【正文】 較與選擇 方案一 ： 采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制 ,通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整 .此方案的優(yōu)點是電路較為簡單 ,缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢 ,易損壞 ,壽命較短 ,可靠性不高 .[2] 方案二 ： 采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)節(jié)電動機的分壓，從而達到分壓的目的。線性型驅(qū)動的電自主移動機器人小 車設(shè)計 4 路結(jié)構(gòu)和原理簡單，加速能力強 。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。直流電機的驅(qū)動電 路實際上就是一個功率放大器。步進電機具有良好的控制性能。但步進電機的驅(qū)動相對較復雜，要由控制器和功率放大器組成。且直流電機易于控制，驅(qū)動電路十分簡單。 但是 需要很長的線，而且要有交流電和電腦配合。 綜上所述，本設(shè)計選擇方案二。較高的處理速度使 μ’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復雜的數(shù)字信號。 （ 3） 通用型寄存器 R1~R4：在 unSP CPU（ ）中，集成了一組（ 4個） 16位通用寄存器： R1~R4。為方便用戶將 SPCE061A 應(yīng)用于語音產(chǎn)品，凌陽公司 提供了多種音頻編解碼算法及其 API 函數(shù)庫，即 SACMLIB。其播放流程與 SACM A2021 完全相同，僅僅將SACMA2021 播放程序調(diào)用的函數(shù)名中的“ A2021” 全部替換為 “ S480” 即可。用戶需要在 FIQ TIMERA 中斷服務(wù)程序中調(diào)用 SACM A2021 函數(shù)完成語音播放。 SACM DVR 編碼實際上使用了 SACM A2021 壓縮算法，因此錄制的語音資源可以使用 SACM A2021 播放出來。語音輸出是用于聲音數(shù)據(jù)采樣相同的速率將聲音數(shù)據(jù)通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換通道還原成聲音。語音輸出是， CPU 以一固定的頻率向 DAC 送出一系列的數(shù)字量值。 SPCE061A 單片機采用的 D/A 轉(zhuǎn)換的音頻輸出硬件結(jié)構(gòu)有兩種：一種是直接采 用數(shù) /模轉(zhuǎn)換器 DAC實現(xiàn)；另一種是采用單通道脈寬調(diào)制 PWM 驅(qū)動方式輸出。轉(zhuǎn)換的電流模擬信號分別從 AUD1 和 AUD2 輸出，輸入的數(shù)字量分別寫入 PDAC1 和 PDAC2單元。當聲波受到尺寸大于其波長的目標物體阻擋時就會發(fā)生反射；反射波稱為回聲。超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間 t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離 (s)，即： s=340t/2 超聲波測距模組的電路原理圖 圖 33 超聲波測距模組的主要電路原理圖 自主移動機器人小 車設(shè)計 11 整個電路可分為兩大部份，一部份是超聲波發(fā)射調(diào)理電路，另一部份是 超聲波回波接收處理電路。 在模塊電路的設(shè)計中一定要注意，超聲波發(fā)射頭和接收頭之間的干擾；一般壓電式的超聲波換能器都會存在余波的干擾，發(fā)射頭和接收頭間要有 5cm 的距離；而在 發(fā)射頭發(fā)射超聲波后的 3ms 內(nèi)，接收頭會一直接收到發(fā)射頭傳過來的非反射波，這是干擾波，在軟件處理的時候一定要注意清除掉此類的干擾。用戶只需進行六次測距操作，這六次的測量結(jié)果需要經(jīng)過處理后才可得到最終的測距返回值，然后將返回值化成距離。 (3)內(nèi)含兩個 H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感性負載； (4)采用標準邏輯電平信號控 制； (5)具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作； (6)可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。 