【正文】 附著性。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。 根據(jù)題目的 要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶車 位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù) 控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)對(duì) 履帶車 的智能控制。 08S2 是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。紅外傳感器比光電傳感器的探測距離要大很多。 如：當(dāng)左側(cè)紅外傳感器檢測到障礙，向單片機(jī)發(fā)送低電平信號(hào)，單片機(jī)執(zhí)行避障程序 [2]。同時(shí)， CPLD 的處理速度非常快，而小車的行進(jìn)速度不可能太高，那么對(duì)系統(tǒng)處理信息的要求也就不會(huì)太高，在這一點(diǎn)上，MCU就已經(jīng)可以勝任了。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢 —— 控制簡單、方便、快捷。根據(jù)這些分析 ,我選定了 STC12C5A08S2 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的主控裝置， 該款單片在實(shí)驗(yàn)課程中多次使用，性能穩(wěn)定。 圖 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 穩(wěn)壓電源模塊 主控模塊 驅(qū)動(dòng)模塊 傳感器信號(hào)模塊 LED 顯示模塊 減速電機(jī) 4 第三章 履帶車電路設(shè)計(jì) 主控電路設(shè)計(jì) 主控電路主要包括兩部分：單片機(jī)最小系統(tǒng)和復(fù)位電路。 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 復(fù)位電路 該模塊用于單片機(jī) 的復(fù)位以及外部中斷時(shí)使用。驅(qū)動(dòng)模塊可直接用 的高容量電池直接供電，這種電池經(jīng)過測試實(shí)際電壓一般在 8V 左右，能個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊提供充足電量。 接上 J3 和 J5 跳帽能給驅(qū)動(dòng)電路供電。 圖 數(shù)碼管顯示電路 從上面電路圖我們能看出數(shù)碼管 7 段碼輸入直接由單片機(jī)輸出，而 4 位碼的控制沒有直接由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而是由 4 個(gè)三極管作為開關(guān)控制選片，當(dāng)單片機(jī) P20 到 P23輸出高電平時(shí)三極管導(dǎo)通，位碼管教接地導(dǎo)通 ，輸出低電平時(shí)三極管高阻態(tài)，相應(yīng)的數(shù)碼管也不會(huì)被點(diǎn)亮。 圖 H橋式電路 用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。 表 1 L298N 輸入輸出關(guān)系 ENA IN1 IN2 電機(jī)運(yùn)行情況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H IN2 IN1 快速停止 L X X 停止 9 驅(qū)動(dòng) 電路 設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示 ，驅(qū)動(dòng)電路 IN1 到 IN4 依次接單片機(jī) P1_0 到 P1_3 端口，IN1和 IN2 控制電機(jī) 1， IN3 和 IN4 控制電機(jī) 2。 續(xù)流二極管經(jīng)常和儲(chǔ)能元件一起使用，防止電壓電流突變，提供通路，續(xù)流二極管不是一個(gè)實(shí)質(zhì)的元件，而是在電路中起到續(xù)流作用。 10 循跡電路設(shè)計(jì) 傳感器是智能車的“眼睛”，它能給我提供智能車的周圍的信 息，在本次設(shè)計(jì)中采用兩種傳感器：循跡傳感器和避障傳感器。 內(nèi)部有四個(gè)運(yùn)算放大器，有相位補(bǔ)償電路。 圖 LM324內(nèi)部電路 在黑線檢測電路中用來確定紅外接收信號(hào)電平的高低，以電平高低判定黑線有無。 圖 循跡電路圖 本次設(shè)計(jì)采用 3路循跡模塊，依次排在小車前方，左中右 3路接單片機(jī) P1_4到 P1_6。實(shí)物圖如 所示 。 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊 設(shè)計(jì) 由于單片機(jī)輸出電流較小不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，這里借助 S9013 PNP 型三極管放大電路驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，三極管 Q起開關(guān)作用，其基極的高電平使三極管飽和導(dǎo)通，集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)聲；而基極低電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。否則，在蜂鳴器兩端會(huì)產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管 [11]。該底盤 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)， 從圖 在直流電機(jī)和輪車軸之間加裝了減速齒輪 ，這樣不僅使電機(jī)的符合減輕，也符合我的設(shè)計(jì)需要 。對(duì)于 本系統(tǒng)， 行駛方案和 軟件 控制 更為重要。 本系統(tǒng)中我采用了 5 個(gè)傳感器， 3 路循跡傳感器， 2 路避障傳感器 。 在經(jīng)過了方向調(diào)整后， 如果中間傳感器探測黑線，左右沒有探測到黑線 小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測黑線重復(fù)上述動(dòng)作 ，履帶 車控制如表 3所示 [12]。 void ww()//循跡 { if(P14==0amp。P16==1)//右轉(zhuǎn) {P10=1。P17=0。amp。P13=0。P15==1amp。P12=0。amp。P11=1。} else if(P14==1amp。