【正文】 a control system of principal and subordinate. The munication between the two MCU is to adopt the serial port. Meanwhile, launch end join with insult male genital 61 sound recognition system that board make remotely, can finish the remote control function of the pronunciation, and it adopts the infrared sensor to measure the mileage。 sensor。 目前市場上已有很多種用超聲波傳感器制作的產(chǎn)品，在汽車電子領(lǐng)域，用超聲波傳感 器做的倒車?yán)走_(dá)可以提高汽車行駛的安全性。語音識別技術(shù)還有待于進(jìn)一步的發(fā)展。 手動控制功能 在手動控制模式下，可以控制小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止、漏粉、顯示時(shí)間、顯示里程，若在行駛過程中遇到障礙小車將自動停止，并發(fā)出聲光警告信號。記錄的路線可在重放路線模式下重放。 超聲避障功能 在手動模式、自動尋找光源模式、重放路線模式下超聲測障模塊始終工作。在重放過程中遇到障礙哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 或操作者按下“停止”鍵將結(jié)束本條路線的重放，等待選擇下一條需要重放的路線或選擇另外一種模式。操作者在使用聲控功能時(shí)有語音提示音，所以操作很簡便、快捷。 8051 單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 之一是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，并有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式。這 4 個(gè)接口特性上主要差別是 P0， P2 和 P3 都還有第二功能，而 P1 口只能用做 I/O 口。 時(shí)鐘電路 ROM RAM 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 CPU 并行接口 串行接口 中斷系統(tǒng) TXD RXD INT0 INT1 P0~P3 T0 T1 圖 8051 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 凌陽 SPCE061A 精簡開發(fā)板簡介 凌陽 61 板是采用凌陽 16 位單片機(jī)為核心的開發(fā)系統(tǒng)，具有 DSP處理功能和語音處理功能。 圖 SPCE061A 結(jié)構(gòu)框圖 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能模塊的劃分 按照設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)可以分為以下幾個(gè)基本功能模塊：遙控模塊、顯示模塊、前輪轉(zhuǎn)向模塊、后輪驅(qū)動模塊、超聲測距避障模塊、尋找光源模塊、記錄與重放路線模塊、里程檢測模塊等。所以可以考慮采用兩個(gè)單片機(jī)構(gòu)成主從式的結(jié)構(gòu)，各分擔(dān)一部分控制與 運(yùn)算功能，這樣兩個(gè)單片機(jī)可同時(shí)工作。因?yàn)閮蓚€(gè)單片機(jī)之間的距離很近，所以串行口可以工作在較高的波特率上， 可以讓串行口工作在方式 2，其特點(diǎn)是其波特率高，并且波特率可以直接從晶振 32 分頻、或 64 分頻而得到，不需要占用定時(shí)器資源。 軟件分層結(jié)構(gòu) 為了便于編程，將邏輯控制層和具體的硬件相分離開是很有必要 主控單片機(jī) 從 單片機(jī) 遙控接收 顯示模塊 里程檢測 路線記錄 漏粉控制 前輪轉(zhuǎn)向 超聲探測障礙 光源方向探測 后輪驅(qū)動 串行通信 遙控發(fā)射 語音識別 圖 系統(tǒng)原理框圖 按鍵 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 的。 WINDOWS、 LINUX等系統(tǒng)中也幾乎把所有的系統(tǒng)硬件進(jìn)行了抽象，這樣上層的軟件就不必關(guān)心硬件的細(xì)節(jié)，可以調(diào)用相應(yīng)的模塊提供的服務(wù)即可，這樣可把更多的精力放在高級功能的實(shí)現(xiàn)上。從這里得到啟發(fā)，可以用定時(shí)器每隔一定的時(shí)間中斷一次，在中斷處理函數(shù)中依次調(diào)用一次各個(gè)任務(wù)所對應(yīng)的函數(shù)，并且各個(gè)函數(shù)都邏輯控制層 硬件驅(qū)動層 硬件設(shè)備 置、取全局變量 圖 軟件分層結(jié)構(gòu)示意圖 操作硬件 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 能在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)返回，這樣在某段時(shí)間內(nèi)，各個(gè)任務(wù)所對應(yīng)的函數(shù)都能夠被執(zhí)行到，就好像多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行了。 本系統(tǒng)中軟件的多任務(wù)結(jié)構(gòu)如圖 所示： 可以說定時(shí)器中斷處理函數(shù)就是本設(shè)計(jì)中多任務(wù)的核心，即任務(wù)調(diào)度器。 //秒數(shù) 059 uchar t_min。 