J4接入邏輯電源， J6 接入動力電源， J1與 J2分別為單片機控制兩個電機的輸入端， J3與 J5 分別與兩個電極的正負極相連。（反之則反轉(zhuǎn)）， PWM 信號端 A控制電機 1調(diào)速， PWM 信號端 B控制電機 2 調(diào)速。具有友好的交互界 面，下拉菜單，快捷鍵和快速訪問命令列表等，使編輯，調(diào)試工作方便且高效。此后將 61 板、車體、驅(qū)動電路板按照設(shè)計要求組裝，各 部分之間用自制杜邦線連接。 圖 52 61開 發(fā)板實物圖 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)試和軟硬件調(diào)試。同時會有語音提示： 歡迎進入自檢模式 ，此時因為還沒有連線，所以會聽到： I/O 測試失敗 的警告，所以 就要進行第二步的操作； 第二步、用連線分別將 I/OA 口的低 8 位和 IOB 口的低 8 位相連， IOA 口的高 8自主移動機器人小 車設(shè)計 20 位和 IOB 口的高 8位相連，然后按下 REST 復位鍵 現(xiàn)象：當按下復位鍵后，程序從第一調(diào)開始運行開始執(zhí)行，語音提示 歡迎進入自檢模式 ，當聽到語音： I/O 測試成功 后，進行第三步操作； 第三步、按 K1 鍵進行睡眠功能測試 現(xiàn)象：如果測試成功，會看到綠色的發(fā)光二極管亮滅一下，并有語音提示 睡眠測試成功 ，否則提示 睡眠測試失敗 ，然后進行第四步操作； 第四步、按下 K2鍵進行 A/D 轉(zhuǎn)換 的測試 現(xiàn)象：語音提示： A/D 測試成功 ，否則提示 A//D 測試失敗 ，進入最后一步操作； 第五步、拔掉第一步測試時的連接線，并按下 K3鍵測試 MIC 輸入及 D/A 轉(zhuǎn)換輸出是否正常 現(xiàn)象：可以在 MIC上輕輕的拍幾下，同時聽是否有聲音輸出，如果有，則說明MIC輸入和 D/A 轉(zhuǎn)換輸出部分正常。如表 52 是超聲波調(diào)試記錄。 表 53 電機測試記錄 IOA8 IOA9 IOA10 IOA11 小車行駛狀態(tài) 1 0 1 0 前行 1 0 0 1 左轉(zhuǎn) 1 0 1 1 原地左轉(zhuǎn) 0 1 1 0 右轉(zhuǎn) 1 1 1 0 原地右轉(zhuǎn) 0 1 0 1 后退 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試采用 μ’nSP?集成開發(fā)環(huán)境 ，將編好的程序進行調(diào)試，主要是檢查語法錯誤。但是也出現(xiàn)了一定的問題，如 超聲波 程序 的調(diào)試， 超聲波所檢 測的 距離 是錯誤的 。 但由于超聲波的問題，所以聯(lián)合調(diào)試的結(jié)果是小車 不能實現(xiàn)避障功能。 本系統(tǒng)可行的改進措施 在條件允許的情況下，本系統(tǒng)可以做以下幾個方面的改進： 增加速度檢測裝置，提高速度控制精度。 自主移動機器人小 車設(shè)計 23 結(jié)束語 此次設(shè)計是在凌陽公司的精簡開發(fā)板（ 61 板）上設(shè)計的，通過連接控制板和小車電路實現(xiàn)的。 通過此次設(shè)計，對凌陽單片機的工作原理有了更切實的認識，對于單片機各個功能如定時器 、 ROM、 RAM、 WDT(看門狗 )等的功能更能系統(tǒng)地認識。 北京航空航天大學出版社， 2021 自主移動機器人小 車設(shè)計 26 附 錄 程序附錄 1．主程序： include include unsigned char INTflag。 void OffTime2Hz(void)。 RunTime2Hz()。 //結(jié)束中斷 } void delay2s(int timer)。 *P_IOA_Data=0x0000。 *P_TimerA_Data=0xff9f。 自主移動機器人小 車設(shè)計 27 } else if(Back_data=20) //判斷 是否小于 20cm，小于則進行倒車 { *P_TimerA_Ctrl=0x006。 *P_IOA_Data=0x0400。 *P_IOA_Data=0x0400。 //前進 while(1) } } else *P_TimerA_Ctrl=0x006。 // EXT1_IRQ_ult()。 .public _IRQ5。 