P16==1) //中尋黑前進(jìn) {P10=1。P17=0。amp。P13=1。 P12=0。 18 避障方案 如圖 所示，經(jīng)過試驗(yàn)測試，本設(shè)計(jì)使用的紅外傳感器的探測夾角較小，當(dāng)小車與障礙物平行行駛，或者與障礙物的夾角過小時(shí)，小車將識(shí)別不到障礙，導(dǎo)致小車一側(cè)于障礙物解除碰撞。單片機(jī)通過傳感器控制驅(qū)動(dòng)電路運(yùn)行方法如表 4 所示。所以各個(gè)步驟我們需要設(shè)定他們的執(zhí)行時(shí)間，比如避障時(shí)履帶車會(huì)倒退，那么我們需要設(shè)定它倒退的時(shí)間。P12=1?？梢愿淖兝ㄌ?hào)內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行調(diào)試，使小車倒退行駛我們需要的距離。mm=1。P12=1。 delay(5000)。 xianshi(f)。P13=0。 P17=0。 } } 以下是避障第二步程序，當(dāng)小車執(zhí)行完后退動(dòng)作后，將執(zhí)行相應(yīng)的左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)，在以下程序中我們也能看到使用軟件延時(shí) delay(5000),使小車轉(zhuǎn)向合適的角度，這里使用的是履帶車原地轉(zhuǎn)向，比如右側(cè)正轉(zhuǎn)左側(cè)反轉(zhuǎn)。P13=0。P12=0。在設(shè)計(jì)中模仿自然規(guī)律，進(jìn)行多學(xué)科融合，這樣設(shè)計(jì)的東西在使用的時(shí)候才會(huì)更穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的。f=0。/檢測障礙 while (m) {if(m==1) //進(jìn)入避障 { f++。k()。ff()。y++) {delay(100)。y++) {delay(100)。 } } 24 第五章 制作與調(diào)試 PCB 設(shè)計(jì)與制作 本次履帶車設(shè)計(jì)主控電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成，所采用的單片機(jī)為 51 內(nèi)核單片機(jī)，電路板使用上在可以直接采用 學(xué)校 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 板，該板由湖北汽車工業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室制作。 履帶車的安裝調(diào)試 該 PCB 板四角有螺柱孔，用四根螺柱安裝在小車前方，與傳感器靠近，減少傳感器傳送距離。 圖 履帶車 履帶車總體調(diào)試運(yùn)行 將所有部件全部組裝成功后，燒寫好程序放在預(yù)定軌道上行駛，反復(fù)幾次后發(fā)現(xiàn)小車循跡避障個(gè)模塊功能變?nèi)?，探測距離變短 ，導(dǎo)致偏離跑道，最后出現(xiàn)小車行駛斷斷續(xù)續(xù)。但小車在直角彎時(shí)候，有時(shí)轉(zhuǎn)向不足，有待提高，現(xiàn)實(shí)精確控制 ， 表 6 為 實(shí)際小車運(yùn)行情況。而 80C51 為我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過的單片機(jī)，從而確定整個(gè)設(shè)計(jì)圍繞單片控制來做，為減少硬件設(shè)計(jì)帶來的問題，采用課程試驗(yàn)單片機(jī) STC12C5A08S2，該單片功能強(qiáng)大完全滿足本次 設(shè)計(jì)需要。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)分別控制左右電機(jī)，解決轉(zhuǎn)彎時(shí)單片機(jī)控制小車左右不同轉(zhuǎn)向的問題 。 需要通過跟精準(zhǔn)的控制完全實(shí)現(xiàn)，在以后設(shè)計(jì)還有很大提升空間。 程序的編寫采用了 C語言，使用 Keil 軟件進(jìn)行調(diào)試。 27 結(jié)束語 從開始與指導(dǎo)老師協(xié)商選定課題到整個(gè)課題思路的設(shè)計(jì)對(duì)于我來說是個(gè)巨大的項(xiàng)目， 本設(shè)計(jì)持續(xù) 3 個(gè)月， 從對(duì)智能車一竅不通到最后圓滿完成設(shè)計(jì)效果，感覺到自己有極大的提高 。雖然最后得到解決，但這個(gè)排障的過程讓我收獲不少。經(jīng)過自己不斷的搜索努力以及 老師 和校外指導(dǎo)老師羅五四 的耐心指導(dǎo)和曹智同學(xué)的幫助下，本設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不 斷完善。SHI Shuming。//控制右電機(jī) sbit P13=P1^3。 //尋跡右 sbit P17=P1^7。 sbit bw=P2^1。 //右紅外傳感器 sbit hh=P3^5。 uint a[3]。 // 避障右轉(zhuǎn) 31 void delay(uchar num)。 // unsigned char code LEDMAP[] = { /* 八段管顯示碼 */ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}。 while(1) { xianshi(f)。y50。y50。 for(y=0。 } for(y=0。 } } } ww()。 delay(1000)。i) for (j=110。 m=1。 P11=1。 delay(5000)。 } else if(hh==0) { P17=1。 P10=0。 delay(1000)。 P17=0。 } } void ff() { P10=1。 delay(5000)。 P13=1。P15==1amp。 P12=0。amp。 P11=0。 } else if(P14==1amp。P16==0) { P10=0。 P17=0。amp。 P13=1。P15==0amp。 P12=0。amp。 P11=0。} else // { P10=1。 } } void tiqu(uchar e) // { 37 a[3]=e/1000。 } void xianshi(uchar e) //顯示時(shí)間 { uint s。 P0=LEDMAP[s]。 //百位 bw=0。 s=e%100/10。 sw=1。 delay(10)。A（萬kWh）shg1Pshg1PshfPb b39。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 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