【正文】 發(fā)現(xiàn)雜波明顯減少。 圖 31 六路火焰?zhèn)鞲衅? 圖 32 電機(jī)安裝的小電容 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 共 45 頁 在小車吹蠟燭的過程中發(fā)現(xiàn)只要滅火電機(jī)一轉(zhuǎn)動(dòng)，單片機(jī)就會(huì)復(fù)位，然后小車就會(huì)碰上蠟燭，開始以為是電源電壓太低，于是把電源模塊的濾波電容加大些，防止滅火電機(jī)啟動(dòng)時(shí)瞬 間拉低電源，這樣處理后沒有效果，還是和之前一樣。這樣做發(fā)現(xiàn)小車在尋找火源的時(shí)候很容易出現(xiàn)偏差，因?yàn)榛鹧鎮(zhèn)鞲衅髦g是相隔 90 度，檢測的范圍廣但是不夠細(xì)，在 90 度中間的檢測不到，在車子行走很長一段路后才能找到，這樣導(dǎo)致車頭對不準(zhǔn)蠟燭，也就不好吹滅蠟燭。仔細(xì)檢查一看原來是單片機(jī)供電的穩(wěn)壓芯片 7805 接反了。近距離火焰?zhèn)鞲衅饔脕砼袛嗍欠駟?dòng)滅火風(fēng)扇； 表 6 小車檢測到火焰運(yùn)動(dòng)狀態(tài)表 傳感器狀態(tài) 左 1 左 2 中近 中遠(yuǎn) 右 2 右 1 小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 1 1 1 1 1 1 前進(jìn) 0 1 1 1 1 1 左轉(zhuǎn) 1 0 1 1 1 1 左轉(zhuǎn) 1 1 1 0 1 1 前進(jìn) 1 1 0 0 1 1 停止 1 1 1 1 1 0 右轉(zhuǎn) 1 1 1 1 0 1 右轉(zhuǎn) 1 1 1 0 1 1 前進(jìn) 0 0 1 1 1 1 左轉(zhuǎn) 1 1 1 1 0 0 右轉(zhuǎn) 如表 6 所示，火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到火源時(shí)， 小車將根據(jù)火源的方向控 制轉(zhuǎn)向；在無火源的情況下， 單片機(jī)控制電機(jī) 向前走 ；當(dāng)右側(cè) 火焰?zhèn)鞲衅?檢測到 火源時(shí) ，單片機(jī)控制電機(jī)向 右 轉(zhuǎn)； 直到中間火源傳感器檢測到火源，然后前進(jìn)到中間近距離火源傳感器檢測到常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 共 45 頁 火源。 ；當(dāng)兩側(cè) 光電開關(guān)都沒檢測到障礙物時(shí) ，單片機(jī)控制電動(dòng)機(jī)直走。 本系統(tǒng)共使用 兩 個(gè)紅外傳感器，放置 在 小車車頭 ，左右各一個(gè)，用來判斷前方障礙物； 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 共 45 頁 表 5 小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)表 左避障頭 右避障頭 小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 傳感器狀態(tài) 0 0 后退，右轉(zhuǎn) 90176。 光電管部分硬件調(diào)試：這部分調(diào)試主要是檢查測量當(dāng)光電管檢測到障礙物后的輸出信號。 這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。 顯示模塊的設(shè)計(jì) 1602 顯示控制程序框圖如圖 30 所示，液晶的數(shù)據(jù)接口是 P0， 定義為 EN 使能信號口，每次對液晶的操作必須先拉高 EN 信號， 和定義為 1602 的讀寫選擇 口， 定義為 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇口。有障礙時(shí)，首先判斷前面有無火源，如果有火源就進(jìn)行避障，會(huì)影響滅火。尋 火判 斷 前 面 火 源左 轉(zhuǎn) 4 5 176。本設(shè)計(jì)軟件方框圖如圖 27 所示，小車初始化后 主程序 開始判斷是否有火源， 若 沒有火，小車直線行駛，進(jìn)行避障，繼續(xù)尋找火源； 若 有火就調(diào)用尋火程序模塊，找到火源并滅火。 使用 C 語言，大大減少程序的指令，可以快速地完成本設(shè)計(jì)的程序。 程序設(shè)計(jì)語言有三種：機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。 4 軟件設(shè)計(jì) 一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項(xiàng)功能，首先必須有較完善的硬件作保證。 單片機(jī)晶振電路和復(fù)位電路 （ 1） 晶振電路 晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，給單片機(jī)提供工作所需要的時(shí)鐘信號， 本 設(shè)計(jì)中采用了 12 MHZ 的晶振。