【正文】 表 幾種調(diào)速方式的比較串電阻調(diào)速系統(tǒng) 靜止可控整流器 脈寬調(diào)速系統(tǒng)開關(guān)特性 低 低 高調(diào)速精度 低 較低 高開發(fā)難易 易 難 易模塊成本 高 較低 低PWM 調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá) 1：10000 左右。方案：根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)要求和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計(jì)選用了方案三。即便提高發(fā)光管亮度也難以抵抗外界光的干擾。在基本不影響效果的前提下，為了簡便起見，我選用了方案二。方案二：紅外式探測采用紅外式發(fā)射、檢測一體化模塊。表 幾種傳感器的比較超聲波探測 紅外式探測檢測范圍(M) 環(huán)境要求 高 低檢測精度 高 低江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 9 頁 共 55 頁開發(fā)難易 難 易模塊成本 高 低方案：通過綜合考慮，我最終選擇了兩個(gè)方案合用，即將超聲波模塊安裝在小車車尾實(shí)現(xiàn)小車倒車壁障，在小車的兩側(cè)安裝光電檢測器來實(shí)現(xiàn)前行壁障。但存在一些不足，如：四輪驅(qū)動式的車子更加耗電，而且車體比一般的 2 輪驅(qū)動式的車體重。每個(gè)器件的安裝位置如圖 所示。從圖中可以看出，底板的中間部分是應(yīng)力最集中的一塊，也是最危險(xiǎn)的一塊，如果車體的振動頻率過快，底板很可能會從中間層開始斷裂，所以要對底板經(jīng)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小底板的長度或者加大底板的厚度。表 機(jī)械零部件表格 整體裝配圖圖 整車裝配圖圖 整車材料明細(xì)圖整體車體由車盤，輪子，電機(jī)，電機(jī)支架，測速碼盤，托板組成。第四章 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如 ROM﹑RAM﹑I/O 口﹑定時(shí)/ 記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能不能滿足應(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。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)存儲器、程序存儲器、并行 I/O 口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、PWM 發(fā)生器、內(nèi)置看門狗、內(nèi)置 8 路高速 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換、獨(dú)特波特率發(fā)生器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器等。 電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)EN11I2OUT13GND45OUT26IN7VC28 EN29I310OUTGND123OUT414IN5VC5v16U3L293D 1KR312J312J2 12J512J4VC1KRL293D_INGNDL293D_EN1L293D_EN2L293D_IN2VC_Motr L293D_IN4L293D_IN3圖 電機(jī)驅(qū)動電路圖本設(shè)計(jì)采用 L293D 芯片，L293 是 ST 公司生產(chǎn)的一種高電壓、小電流電機(jī)驅(qū)動芯片。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H 橋電路保證了江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 15 頁 共 55 頁可以簡單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很高，是一種廣泛采用的調(diào)速技術(shù)。表 L293D真值表IN1 IN2 IN3 IN4 右電機(jī) 左電機(jī) 1 0 1 0 正 正 1 0 0 1 正 反 0 1 1 0 反 正 0 1 0 1 反 反 0 0 0 0 當(dāng) INININ3 和 IN4 分別為 1010 時(shí)，TT4 、T5 和 T8 導(dǎo)通，左電機(jī)和右電機(jī)正轉(zhuǎn)； 示例程序 1：void Forward(unsigned char Speed_Right,unsigned char Speed_Left)//前進(jìn)江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 16 頁 共 55 頁{ L293D_IN1=1。 PWM_Set(255Speed_Right,255Speed_Left)。一個(gè)輸入信號是鋸齒波調(diào)制信號，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。