍爾元件進(jìn)行感應(yīng)檢測(cè)，這樣可以很好提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，檢測(cè)原 第 5頁(yè) 理是利用計(jì)數(shù)器中斷 1，計(jì)算小車車輪的直徑，在小車的車輪 上裝上一個(gè)小鐵片，當(dāng)霍爾元件檢測(cè)到一次低電平，計(jì)數(shù)器中斷加一， 達(dá)到預(yù)先設(shè)置的數(shù)值時(shí)，顯示距離，這是一種最為簡(jiǎn)單， 實(shí)用的方法，算法少，占用單片機(jī)運(yùn)行時(shí)間短，可以更好的使單片機(jī)一直工作在主程序循跡程序中 。 具體硬件原理圖如下： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 9 J un 20 09 S he e t o f F i l e : d: \我的文檔 \桌面 \ c a r 00 1. dd b D r a w n B y : B L J S B 4 5 Z / B I ZR110K+5LC 圖 4 顯示模塊 顯示部分有兩部分組成，一部分由六個(gè)發(fā)光二極管組成以指示各部分工作狀態(tài)， 單片機(jī)開(kāi)始工作時(shí) D1 燈亮，小車在行走過(guò)程中，左轉(zhuǎn)時(shí) D D3 亮，右轉(zhuǎn)時(shí) D D5 亮，停止時(shí)D6 點(diǎn)亮 。電路原理圖如圖 5 所示。 另一部分由一個(gè)四位一體的共陽(yáng)數(shù)碼管組成顯示機(jī)車運(yùn)行的路程 ， 該部分的主要芯片為BC7281B，該芯片的驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，占用 I/O 口少，且不用單片機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，不需要譯碼，大大的節(jié)省了單片機(jī)有限的資源和顯示所占用的時(shí)間。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 9 J un 20 09 S he e t o f F i l e : d: \我的文檔 \桌面 \ c a r 00 1. dd b D r a w n B y :D2D3D4D5D6D1R1R2R3R5R6R4V C CV C CV C CV C CV C CV C CQ2Q3Q4Q5Q1 圖 5 第 6頁(yè) 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 9 J un 20 09 S he e t of F i l e : d: \ 我的文檔 \ 桌面 \ c a r 00 db D r a w n B y :DAT1C L K3K E Y /2R S T /4RC16D I G 713O S C O15D I G 612S C L K17D I G 511S D A T18D I G 410D I G 39D I G 28D I G 17D I G 06VCC14GND5J2B C 7 2 8 1A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U17 4 F 1 6 4ABCDEFGDPA1B1C1D1E1F1G11234J1C O N 4V CCCL KDATGNDDATCL KV CCGNDR2100R11 . 5 KC20 . 1 u FC120pV CCVCCQ19013Q29013Q39013Q49013V CCB0B1B2B3B0B1B2B3D P 1B0abfcgde117421105abcdefg3dpdp1H12abfcgdedpabfcgdedp2H93H8abfcgdedp4H6S E G4 B I T 7 S E G D I S PR3 120R4 120R7 120R8 120R5 120R9 120R 1 0 120R6 120A1B1C1D1E1F1G1D P 1 圖 6 紅外檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) 紅外檢測(cè)模塊主要是由 ST168 組成。 ST168 采用高發(fā)射功率紅外光電管 和高靈敏光電晶體 管 組 成 ， 其 測(cè) 試 距 離 為 510mm ， ST168 的 外 形 及 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 如 下 圖 ： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 9 J un 20 09 S he e t o f F i l e : d: \我的文檔 \桌面 \ c a r 00 1. dd b D r a w n B y :R 1 11 . 2 KR 1 2200KR 1 49 . 1 KR 1 59 . 1 KS T 1 6 8+545123116L M 3 1 9R 1 35 . 1 KT e xtZ 1 / Z 2 / Y 1 / Y 2 圖 7 紅外檢測(cè)模塊電路原理圖如上圖 所示 此電路的工作原 理 ：當(dāng) ST168 檢測(cè)到白線時(shí)，自身所發(fā)射的紅外光線被白色反射接收到，使得自身的 光電三極管導(dǎo)通，在 LM319 的 4 號(hào)引腳將檢測(cè)到低電平，低于 5 號(hào)引腳的比較電平 ，在 12 號(hào)引腳上將輸出低點(diǎn)平，相反，當(dāng)檢測(cè)到黑線時(shí)，自身所發(fā)出的紅外被黑色吸收，光電三極管截止， 4 號(hào)引腳為高電平， 12 號(hào)引腳輸出高電平，單片機(jī)根據(jù)這個(gè)開(kāi)關(guān)量做出反應(yīng)，來(lái)控制小車的左右轉(zhuǎn)向。 