【正文】 編寫及調(diào)試； 模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用； 模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。秒位 fenmi equ 32h 。分位 point equ 36h 。速度控制 21 jishk equ 3ah 。十米位 shifn equ 38h 。分秒位 meter equ 34h 。 一 主程序設(shè)計(jì) 主程序清單如下： limiw equ 30h 。 為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過(guò)程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件更為重要。管腳 vss串上 10k 電阻后與 vcc管腳相接后再接 +5v 電源，管腳 gnd 接地。為保證電源工作可靠，單片機(jī)系統(tǒng)與動(dòng)力伺服系統(tǒng)的電源采用了大功率、大容量的蓄電池；而傳感器的工作電源則采用了小巧輕便的干電池 。運(yùn)算放 圖 雙極式 H型可逆 PWM變換器電路原理圖 大器工作在開換狀態(tài)，稍微有一點(diǎn)輸入信號(hào)就可使其輸出電壓達(dá)到飽和值，當(dāng)輸入電壓極性改變時(shí)，輸出電壓就在正、負(fù)飽和值 之間變化，這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉(zhuǎn)換作用。 4 個(gè)電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電壓分為兩組。對(duì)于二進(jìn)制輸 出的數(shù)字量采用 D/A 變換器；對(duì)于頻率量輸出則可以采用 本設(shè)計(jì)調(diào)速采用 PWM 調(diào)速 [5]： 為順利實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小汽車的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)采用了可逆 PWM 變換器。 （ 2） 干擾防治。 單片機(jī)在完成控制處理后，總 是以數(shù)字信號(hào)通過(guò) I/O 口或數(shù)據(jù)總線送給控制對(duì)象。 （ 3） 接近控制對(duì)象，環(huán)境惡劣。 根據(jù)單片機(jī)的輸出和控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的要求，后向通道具有以下特點(diǎn)： （ 1） 小信號(hào)輸出、大功率控制。 本設(shè)計(jì)采用 T/R4012小型超聲波傳感器作為探測(cè)前方障礙物體的檢測(cè)元件，其中心頻率為 40Hz，由 80C51 發(fā)出的 40KHz 脈 沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器發(fā)送器發(fā)出40KHz 的脈沖超聲波，如電動(dòng)車前方遇到有障礙物時(shí)，此超聲波信號(hào)被障礙物反射回來(lái)，由接收器接收，經(jīng) LM318 兩級(jí)放大，再經(jīng)帶有鎖相環(huán)的音頻解碼芯片 LM567 解碼，當(dāng) LM567 的輸入信號(hào)大于 25mV 時(shí)，輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，?80C51 單片機(jī)處理。利用超聲波的特 性，可做成各種超聲波傳感器，結(jié)合不同的電路，可以制成超聲波儀器及裝置，在通訊、醫(yī)療及家電中獲得廣泛應(yīng)用。近十年來(lái)隨著尺寸及價(jià)格的降低，在汽車行業(yè)開始被使用。其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，價(jià)格合理，在一定的寬度和視覺(jué)域內(nèi)可以測(cè)量定多個(gè)目標(biāo)，并且可以利用測(cè)量的圖像根據(jù)外形和大小對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類。 測(cè)量范圍小，對(duì)天氣變化敏感。另外超聲波傳感器的工作原理基于聲 ，即使可以使之測(cè)達(dá) 100m遠(yuǎn)，但其更新頻率為 2Hz，而且還有可能在傳輸中受到它信號(hào)的干擾，所以在 CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實(shí)際的。該方法被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人的研究上。 并不是所有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)都有前向通道，例如時(shí)序控制系統(tǒng)，只根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)間序列來(lái)控制外部的運(yùn)行狀態(tài)；分布式測(cè)控系統(tǒng)中的智能控制總站完成上級(jí)主計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)、控子站計(jì)算機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)傳送。由于在該通道中主要是傳感器與傳感器有關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)、變換電路 ,故也可稱為傳感器接口通道。因此，在前向通道中，傳感器、敏感元件及其相關(guān)電路占有重要地位。在通道電路設(shè)計(jì)中還涉及到模擬電路諸多問(wèn)題。時(shí)鐘頻率選用 6MHZ 時(shí)， C取 22uF,Rs取 200Ω， RK取 1KΩ。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。 最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用 NPO電容。振蕩晶體可在 到 12MHZ 之間選擇。 80C51 單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。其應(yīng)用特點(diǎn)： (1) 有可供用戶使用的大量 I/O 口線。 MCS51 單片機(jī)中 8 位機(jī)和 1 位機(jī)的 硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔相承，它是單片機(jī)技術(shù)上的一個(gè)突破，這也是 MCS51單片機(jī)在設(shè)計(jì)的精美之處。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的 RAM區(qū)。 6 串行口 1個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式。 