【正文】 define ulong unsigned long //無(wú)符號(hào)三十二位長(zhǎng)整型 //狀態(tài)定義 uchar go=0xFA。 如圖41 所示。 C51 開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的源程序要變?yōu)?C51可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 對(duì)路面檢測(cè)的電路設(shè)計(jì)就是通過(guò)電位器設(shè)定一個(gè)閾值，以此確定是否有光反射。 調(diào)節(jié)電位器使檢測(cè)信號(hào)能被識(shí)別。 紅外探測(cè)器探測(cè)距離有限一般最大不應(yīng)超過(guò) 3cm。 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。 當(dāng)制作中需要一個(gè)能輸出 以上電流 的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來(lái)，使其最大輸出電流為 N 個(gè) ，但應(yīng)用時(shí)需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號(hào)的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。該系列集成穩(wěn)壓 IC型號(hào)中的 lm78或 lm79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 lm7806 表示輸出電壓為正 6V， lm7909 表示輸出電壓為負(fù)9V。 圖 34 穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換電路 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 穩(wěn)壓芯片簡(jiǎn)介 三端穩(wěn)壓集成電路 lm7805 電子產(chǎn)品中，常見(jiàn)的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸 出的 lm78 系列和負(fù)電壓輸出的 lm79 系列。設(shè)計(jì)中，除了需要考慮電壓范圍和電流容量等基本參數(shù)之外，還要在電源轉(zhuǎn)換效率、降低噪聲、防止干擾和電路簡(jiǎn)單等方面進(jìn)行優(yōu)化，電源管理模塊的功能是對(duì)電池進(jìn)行分配和電壓調(diào)節(jié)，為其他各個(gè)模塊的正常工作提供可靠的工作電壓。傳感器的 輸入 有兩根信號(hào)線，接單片機(jī)的 。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路、數(shù)據(jù)采集接口和電機(jī)控制接口組成，單片機(jī)最小系統(tǒng)圖如圖 32所示 ?？偟墓╇娤到y(tǒng)是有 9V 的大功率電池儲(chǔ)能，經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換單元。 系統(tǒng)功能原理圖如圖 31所示 。 系統(tǒng)總體方案 經(jīng)過(guò)對(duì)方案的設(shè)計(jì)要求的分析和方案論證， 采用 51 單片機(jī)控制平臺(tái)，經(jīng)過(guò)紅外傳感模塊檢測(cè)路面的信息，控制運(yùn)動(dòng)模塊 的電機(jī)運(yùn)動(dòng)方式 ， 近而 控制 這個(gè)智能小車系 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。 循跡單元方案論證 方案一 ：用光敏電阻組成光敏探測(cè)器 用光敏電阻組成光敏探測(cè)器 ， 光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。如圖 22： 圖 22 步進(jìn)電機(jī) +LM298組合電路原理 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 方案三：采用 直流電機(jī)配合 由雙極性管組成的 H橋電路。容易受到外部因素干擾，影響穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸出。優(yōu)點(diǎn)在于硬件電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。 供電單元方案論證 方案一：采用單電源供電，通過(guò)單電源同時(shí)對(duì)單片機(jī)和 直流電機(jī)進(jìn)行供電，此方案的優(yōu)點(diǎn)是，減少機(jī)身的重量，操作簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是，這樣會(huì)使單片機(jī)的波動(dòng)變大， 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 影響單片機(jī)的性能，穩(wěn)定性比較弱。 方案一：可以采用 ARM 為系統(tǒng)的控制器，優(yōu)點(diǎn)是該系統(tǒng)功能強(qiáng)大，片上外設(shè)集成度搞密度高， 提高了穩(wěn)定性 ， 系統(tǒng)的處理速度 也很高 ，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)的控制核心。 最后總結(jié)部分說(shuō)明了本論的主要內(nèi)容，舉出了在系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并提出了可能的解決方案。 論文各部分的主要內(nèi)容 第一章 對(duì)智能循跡小車的現(xiàn)狀、研究意義和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。 通過(guò)構(gòu)建智能小車系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。前蘇聯(lián)在 1959^1976 年間，總共成功發(fā)射了兩個(gè)月球探測(cè)車。美國(guó)曾在 1966^1968 年間，向月球成功發(fā)射了兩次無(wú)人巡游探測(cè)器。智能小車國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 : 世界各國(guó)在智能微型車領(lǐng)域進(jìn)行了很多研究，己經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在探測(cè)和軍事領(lǐng)域使用特別多。本設(shè)計(jì)就采用了比較先進(jìn)的 C51 為控制核心， C51 采用 CHOMS 工藝，功耗很低 。 本設(shè) 計(jì)的內(nèi)容及意義 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （ 1） 路面檢測(cè)模塊 （ 2） 電源模塊為 5V； （ 3） 直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊電路，及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序； （ 4） 控速模塊 （ 5） 循線功能電路及程序； （ 6） 復(fù)位電路模塊 本設(shè)計(jì)的意義 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來(lái)越受人關(guān)注。 通過(guò)構(gòu)建智能小車系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。 該智能小車可以作為機(jī)器人的典型代表。