而本次設(shè)計(jì)中采用的是 MCU 自帶的 PWM 脈沖發(fā)生器，stc12c5a60s2 有內(nèi)置的一個(gè)計(jì)數(shù)器和比較寄存器 CCAPnL 和 CL，CCAPnL 用來存放一個(gè) 0255 之間的一個(gè)數(shù)據(jù)，CL 是一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng) CL 的值小于 CCAPnL 時(shí)，PWM 引腳輸出低電平脈沖，當(dāng) CL 的值大于 CCAPnL 時(shí)，PWM引腳輸出高電平脈沖示例程序 2：void PWM_Set(unsigned char PWM0_DATA,unsigned char PWM1_DATA){CCAP0L=PWM0_DATA。}江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 17 頁 共 55 頁 顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用 LCD1602 字符型液晶屏為下位機(jī)顯示設(shè)備，在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般輸出方式有：發(fā)光管、LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示，這樣即可以顯示出圖形。表 LCD引腳定義江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 18 頁 共 55 頁符號 引腳說明 符號 引腳說明VSS 電源地 D2 Data I/OVDD 電源正極 D3 Data I/OVL 液晶顯示偏壓信號 D4 Data I/ORS 數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L） D5 Data I/OR/W 讀/寫選擇端（H/L） D6 Data I/OE 使能信號 D7 Data I/OD0 Data I/O BLA 背光源正極D1 Data I/O BLK 背光源負(fù)極示例程序：//****************寫數(shù)據(jù)************************//void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM) {ReadStatusLCM()。LCM_RW = 0。 LCM_E = 0。 }江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 19 頁 共 55 頁 藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)藍(lán)牙模塊主要是為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，本設(shè)計(jì)是通過藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的無線通訊功能，所以本質(zhì)上使用的是單片機(jī)串口通信。信息只能單向傳送為單工；信息能雙向傳送但不能同時(shí)雙向傳送稱為半雙工；信息能夠同時(shí)雙向傳送則稱為全雙工。通過發(fā)送 AT 指令來控制智能車的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎。 5V 和 兩種接口。，開闊地 40 米。，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和智能手機(jī)之間的無線串口通訊。表 電池電源VCC MCU 電源VCC_Motor 電機(jī)驅(qū)動芯片電源BLU_VCC 藍(lán)牙通訊模塊電源在電源電路設(shè)計(jì)中采用的 AMS1117 穩(wěn)壓芯片有可調(diào)版與多種固定電壓版，設(shè)計(jì)用于提供 1A 輸出電流且工作壓差可低至 1V。本設(shè)計(jì)中是利用 AMS1117 將電池的 電壓轉(zhuǎn)換為 5V 電壓供給單片機(jī)和外圍的傳感器江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 22 頁 共 55 頁設(shè)備。將設(shè)計(jì)好的 PCB 文件發(fā)給廠家進(jìn)行生產(chǎn)制作，這就是整個(gè)電路板的制作過程。② 焊盤（PAD）在本設(shè)計(jì)中焊盤（PAD）與過渡孔（VIA）的設(shè)計(jì)規(guī)則是：插腳式電阻、電容和集成電路等，采用盤/孔尺寸 /（63mil/32mil） ；插座、插針和二極管等，采江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 23 頁 共 55 頁用 （71mil/39mil） 。焊接板子之前先準(zhǔn)備好恒溫焊臺、熱風(fēng)槍、吸錫絲、焊錫絲、助焊劑、鑷子等工具。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)基本類型。所謂“模塊” ，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。串口通訊的初始化主要是對 SCON、TCON、TMOD、IE 幾個(gè)寄存器的設(shè)置；SCON SM0 SM1 SM2 SM3 REN TB8 RB8 TI RI 串行口控制寄存器TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TMODGATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置寄存器IE EX0 ET0 EX1 ET1 ES ET2 EA中斷允許控制寄存器 示例程序 1：void Send_Char(unsigned char DATA){ ES=0。