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 共 45 頁 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3 口也可作為 STC89C52 的一些特殊功能口，如下表 4 所示： 表 4 P3 口的第二功能 引 腳 第二功能 信 號 名 稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 INT0 外部中斷 0 請求 INT1 外部中斷 1 請求 T0 定時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 T1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 WR 外部 RAM 寫選通 RD 外部 RAM 讀選通 P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 管腳說明： VCC：供電電壓 ； GND：接地 ； P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏 極 開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 5個(gè)中斷源 三級程序存儲(chǔ)器鎖定 8K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， STC89C52是一種高效微控制器， STC89C52單片機(jī)為很多嵌入常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 45 頁 式控制 系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 單片機(jī)選型 現(xiàn)在可以說單片機(jī)是百花齊放，百家爭鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從 8 位、 16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色， 相輔相成 ， 為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地 。 7805 芯片有 3 個(gè)引腳，分別為輸入 IN 端、輸出 OUT 端和接地 GND 端，通常情況下可以提供 的電流，在散熱足夠的情況下可以提供大于 的電流。 內(nèi)建有 192 個(gè) 5X7 點(diǎn)陣 的字型的字符發(fā)生器 CGROM 或 5V 工作電壓，對比度可調(diào) 它由若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等 點(diǎn)陣 字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎?地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。兩個(gè)傳感器微微向兩邊傾斜一點(diǎn)，防止有障礙物時(shí)擦邊。當(dāng)有光線反射回來時(shí) E18D50NK 信號腳輸出 低電平 [11]。輸出信號為數(shù)字量，不需要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，可直接與單片機(jī)的 I/O 口相連，檢測到目標(biāo)時(shí)信號線輸出是低電平，正常狀態(tài)時(shí)為高電平。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，本電路工作性能穩(wěn)定，能耗較低，能夠較好的滿足題目的需要。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品 紅外接收頭 。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。因而保證了接收的準(zhǔn)確性和靈敏度 [12]。 紅外接收二極管結(jié) 構(gòu)如圖 13所示： 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 45 頁 圖 13 紅外接收二極管 紅外接收二極管又叫紅外光電二極管 ， 也可稱紅外光敏二極管 ,英文名 Infrared receiverdiode。滅火風(fēng)扇的安裝 滅火風(fēng)扇固定一根彎曲的鋁合金長條上，可以上下搬動(dòng)控制滅火風(fēng)扇的角度。 PWM 配合橋式驅(qū)動(dòng)電路 L298N 實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速，非常簡單，且調(diào)速范圍大。 圖 8 L298 驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，即可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的電機(jī)。我們的車輪直徑為 6cm，因此我們的小車的最大速度可以達(dá)到 V=2πr 紅外接收二極管與電阻分壓電路電位器比較電壓 單片機(jī)常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 共 45 頁 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 控制電路 本設(shè)計(jì) 要實(shí)現(xiàn)對路徑的準(zhǔn)確定位和精確測量采用直流減速電機(jī)。 同時(shí) 在火焰?zhèn)鞲衅髂K的設(shè)計(jì)中，在車體的前頭離地大約 15－ 20cm（相當(dāng)于火焰高度）處安裝 5 個(gè)遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅?，各個(gè)傳感器之間呈 45 度角隔開。外界紅外光越強(qiáng)，數(shù)值越??；紅外光越弱，數(shù)值越大。主要缺點(diǎn)是價(jià)格是紅外傳感器的 810 倍。