對(duì)這種小車的研究，將為未來(lái)環(huán)境探測(cè)術(shù)上的有力支持 。 (3)安全檢測(cè)受損評(píng)估 在工程建設(shè)領(lǐng)域，可對(duì)高速公路自動(dòng)巡跡，進(jìn)行道路質(zhì)量檢測(cè)和破壞分析檢測(cè) 。 (2)探測(cè)危險(xiǎn)與排除險(xiǎn)情 在戰(zhàn)場(chǎng)上或工程中，常常會(huì)遇到各種各樣的意外。主要包括 :巡航控制、車輛跟蹤系統(tǒng)、準(zhǔn)確泊車系統(tǒng)及精確機(jī)動(dòng)系統(tǒng)。三個(gè)層次具體如下 : (1)智能感知系統(tǒng)，利用各種傳感器來(lái)獲得車輛 自身、車輛行駛的周圍環(huán)境及 駕駛員本身的狀態(tài)信息，必要時(shí)發(fā)出預(yù)警信息。 (2)攝像機(jī)，用來(lái)獲得道路圖像信息 。 智能車輛也叫無(wú)人車輛，是 一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng) 。移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支，出現(xiàn)于 20世紀(jì) 06年代。世界上許多國(guó)家都在積極進(jìn)行智能車輛的研究和開發(fā)設(shè)計(jì)。 智能小車，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航及白動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。智能車輛在原有車輛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一些智能化技術(shù)設(shè)備 : (1)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，主要完成對(duì)來(lái)自攝像機(jī)所獲取的圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、分析、識(shí)別等工作 。上一層技術(shù)是下一層技術(shù)的基礎(chǔ)。 (2)輔助駕駛系統(tǒng)，利用智能感知系統(tǒng)的信息進(jìn)行決策規(guī)劃，給駕駛員提出駕駛建議或部分地代替駕駛員進(jìn)行車輛控制操作。 這種智能小車的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面 : (1)軍事偵察與環(huán)境探測(cè) 現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍事偵察提出了更高的要求，世界各國(guó)普遍重視對(duì)軍事偵察的建設(shè)，采取各種有效措施預(yù)防敵方的突然襲擊，并廣泛應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，不斷研制多用途的偵察器材和探測(cè)設(shè)備，在車上裝備攝像機(jī)、安全激光測(cè)距儀、夜視裝置和衛(wèi)星全球定位儀等設(shè)備，通過(guò)光纜操縱，完成偵察和監(jiān)視敵情、情報(bào)收集、目標(biāo)搜索和自主巡邏等任務(wù)， 進(jìn)一步擴(kuò)大偵察的范圍，提高偵察的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。民用方面，可以探測(cè)化學(xué)泄漏物質(zhì)，可以進(jìn)行地鐵滅火，以及在強(qiáng)烈地震發(fā)生后到廢墟中尋找被埋人員等。 (4)智能家居 在家庭中，可以用智能小車進(jìn)行家具、遠(yuǎn)程控制家中的家用電器，控制室溫等等。 無(wú)線傳輸 的發(fā)展使得測(cè)量變得相對(duì)簡(jiǎn)單而且使得處理數(shù)據(jù)的速度變得很快甚至可以達(dá)到實(shí)時(shí)處理”?？梢詫?shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測(cè)到障礙物自動(dòng)躲避。在此過(guò)程中，加深對(duì)控制理論的理解和認(rèn)識(shí)。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的，本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)。美國(guó)和前蘇聯(lián)是從 20世紀(jì) 60 年代末期開始進(jìn)行月球表面探測(cè)任務(wù)的。 2020 年 1月，美國(guó)的 “ 勇氣號(hào) ” 和 “ 機(jī)遇號(hào) ” 火星探測(cè)車再度登陸火星。 AT89S51 可以說(shuō)是單片機(jī)領(lǐng)域的主流產(chǎn)品 ，其應(yīng)用如此廣泛，所以有必要去學(xué)習(xí)和應(yīng)用該單片機(jī)，以滿足實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)的需要， 也是適應(yīng)社會(huì)智能化、自動(dòng)化的趨勢(shì)。在此過(guò)程中，加深對(duì)控制理論的理解和認(rèn)識(shí)。 第四章首先介紹了該系統(tǒng)程序調(diào)試過(guò)程中所用到的程序調(diào)試軟件及其調(diào)試環(huán)境。 系統(tǒng)方 案論證 控制器方案論證 按照 題目要求，控制器主要用于控制電機(jī)， 通過(guò)相關(guān)傳感器 對(duì) 路面的軌跡信息 進(jìn)行處理， 并將處理信號(hào)傳輸給控制器，然后控制器做出相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的前進(jìn)和后退，保證在允許范圍類實(shí)現(xiàn)蹺蹺板的平衡 。 考慮到性價(jià)比問(wèn)題，本設(shè)計(jì)選擇 用 AT89S52 單片機(jī)做控制器。 運(yùn)動(dòng)單元方案論證 方案一： 采用直流電機(jī)，配合 LM293 驅(qū)動(dòng)芯片組合。也用于變速范圍很寬的驅(qū)動(dòng)裝置 。但是 LM298 芯片的硬件電路比較復(fù)雜。 圖 23 電 機(jī)驅(qū)動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 綜合 3 種方案的優(yōu)缺點(diǎn)， 鑒于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)體積較小，自身重量 較輕 ，對(duì)電機(jī)功率輸出要求不高， 決定選擇方案 3。將阻值的變化值經(jīng)過(guò)比較器就可以輸出高低電平。 綜上所述，我們采用方案二。當(dāng)有紅外遙控信號(hào)時(shí)，根據(jù)信號(hào)進(jìn)入相應(yīng)的行駛狀態(tài)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由紅外光電傳感器檢測(cè)，通過(guò)單片機(jī)控制小車進(jìn)行循跡，系統(tǒng)的自動(dòng)循跡功能通過(guò)紅外線傳感器正前方檢測(cè)，由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn) 在小車行駛過(guò)程中，通過(guò) 接收 的信號(hào)脈沖控制直流電機(jī)，以提高系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能。考慮到小車是個(gè)不斷運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，采用干電池供電。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制電