該檢測(cè) 系統(tǒng)共有四個(gè)這樣的模塊，分別為左一，左二，右一，右二，具體分配如下圖： 圖 8 第 7頁(yè) 左一，右一，作為循跡主要檢測(cè)部分，左二右二作為輔助檢測(cè)， 其控制原理如下： 當(dāng)檢測(cè)到左一，或者右一有高電平信號(hào)時(shí)，說(shuō)明小車已經(jīng)偏離了黑線，調(diào)整，但是由于 車速，小車自身反映時(shí)間或者彎道太大的 緣故，使得小車在還沒(méi)有調(diào)整過(guò)來(lái)之前，已經(jīng)超出了左一，或者右一得檢測(cè)范圍，這樣可以由左二右二做出補(bǔ)償調(diào)整，使得小車重新回到軌道上來(lái)。 主控系統(tǒng)電路 該系統(tǒng)由單片機(jī) AT89C52 實(shí)現(xiàn)。 AT89C52 的主要性能有：①與 MCS51 產(chǎn)品兼容；② 8KB的在線可重復(fù)編程快閃存儲(chǔ)器； ③ 寬工作電壓范圍為 ～ 6V；④ 256 8 位 SRAM；⑤ 15 條可編程 I/O 線；⑥ 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器；⑦全靜態(tài)工作方式： 0Hz～ 24Hz 等。 設(shè)計(jì)采用了 12M 晶 振， 5V 電源供電，把 P P P4 口作為普通 I/O 線用 ， P3 口為中斷等的接入口。另外， P0 口的驅(qū)動(dòng)能力最強(qiáng)，可用于直接驅(qū)動(dòng) LED 燈。輸入口都可以吸收 20mA的灌入電流，當(dāng)向端口寫(xiě)入電平“ 1”時(shí)，可作為輸出引腳。 主控系統(tǒng)電路主要承擔(dān)計(jì)時(shí)，數(shù)據(jù)采集和送出控制信號(hào)的功能，對(duì)目標(biāo)識(shí)別與控制起著核心作 用，各功能 通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。單片機(jī) AT89C52 主控電路圖如下圖 9 所示 : 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 9 J un 20 09 S he e t o f F i l e : d: \ 我的文檔 \ 桌面 \ c a r 00 1. dd b D r a w n B y :1 402 393 384 375 366 357 348 339 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21P 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7R S TR X DT X DI N T 0I N T 1T0T1WRRDX T A L 2X T A L 1GNDV C CP 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7EAA E LP S E NP 2. 7P 2. 6P 2. 5P 2. 4P 2. 3P 2. 2P 2. 1P 2. 0AT89C521234J1C233pFC333PY112 M H zX1 X2X2X1S1R1200R21KV C CC L KDAT R U N BR U N FTLTRQ1Q2Q3Q4Q5V C CV C CZ2Z1Y2Y1LC+ C122uF 圖 9 6 軟件設(shè)計(jì) 智能小車程序流程說(shuō)明 程序 主要通過(guò)程序主模塊 通過(guò)調(diào)用各個(gè)子模塊 來(lái)實(shí)現(xiàn)，主模塊的任務(wù)包括：對(duì) I/O 口的循環(huán)檢測(cè)，調(diào)用 相關(guān)子程序?qū)斎腠憫?yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理 。 由于 AT89C52 有三個(gè)定時(shí)器，在本設(shè)計(jì)中可將 T0 用于計(jì)數(shù)器和數(shù)碼管顯示距離的控制；將 T1 用于脈沖編碼調(diào)制（ PWM）和頻率的調(diào)節(jié)。兩個(gè)定時(shí)器 均采用中斷工作方式，且默認(rèn)其優(yōu)先級(jí)，即計(jì)數(shù)器的優(yōu)先級(jí)高于定時(shí)器 優(yōu)先級(jí)。 T1工作在定時(shí)方式模式 1中， T0工作再計(jì)數(shù)方式模式 2中。對(duì)工作模式寄存器（ TMOD），中斷允許控制（ IE）的設(shè)置如表 2 所示，程序的主流程圖如圖（ 10）所示 表 2 TMOD (89H) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 0 1 1 0 IE (A8H) EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 1 0 1 0 1 0 第 8頁(yè) 程序初始化， I/O 口檢測(cè)與調(diào)整，控制端和定時(shí)器的軟件設(shè)置清單如下： RUNF EQU RUNB EQU 。驅(qū)動(dòng)口設(shè)置 Y1 EQU Y2 EQU Z1 EQU Z2 EQU 。調(diào)整信號(hào) TL