TL0=(65536TIME_OVERLOAD)%256。 if(++59) { 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 =0。(!(%52)))beep2()。 //每 32 毫秒調(diào)用一次里程檢測任務(wù) if(!(amp。 } 以上的這段程序代碼就是實(shí)現(xiàn)了任務(wù)的調(diào)度，和一般的多任務(wù)系統(tǒng)相比較有幾點(diǎn)不同： (1) 任務(wù)之間的切換是通過函數(shù)的調(diào)用與返回實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)以上的這幾個(gè)任務(wù)全調(diào)用一次之后將進(jìn)入主任務(wù)執(zhí)行，主任務(wù)即 main()函數(shù)所對應(yīng)的任務(wù)。 在主控單片機(jī)上有以下幾個(gè)任務(wù)： (1) 主任務(wù)： main()開始的任務(wù)，很多功能都要在該任務(wù)中完成； (2) 蜂鳴器發(fā)聲任務(wù)： beep2(),全局變量 n_beep 表示需要發(fā)出幾個(gè)“嘀”聲； (3) LED 顯示任務(wù)： led_disp(),LED 數(shù)碼管和 LED 發(fā)光二極管顯示任務(wù)； (4) 后輪電機(jī)驅(qū)動任務(wù)： dianji(),目前只實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)和停止功能，以后可以在該任務(wù)中加入 PWM 調(diào)速功能； (5) 前輪轉(zhuǎn)向任務(wù)： gw_dianji()，控制步進(jìn)電機(jī)讓前輪轉(zhuǎn)到指定的角度； (6) 里程檢測任務(wù)： licheng(),檢測小車的行駛里程。一旦某個(gè)事件發(fā)生，該模塊馬上給主任務(wù)返回該事件的編號，即消息值，讓主任務(wù)按照消息值分類去處理消息。 消息搜集模塊對外提供了兩個(gè)接口函數(shù)： getmsg()函數(shù)一直等待到有消息時(shí)返回消息值； imgetch()函數(shù)立即返回按鍵值，這是為了某些地方使用上的靈活而設(shè)置的。 case … } } 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 本章小結(jié) 本章將系統(tǒng)拆分成了若干個(gè)功能模塊，并且采用兩個(gè) AT89C52 單片機(jī)來各分擔(dān)一部分功能。 本設(shè)計(jì)中要求能用遙控器控制小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止、記錄路線、尋找光源等很多種功能；遙控距離在幾米之內(nèi)即可；并且要在遙控發(fā)射模塊加入語音識別模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)聲控功能。 方案二，采用 臺灣瑞昱公司生產(chǎn)的專用于遙控車模的 CMOS 大規(guī)模集成電路 TX2/RX2，該編解碼芯片具有 5 種控制功能，使用方便，所以本設(shè)計(jì)中采用了該方案。 RX2 的 4 腳和 5 腳之間接的 電阻阻值要和 TX2 的 11 腳、 12 腳間的電阻阻值接近，相差在 20%之內(nèi)方可正確的解碼，本設(shè)計(jì)中這兩個(gè)電阻都選用 150KΩ ； 2 腳接地； 13 腳接35V 電源； 3 腳接輸入信號，由一體化紅外接收頭 1838 輸出的信號圖 遙控發(fā)射原理圖 圖 遙控接收電路圖 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 18 需要加一個(gè)反向器才是正確的編碼信號； 6 腳、 7 腳、 10 腳、 11 腳、12 腳為 5 路遙控命令的輸出端，分別和 TX2 的 5 路輸入端的狀態(tài)相對應(yīng)。 數(shù)碼管、發(fā)光二極管顯示模塊的設(shè)計(jì) 多位數(shù)碼管掃描顯示原理 LED 數(shù)碼管是常用的顯示器件，數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)如圖 所示。本設(shè)計(jì)中用 了 4 個(gè)共陰極數(shù)碼管，并采用動態(tài)掃描方式顯示。 和 分別接到 74LS164 的串行數(shù)據(jù)輸入端和移位脈沖端，產(chǎn)生數(shù)碼管選通信號。在74LS273 鎖存數(shù)據(jù)期間 置高電平，全部熄滅狀態(tài)指示燈；在鎖存結(jié)束后， P2 口給出正確的電平后再置 低電平。這樣每個(gè)數(shù)碼管圖 顯示模塊原理圖 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 20 輪流顯示 4 毫秒，掃描一遍共需 16 毫秒，也就是閃爍的頻率大概是60Hz，人眼看到的就是 4 個(gè)數(shù)碼管同時(shí)在顯示了。加入了聲音提示功能后，小車有沒有接收到遙控命令很容易就能知道了。 聲音提示功能被設(shè)計(jì)成一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)，原因是為了能讓蜂鳴器響若干聲，而同時(shí)單片機(jī)又能做其他的事情。而且在一定程度上可以校準(zhǔn)由步進(jìn)電機(jī)的失步帶來的角度誤差。驅(qū)動芯片引腳如圖 所示，輸入、輸出信號如圖 所示。 