//數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后 ,T1 會置 1 TI=0。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 28 頁 共 55 頁 藍(lán)牙模塊參數(shù)設(shè)置通過串口通訊軟件和 AT 指令對藍(lán)牙主從模塊參數(shù)經(jīng)行設(shè)置，先上電，然后手動按下 AT Mode 按鈕，進(jìn)入后 Status 燈慢閃。2：回環(huán)：被動連接，接收遠(yuǎn)程藍(lán)牙主設(shè)備數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)原樣返回給遠(yuǎn)程藍(lán)牙主設(shè)備。 超聲波測距程序設(shè)計(jì)開始初始化延時(shí) 1 0 0 m s啟動超聲波模塊檢測物體距離是否超出范圍將距離值轉(zhuǎn)換為字符串送至上位機(jī)顯示ＮＹ顯示超出范圍圖 超聲波測距流程圖程序見附錄 B采用單片機(jī) IO 口觸發(fā)模塊 trig（控制端） ，給至少 10us 的高電平信號。試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S))/2?？傊畬鞲衅鞯臋z測范圍調(diào)在 2030CM 以內(nèi)。直至前方?jīng)]有障礙物，這時(shí)小車恢復(fù)直走。直至右邊沒有障礙物，這時(shí)小車恢復(fù)直走。amp。 if(L_flag==150) { L_flag=0。 Delay1ms(500)。 Delay1ms(400)。 Right_InSen==1）時(shí)，就是指左邊傳感器檢測到物體，那這時(shí)小車就執(zhí)行右轉(zhuǎn)指令。在調(diào)試時(shí)，小車發(fā)生沒有發(fā)生誤判斷動作， 循跡功能調(diào)試及分析循跡功能中使用的是紅外傳感器，在調(diào)節(jié)傳感器時(shí)，始終保持紅外檢測距離在20CM 以內(nèi)。 Right_InSen==0)Forward(Forward_R_DATA,Forward_L_DATA)。Turn_Right(150,170)。Turn_Left(170,150)。程序中 Left_InSen 和 Right_InSen 是左右紅外傳感器的狀態(tài)標(biāo)志位。 TH0=0。//小車距離障礙物的距離}程序中，time 變量是用來計(jì)算超聲波從發(fā)射到接收總共用了多長的時(shí)間。 disbuff[2]=S/100%10。 小車速度精度調(diào)試及分析測試小車的測速精度，本設(shè)計(jì)是通過透光式紅外傳感器測量整車速度，在不同的路程內(nèi)，用秒表測出小車的行駛時(shí)間，再用路程/時(shí)間得出實(shí)際的車速。（2）在藍(lán)牙無線遙控過程中有顯示亂碼的現(xiàn)象解決方法：用十六進(jìn)制編輯軟件 HexEdit 打開 ，將 80FBFD 改為 80FBFF。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 36 頁 共 55 頁 總結(jié)隨著時(shí)間的流逝，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲。當(dāng)然成本也是很高的。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 37 頁 共 55 頁致謝歷時(shí)一個(gè)月的設(shè)計(jì)過程中，我首先邊查資料，邊在焊接小車的線路板。通過這樣的設(shè)計(jì)，提高了我的動手能力。經(jīng)過自己不斷的搜索努力以及李老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。雖然在這次設(shè)計(jì)中對于知識的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 38 頁 共 55 頁參考文獻(xiàn)1 何立民,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M],92 京：航天航空大學(xué)出版社， 44～572 李廣弟,單片機(jī)基礎(chǔ)[M], 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2022 年3 何希才,新型實(shí)用電子電路 400 例[M],電子工業(yè)出版社 ,2022 年4 趙負(fù)圖,傳感器集成電路手冊,第一版[M],化學(xué)工業(yè)出版社 ,2022 年5 張毅剛,彭喜元,新編 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì),第一版[M],哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2022年,24～27,410～4166 馬長芳，資麗芳，通信原理[M]，北京：科學(xué)出版社，2022 年7 陳萬壽，通信電源系統(tǒng)[M]，北京：人民郵電出版社，2022 年 11 月8 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