jnz L_4Hz。 cmp r1,4。 loop0: r1 = 0x0001。 L_4Hz: r1 = 0x0008。 .external _sum。 [P_Watchdog_Clear]=R1。 [P_INT_Ctrl] = r1。 _OffTime2Hz: .proc r1 = [P_INT_Ctrl] r1 amp。 retf。 //外部中斷標志變量，用于 EXT1 的IRQ 中斷程序和測距程序同步 void Delay_ult(unsigned int timers) { unsigned int i。 } } unsigned int Resoult_ult(unsigned int Counter) //計算距離 { unsigned int uiTemp。 ulTemp = ulTemp1。 unsigned int measure_ult(unsigned int type) // 超聲波測距模組的測距程序，完成一次測距 { unsigned int Exit_flag = 1。 unsigned int uiSystem_Clock。 uiWait_Timer = LONG_WAIT_DELAY。 uiRes_Add = LOW_RES_ADD。 //等待發(fā)送 *P_TimerB_Ctrl = 0x0006。 } *P_INT_Clear = 0x0100。 //打開總中斷使能 EXT1_IRQ_flag = 0。//對計數(shù)值進行處理，得出距離值 } if(*P_TimerB_Data10000) //如計數(shù)值大于 10000，表示超時 { Exit_flag = 0。 *P_Watchdog_Clear = 0x0001。 //關(guān)掉總中斷 自主移動機器人小 車設(shè)計 32 *P_SystemClock = uiSystem_Clock。 *P_INT_Ctrl = *P_INT_Ctrl_Newamp。 //通知測距程序，外部中斷已發(fā)生 } unsigned int measure2_ult(unsigned int type) //補充進行一次遠距的測量，以保證能夠獲取測量結(jié)果 { unsigned int Exit_flag = 1。 *P_INT_Ctrl = *P_INT_Ctrl_Newamp。 //清除掉中斷發(fā)生標志 if(type) //根據(jù) type 即測距類型，選擇不同的測距參數(shù) { uiSend_Timer = LONG_SEND_TIMER2。 uiWait_Timer = LOW_WAIT_DELAY2。 Delay_ult(uiSend_Timer)。 while(*P_TimerB_DatauiWait_Timer) //等待一定時間，以避開余波的干擾 自主移動機器人小 車設(shè)計 33 { *P_Watchdog_Clear = 0x0001。 //打開總中斷使能 EXT1_IRQ_flag = 0。//對計數(shù)值進行處理，得出距離值 } if(*P_TimerB_Data10000) //如計數(shù)值大于 10000，表示超時 { Exit_flag = 0。 } unsigned int measure_Times(unsigned int type) //組合進行共 6 次的測距程序，包括對 6次測量結(jié)果的取平均值處理 { unsigned int uiResoult=0,uiMeasure_Index=0,i。uiMeasure_Index6。 while(i) //以下為排序的代碼 { if(uiTempuiTemp_buf[i1]) { uiTemp_buf[i] = uiTemp_buf[i1]。 //退出排序 } i。i5。 //恢復系統(tǒng)時鐘設(shè)置 //此處延時結(jié)束 } //對 6 次測距的結(jié)果進行處理 if(uiTemp_buf[5]==0) { //如果緩沖區(qū)中的最小的測距值為 0，則采用中間 4個數(shù)據(jù)進行平均 uiResoult = uiTemp_buf[1]+uiTemp。 //調(diào)用延時程序 *P_Watchdog_Clear = 0x0001。 //將之前的系統(tǒng)時鐘的設(shè)置用變量保存 *P_SystemClock = 0x000b。 } else { uiTemp_buf[i] = uiTemp。 //進行一次測量，測量類型由 type 決定 if(uiMeasure_Index==0) //如果為本次測量的第一次測距，則直