【正文】 一般來說可以將私服舵機 信號 線連接至 52 單片機的任意引腳， 對于 52 單片機需通過定時器模塊 輸 出 PWM 才能進行控制 轉(zhuǎn)動 。下圖 26 即為 對應(yīng)的 PWM 信號 所對應(yīng)的相應(yīng)轉(zhuǎn)動的角度 。 TH0=0xff。 EA=1。//PWM 信號輸出口 ， 所以單片機 會 產(chǎn)生一個 隨 角度標識 angle 值 變化的 PWM 信號 ，從而達到控制控制小車私服舵機轉(zhuǎn)向的目的！ void Time1_Int() interrupt 1//舵機 { TH0=0xff。//大于則輸出低電平 count=(count+1)。 超聲波 模塊引腳說明 單片機 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 12 圖 29 超聲波 實物圖 GND ： 電源負極 Trig ： 控制端接 Echo ： 接收端 VCC ： 電源正極 測距原理 超聲波傳感器 設(shè)計 主要 由 發(fā)射器和接收器兩大部分 組成 ，大 家 都知道 超聲波在空氣中傳播的速度為 340m/s , 本設(shè)計 只需要計算出從發(fā)射 開始 到接收 完成 之間的時間差就可以 通過計算 算出距離。 下面介紹一個超聲波傳感器的時序圖 210 。 使用時 ， 觸發(fā)控制端 Trig 的高電平測量周期建議 60ms 以上 ， 以防止發(fā)射信號對回響信號的干擾 。 DelayUs2x(245)。 while(!ECHO)。 S=TH1*256+TL1。amp。 TL1=0。 只要置相應(yīng)單片機機 IO IN1 =0 ； IN2=1對應(yīng)電機即可正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) IN1 =0 ； IN2=0對對應(yīng)電機即可反轉(zhuǎn) 同理： IN3 =0 ； IN4=1對應(yīng)電機即可正轉(zhuǎn) IN3 =0 ； IN4=0對應(yīng)電機即可反轉(zhuǎn) 78M05 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 18 下面 是軟件編程實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn) 以及 停止： sbit in1=P1^4。 定義 電機驅(qū)動對應(yīng)的 管腳 ，實現(xiàn)單片機 IO控制 void go()//前進 { in1=1。 } 前進 過程控制只需要將 IN1 IN3置 1， IN2和 IN4置 0即可 void back()//后退 { in1=0。 } 后退 過程控制只需要將 IN1 IN3置 0， IN2和 IN4置 1即可 ， 與前進剛好相反！ void turnleft()//左轉(zhuǎn) { in1=0。 } 左轉(zhuǎn) 控制就是左邊電機前進 轉(zhuǎn) ，右邊電機后退 轉(zhuǎn) ， 導(dǎo)致 一個整體的左轉(zhuǎn)效果！ void turnright()//右轉(zhuǎn) { in1=1。 } 右轉(zhuǎn) 控制就是 右 邊電機 后退轉(zhuǎn) ， 左 邊電機后 前進轉(zhuǎn) ， 導(dǎo)致 一個整體的 右 轉(zhuǎn)效果！ void stop()//停車 { in1=0。 } 停車函數(shù) 的設(shè)計實現(xiàn)是將 4個 信號都拉低，導(dǎo)致兩個電機都不 轉(zhuǎn) ，最后導(dǎo)致 停車 的效果！ 小車 的轉(zhuǎn)向設(shè)計與實現(xiàn) 前面 已經(jīng) 設(shè)計了小車的前進與后退的移動設(shè)計，還差一個轉(zhuǎn)向檢測控制，那用什么來實現(xiàn) 呢 ？經(jīng)過 反復(fù) 的斟酌與篩選最后選擇了用兩個 紅外 循跡傳感器來檢測物體的左右移動 ， 下面來具體的介紹！ 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 20 紅外 循跡傳感器簡介 圖 213 LM393 紅外傳感器模塊 實物說明 LM393 紅外傳感器模塊檢測 原理 檢測原理為當發(fā)射管照射在黑白分明的 物體 時 ，由于黑色吸光 作用 ，當紅外發(fā)射管照射 到 黑色物體上時 導(dǎo)致 反射回來的光就較少 ， 導(dǎo)致 接收管接收到的紅外光就較少 ，表 現(xiàn)為電阻大 變大 ；同理 ，當照射在白色 物體 時發(fā)射的紅外線就比較多 ，表現(xiàn)為 接收管的電阻變 小， 此時通過其他 電路就把電阻 變化 信號變成大小不一電壓 變化 信號 然后通過 一個 比較器轉(zhuǎn)換成 相應(yīng) 的 高低電平信號，再將此送到 52 單片機的 I/O 口 ， 單片機就可以判斷是 物體靠近 還是 遠離 ， 進而完成相應(yīng)的 檢測 功能 ，如循跡 、避障等 原理圖 說明及編程須知 +5V GND 信號 電源 指示燈 接收管 發(fā)射管 信號 指示燈 可調(diào) 電阻 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 21 圖 214 紅外 循跡傳感器 原理圖 根據(jù)上面原理圖 ， 循跡 時 ， 當照在 白色路面 ( ( 避障 時為前方 有障礙物 ) ) ， out 輸出低電平 0， 指示燈亮 。