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在 一定距離范圍內(nèi)，空氣溫度變化非常小，熱敏電阻幾乎不發(fā)生任何變化。 紅 外 光 電對 管 電 路電 位 比 器比 較 電 壓單 片 機(jī) 圖 4 紅外光電對管測量系統(tǒng)圖 超聲波傳感器障礙物發(fā)射波回波單片機(jī)常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 45 頁 火焰檢測方案 火焰檢測有溫度傳感器、煙霧傳感器、紅外傳感器、紫外傳感器以及 CCD傳感器。當(dāng)有光線反射回來時(shí)，輸出低電平。因此我們考慮其他的方案。然后將這信號放大后送入單片機(jī)。按鍵用于用戶啟動(dòng) 滅火機(jī)器人。按鍵實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；顯示采用 LCD1602液晶模塊，可以提供豐富、直觀、友好的信息界面。單片機(jī)采集火焰檢測模塊和避障模塊的信號 ， 通過控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊使小車避障行駛?cè)フ覍せ鹪?，在找到火源之后，單片機(jī)控制電機(jī)停止，開啟風(fēng)扇滅火，液晶顯示小車行進(jìn)狀態(tài)和總撲滅火源個(gè)數(shù)，從 而 實(shí)現(xiàn)對整個(gè)火災(zāi)點(diǎn)滅火的過程。滅火通過火焰檢測傳感器找到蠟燭， 控制電機(jī) 引導(dǎo)小車走向蠟燭附近并吹滅蠟燭。在智能滅火系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)來代替人的思考，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，簡化了滅火的工作流程，使單片機(jī)代替多余的消防人員，節(jié)省了國家不必要的支出，降低了危險(xiǎn)。同時(shí)機(jī)器人的控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于 PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。目前研究重點(diǎn)是機(jī)器人新的結(jié)構(gòu)、功能及可實(shí)現(xiàn)性，其目的是使機(jī)器功能更強(qiáng)、柔性更大、滿足不同目的的需求。尤其是在高溫、有毒、易燃易爆等復(fù)雜環(huán)境中，為切實(shí)增強(qiáng)消防部隊(duì)撲救大火的能力，也為更好地保護(hù)廣大官兵的生命安全，配備消防機(jī)器人已勢在必行 。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速增長，各種危險(xiǎn)場所不可避免的火災(zāi)頻繁出現(xiàn)，給社會(huì)安全造成了很多隱患 。 此設(shè)計(jì)以數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)并以單片機(jī)技術(shù)為核心 ， 依據(jù)傳感器的信號傳入單片機(jī)實(shí)現(xiàn)各種指令處理。 常 州 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 20xx 屆） 題 目 基于單片機(jī)的滅火機(jī)器人模型的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 學(xué) 院 信 息科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級 校 內(nèi)指導(dǎo)教師 專 業(yè)技術(shù)職務(wù) 校 外指導(dǎo)老師 專 業(yè)技術(shù)職務(wù) 二 ○ 一三 年 六 月 I 基于單片機(jī)的滅火機(jī)器人模型的設(shè)計(jì) 摘 要 :該文設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的滅火機(jī)器人模型的設(shè)計(jì) 。避障采用 E18D50NK 型號的光電傳感器，該傳感器具有探測距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 ： STC89C52 單片機(jī)、光敏晶體管、紅外光電開關(guān)、 1602 液晶模塊、 L298N II DESIGN OF THE FIREFIGHTING ROBOT BASED ON THE MICROCONTROLLER ABSTRACT :In this paper, the design model for the design of a microcontrollerbased firefighting robot. System to STC89C52RC microcontroller for control core, innovation homemade flame sensor is used to measure the source of fire, use infrared receiverdiode to detect the roadblock ,the L298 drive motor rotation LCD1602 display the number of fires which are put out. The system use six innovation homemade flame sensors which consist of five remote Infrared re