2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片內(nèi)為 128 個(gè)字節(jié)，片外最多可外擴(kuò)至 64k 字節(jié)，用來(lái)存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和 緩沖、標(biāo)志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。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(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器 、并行 I/O 口、串行口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。 系統(tǒng)原理圖如圖 所示。將該信號(hào)傳輸?shù)?80C51 單片機(jī)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，根據(jù)預(yù)先實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)換算關(guān)系即可計(jì)算出電動(dòng)機(jī)車的行車距離。根據(jù)兩個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生的先后順序與兩個(gè)光電耦合器的位置關(guān)系，即可計(jì)算出玩具車的行駛方向（前進(jìn)或后退）。 遮光盤有一缺口，盤下方的凹形物為槽型光電耦合器，其兩端高出部分的里面分別裝有 紅外發(fā)射管和紅外接收管。 2．行車距離檢測(cè) 由于紅外檢測(cè)具有反應(yīng)速度快、定位精度高，可靠性強(qiáng)以及可見光傳感器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，故采用紅外光電碼盤測(cè)速方案。 方案四：施密特觸發(fā)器。而滯回比較器則解決了這個(gè)問(wèn)題。如圖 電壓比較器電路所示： 圖 電壓比較器電路 在本設(shè)計(jì)中，光電傳感器只輸出一種高低電平信號(hào)且伴有外界雜波干擾，所以我們嘗試采用了一種滯回比較器。 減小比較器響應(yīng)時(shí)間的主要方法有： (1) 盡可能使輸入信號(hào)接近理想情況，使它在閾值附近的變化接近理想階躍 且幅度足夠大。 如果在比較器的輸入端 加理想階躍信號(hào)，那么在理想情況下比較器的輸出也應(yīng)當(dāng)是理想的階躍電壓，而且沒(méi)有延遲。 ⑶ 開關(guān)特性。放大、運(yùn)算電路為了實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定并滿足 A+d1d8823001 2A74L S 06 d280505001 2A74L S 06VCCD1 D2 7 一定的精度要求，這些電路中的運(yùn)放 均引入了深度負(fù)反饋；而為了提高比較器的反應(yīng)速度和靈敏度，它所采用的運(yùn)放不但沒(méi)有引入負(fù)反饋，有時(shí)甚至還加正反饋。而 Ui 變化經(jīng)過(guò) Ur 時(shí)，比較器的輸出將從一個(gè)電壓跳變到另一個(gè)電平。這種情況下須采用差動(dòng)放大電路，并應(yīng)設(shè)法減小溫漂。如抗干擾能力差、共模抑制比低等。如圖 前行與倒車控制電路所示。 5 圖 電 動(dòng)車的方向檢測(cè)電路 (a) 圖 電動(dòng)車的方向檢測(cè)電路 (b) 電橋一端接電源，另一端接了一個(gè)三極管。前進(jìn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪直流電機(jī)正轉(zhuǎn) ,進(jìn)入減速區(qū)時(shí) ,由單片機(jī)控制進(jìn)行 PWM 變頻調(diào)速 ,通過(guò)軟件改變脈沖調(diào)寬波形的占空比 ,實(shí)現(xiàn)調(diào)速。該電路包括一個(gè)紅外發(fā)光二極管、一個(gè)紅外光敏三極管及其上拉電阻。光線跟蹤，采用光敏三極管接收燈泡發(fā)出的光線，當(dāng)感受到光線照射時(shí)，其 ce間的阻值下降，檢測(cè)電路輸出高電平，經(jīng) LM393 電壓比較器和 74LS14 施密特觸發(fā)器整形后送單片機(jī)控制。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用了常用的雙極式 H 型變換器，它是由 4個(gè)三極電力晶體管和 4個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱 PWM 變換器。由于電流波形比 VM 系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動(dòng)機(jī)的損耗和發(fā)熱都比較小。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開，電動(dòng)機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。 VM系統(tǒng)的缺點(diǎn)是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺(tái)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不方便等缺點(diǎn)。簡(jiǎn)稱 VM系統(tǒng)。 3 第二章 方案設(shè)計(jì)與論證 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，加裝光電檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)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(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。 本設(shè)計(jì)就采用了比較先進(jìn)的 80C51 為控制核心， 80C51 采用 CHOMS 工藝，功耗很低。 第三代單片機(jī)包括了 Intel 公司發(fā)展 MCS51系列的新一代產(chǎn)品，如 8ｘ C152﹑80C51FA/FB﹑ 80C51GA/GB﹑ 8ｘ C451﹑ 8ｘ C452,還包括了 Philips﹑ Siemens﹑ ADM﹑Fujutsu﹑ OKI﹑ HarriaMetra﹑ ATMEL等公司以 80C51為核心推出的大量各具特色﹑與 80C51 兼容的單片機(jī)。本設(shè)計(jì) 采用 MCS51 系列中的 80C51 單片機(jī)。本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。 (3) The adoption of the new display chip. Keywords 80C51 single chip puter, light electricity detector, PWM speed adjusting, Electricity motive small car III 目 錄 第一章 前 言 ..........................................