圖 紅外對管檢測電路 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 23 圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片 A ā B B ACH in BCH in 圖 步進(jìn)電機(jī)控制時(shí)序 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 24 后輪驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì) 直流電機(jī)驅(qū)動芯片 L298N 后輪采用直流電機(jī)來驅(qū)動，和步進(jìn)電機(jī)相比較直流電機(jī)驅(qū)動力大，電源利用率高。 前進(jìn)時(shí) 5 腳輸入方波占空比為 100%（即持續(xù)高電平）， 7 腳為低電平；后退時(shí) 5 腳為低電平，7 腳輸入方波占空比為 100%。以后可以通過 PWM 方式對后輪直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，那就必須把后輪驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)成一個(gè)單獨(dú)任務(wù)了。 imstop(),該函數(shù)實(shí)現(xiàn)反電動勢剎車功能。 消抖的方法有多種，用硬件電路可以實(shí)現(xiàn)消抖功能，例如加一級施密特觸發(fā)器或加一級單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器都可以在一定程度上消除抖動。每次采樣的時(shí)候兼做沿的個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，將總數(shù)存放在靜態(tài)變量 li_cheng 中，再乘上一個(gè)常數(shù)即是小車行駛的里程值。 超聲測距模塊的設(shè)計(jì) 超聲測距的理論依據(jù) 超聲測距的依據(jù)是超聲波在空氣中以一定的速度ν傳播，遇到障礙后聲波反射回來，被超聲波接收傳感器檢測到，根據(jù)發(fā)射和接收到回波之間的時(shí)間差 t 就可以計(jì)算出障 礙的距離 ,計(jì)算公式是： S=ν每次發(fā) 10 個(gè)周期的超聲波。 超聲接收電路 超聲接收電路如圖 所示： 前后兩個(gè)超聲波接收傳感器共用一個(gè)接收電路，因?yàn)榍昂髢陕肥欠謺r(shí)工作的，所以并不會引起混淆。 以前超聲測距任務(wù)為例，其軟件流程圖如圖 所示： 當(dāng)探測到前（后）方有障礙時(shí)從單片機(jī)就通過串口通信報(bào)告主單片機(jī)前 (后 )方有障礙。 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動，該電機(jī) 和前輪轉(zhuǎn)向電機(jī)相同，驅(qū)動程序也差不多，因此本節(jié)對其驅(qū)動程序?qū)⒉蛔鲞^多介紹。旋轉(zhuǎn)一周，測出 各個(gè)方向光的亮圖 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 31 度就能得到光源所處的方向。但這種方案需要 A/D 變換器，并且和單片機(jī)相連需要較多的口線。 方案三，針對方案二存在的問題，將電路作一些改動。 方案三的原理如圖 所示，其中 R 表示感光 電阻，在幾 KΩ 到幾百 KΩ 之間。為了讓輸出低電平寬度為 10 微秒左右，高電平隨光照亮度而變，在幾十到幾百微秒，所以可以取： R1=1KΩ ， R=20KΩ 固定電阻， R3=20KΩ 可變電阻， C=10nF. 尋找光源方向任務(wù)的軟件設(shè)計(jì) 尋找光源任務(wù)是從單片機(jī)上的主任務(wù)。 555 的輸出信號接到從單片機(jī)的 口，定時(shí)器 1 工作在門控方式下，定時(shí)器的啟動不僅要求 TR1=1，而且要求 INT1引腳為高電平，這樣可以提高脈沖寬度檢測的精度。 考慮到單片機(jī)內(nèi)部的 RAM 容量非常有限，而且在掉電后存儲內(nèi)容也會丟失，所以本設(shè)計(jì)中采用一片 AT24C08。 由于本論文篇幅有限，對 AT24C08 的讀寫方式不再作介紹。所以，可以用記錄命令的類型和兩個(gè)命令之間的里程差的方法來記錄行駛的路線。 記錄路線的程 序流程如圖 所示： 在按下“記錄路線”按鍵時(shí)，數(shù)碼管會顯示出當(dāng)前路線記錄在AT24C08 的哪個(gè)頁中。 按下“記錄路線”按鍵 選擇本條路線存放位置 打開記錄路線開關(guān) 記錄路線 按下“記錄路線”按鍵 結(jié)束記錄 圖 路線記錄流程圖 進(jìn)入“重放路線”模式 選擇需要重放的路線 取一條記錄 執(zhí)行命令 結(jié)束 停車 圖 路線重放流程圖 里程到？ 結(jié)束重放？ N N Y Y 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 35 該功能的程序流程如圖 所示。 雙機(jī)串行通信模塊的軟件設(shè)計(jì) 通信方式的選型 適合于兩個(gè)單片機(jī)之間的通信方式有多種，可以并行通信，串行通信，也可以自己定義一種通信規(guī)則。其中方式 2在單片機(jī)外接 12MHz 晶振的情況下，波特率可以達(dá)到 375Kbps,即由振蕩頻率 32 分頻而得。 在整個(gè)系統(tǒng)中程序代碼執(zhí)行的優(yōu)先級，可以認(rèn)為關(guān)中斷時(shí)的代碼哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 36 執(zhí)行優(yōu)先級是最高的；串行口中斷次之；一般的低優(yōu)先級中斷再次之；沒關(guān)中斷時(shí)的背景程序代碼執(zhí)行優(yōu)先級最低。 其中主單片機(jī)向從單片機(jī)可以發(fā)送： MSG_BEGINFIND 消息，命令從單片機(jī)開始尋找光源； MSG_ENDFIND 消息，命令從單片機(jī)停止尋找光源。 語音識別的一般過程如圖 所示： 凌陽語音壓縮算法 凌陽音頻