//定義單片機連接循跡板右邊光電管的引腳 sbit z=P3^5。 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 22 zuo2=1。 zuo1=0。 you2=1。//pwm調(diào)速 you1=0。 delay(5)。//調(diào)用左轉(zhuǎn)函數(shù) 前進 過程中 } while((z==1)amp。單片機的優(yōu)點 有 重量 很 輕，體積 很 小，抗干擾能力 很 強，價格 也很 便宜，可靠性 很 高，靈活性 很 好，開發(fā)起來較為容易。 在 使用 52 單片機前 必須 要了解 52 單片機 內(nèi)部硬件 相關(guān) 結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)圖 總圖 如下 圖 31： 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 24 圖 31 52單片機片內(nèi)結(jié)構(gòu) 下面來一一介紹這些結(jié)構(gòu)： （ 1） CPU微處理器 即 CPU， 52單片機內(nèi)部有一個 8位 CPU，與其他通用 CPU相同，由運算器及控制器兩 部分組成，該 CPU既可以處理字節(jié)數(shù)據(jù)，也可以處理位變量，例如：查表、位運算、中斷處理、狀態(tài)檢測等。 （ 4）中斷系統(tǒng) 52單片機有五個中斷源和兩級中斷優(yōu)先權(quán)，中斷源的入口地址見下表： ROM/EPROM 微處理器 （運算器） （控制器） 特殊功能寄存器 （ SFR） 數(shù)據(jù)存儲器 RAM P0 P2 程序存儲器 8 8 串行口 P1 定時器 / 計數(shù)器 中斷 系統(tǒng) P3 8 8 XTAL1 XTAL2 ALE PSEN EA RESET 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 25 表 31 中斷源入口地址表 中斷源 入口地址 外部中斷 0（ INT0） 0003H 定時器 0（ T0） 000BH 外部中斷 1（ INT1） 0013H 定時器 1（ T1） 001BH 串行口 0023H （ 5）定時器 /計數(shù)器 片內(nèi)包含了 2個 16位的定時器 /計數(shù)器，每個定時器 /計數(shù)器都有 4種工作方式。 （ 8）特殊功能寄存器（ SFR） 片內(nèi)有 21個特殊功能寄存器，這些寄存器是用來對片內(nèi)的各個部件進行管理、控制和監(jiān)測的。 環(huán)境感知傳感器的選擇與設(shè)計 本次課題下位機需要檢測的環(huán)境參數(shù)主要包括空氣溫度與濕度，環(huán)境光照強度，可燃氣體濃度。 time_delay(240)。 _nop_()。 寫 0： DQ1=0。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 （ 2）光照強度傳感器 光照強度傳感器，顧名思義，是檢測光照強度的，市場上一般叫做光度計，但是一般的光度計體積大，而且價格較高，為了節(jié)約成本，本課題利用光敏電阻和 PCF8591設(shè)計了 一個簡略的光度計。 單片機不能直接讀取模擬電壓，所以需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。C總線的時序與單總線不同，它有單獨的數(shù)據(jù)線和控制線， I178。 //發(fā)送起始條件的數(shù)據(jù)信號 _Nop()。 _Nop()。 //發(fā)送起始信號 _Nop()。 _Nop()。 } /*結(jié)束總線 */ void Stop_I2c() 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 32 { SDA=0。 _Nop()。 SDA=1。 _Nop()。 （ 3）可燃氣體濃度 這里的可燃性氣體主要為甲烷、酒精、 CO、氫氣，為了可以測量這四種氣體的濃度，本次課題選擇了 MQ2型氣敏傳感器，其靈敏度特性圖見下： 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 33 圖 310 MQ2靈敏度特性 由上圖可知， MQ2對甲烷、酒精、 CO、氫氣的靈敏相對較高，故可以作為這四種氣體濃度檢測的傳感器。 環(huán)境感知傳感器的硬件 連接 傳感器與單片機的 I/O口連接如下表： 表 32 傳感器與 I/O連接表 傳感器引腳 I/O引腳 MQ2： AOUT PCF8591： AN2 PCF8591： SDA、 SCL STC89C52RC： 、 DHT11： DATA STC89C52RC： DS18B20： DATA STC89C52RC： 小車的運動控制機構(gòu)設(shè)計 只有一塊開發(fā)板是不夠的，缺乏靈活性，所以把開發(fā)板用一個兩驅(qū)三輪小車搭載起來。小車的輪子是由兩個直流電機驅(qū)動的， 52單片機的 I/O口不能夠直接驅(qū)動直流電機，因為單片機 I/O口的電流過小，驅(qū)動力不足。 sbit MOTOR_IN12=P2^5。本次選用的藍牙模塊是 SPPCA， SPPCA藍牙模塊是專門為了無線數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的，本模塊支持 SPP藍牙串口協(xié)議，成本低、功耗低、體積小、收發(fā)靈敏度高， [10]很適合 52單片機這種低功耗的開發(fā)板。 程序的主要組成部分 系統(tǒng)程序主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集與處理、小車控制、數(shù)據(jù)上傳三個部分，主程序的流程圖如下： 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 36 圖 311 主程序及中斷子程序流程圖 小車控制部分可以根據(jù)表 21 和表 33 來實現(xiàn)，當檢測到有新指令接收到，即CONTROL_FLAG為 1時，通過 switch語句對不同的 指令做相應(yīng)的操作，實現(xiàn)代碼如下： switch (CMD) { case if (BACK_FLAG == ON) { 開始 初始化下位機狀態(tài)及中斷 （中斷）是否接受到指令？ N Y 是否為小車運行控制指令？ Y 執(zhí)行指令，控制小車運行 N 環(huán)境數(shù)據(jù)采集與處理 上傳環(huán)境數(shù)據(jù) 結(jié)束 串口中斷子程序 清接受標志 RI 讀接受緩沖區(qū)指令 SBUF 設(shè)置接收標志CONTROL_FLAG 返回主程序 是否有障礙物且不是倒退與檢測指令？ N 停止小車運行 Y 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 37 BACK_FLAG=OFF。 MOTOR_IN11=OFF。 break。 //直流電機瞬間倒轉(zhuǎn)前做停止延時操作 } CAR_STATE=ON。 MOTOR_IN22=OFF。 delay_ms(300)。 MOTOR_IN21=ON。 BACK_FLAG=OFF。 if (CAR_STATE == ON) { CAR_STATE=OFF。 MOTOR_IN12=ON。 case if (CAR_STATE == 0) { check()。 check()中，主要做兩件事，一件。//上傳數(shù)據(jù) } break。 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 39 MOTOR_IN22=ON。 delay_ms(300)。 break。 break。 MOTOR_IN11=ON。 case if (BACK_FLAG == ON) { 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 38 BACK_FLAG=OFF。 MOTOR_IN12=OFF。 stop_car()。 MOTOR_IN21=ON。 delay_ms(300)?？梢酝ㄟ^串口發(fā)送指令到藍牙模塊以便設(shè)置 SPPCA模塊的內(nèi)部參數(shù)及屬性， SPPCA模塊的主要指令如下表（發(fā)送 AT指令時需要加回車換行）： 表 34 SPPCA藍牙串口模塊指令表 功能 指令 響應(yīng) 參數(shù) 測試指令 AT OK 無 模塊復(fù)位（重啟） AT+RESET OK 無 獲取版本號 AT+VERSION +VERSION=Param OK Param:版本號 合肥學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 35 恢復(fù)默認狀態(tài) AT+DEFAULT OK 無 查詢藍牙地址碼 AT+LADDR +LADDR=Param OK Para