【正文】 )。 } break。//第二組的第四個命令（左轉(zhuǎn)） case Command_Four_ID: switch(uiBS_Team) { case 0:Car_RightBack(400)。 break。 case 1: Car_Back(200)。 uiBS_Team = 0。 } break。 goto Loop。 } break。 uiBS_Team=0。 //初始化識別器 while(1) { uiRes = BSR_GetResult()。 reFlag=0。 } *P_Watchdog_Clear = 0x0001。 *P_Watchdog_Clear = 0x0001。 //訓(xùn)練需要的五條命令（ 第 一組） SaveFiveCommand(0xf700)。 //初始化小車尋線端口 uiFlagFirst = IsFirstDownLoad()。 //初始化 *P_IOA_Dir = 0xfff0。 //用于標(biāo)識現(xiàn)在是第幾組命令在內(nèi)存當(dāng)中 unsigned int uiKey。 沒有他們的幫助，我 是 不能 順利 完成 畢業(yè)設(shè)計的 。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，極大的鍛煉了我思考和分析問題的能力，并對機電一體化有了一個更深的認(rèn)識。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅 是 對 我 大學(xué)四年 所學(xué)知識的考查 ，更是對我 的 自學(xué)能力和收集資料能力 以及動手能力 的考驗。 下面是幾條注意事項： A：不能在里障礙物太近的地方命令其前進、左拐或右拐，因為障礙檢測有檢測盲區(qū)，離障礙物太近并不能有效檢測。在小車運行的過程中任何時候按下控制板上的 RESET，小車都會進行復(fù)位，但是語音訓(xùn)練結(jié)果不會丟失。 圖 播放流程圖 31 圖 中斷播放服務(wù)流程圖 32 5 使用說明 智能小車總體圖如圖 所示， 其使用說明如下 : 圖 小車實物圖 小車的 硬件連接如下： IOB8～ IOB11：控制驅(qū)動和轉(zhuǎn)向電機 ,有 4PIN 排線連接 ； IOB2 口接超聲波接收信號 ； IOB4 口接 超聲波發(fā)射口 ； IOA4 和 IOA5 奇偶接尋線用紅外傳感器接口電路接收口 ； IOA IOA IOA10 分別連接一個發(fā)光二極管，顏色依次為綠、黃、紅； 所有連接都已經(jīng)連接好 ， 使用者不要隨便拆卸 。 問題討論： 由小車的 避障程序和 前進 程序可以看出，避障程序在等待回波中斷的時候浪費了不少時間，所以在循線中沒法實現(xiàn)避障， 在此，提出 一個解決方案：把數(shù)據(jù)處理程序都放到中斷程序里，這樣就 能 節(jié)省大量的時間而使得避障功能能在循線時實現(xiàn)了。 圖 避障程序流程圖 進入 否 退出 是否返回沒 處理結(jié)果并置標(biāo)志位 關(guān)外部中斷 初始化 發(fā)波 開中斷 是否超時沒 進入 退出 記下時間值 否 是 是 延時 主程序流程圖 中斷程序流程圖 29 流程描述： 在調(diào)用避障程序的時候，首先進行初始化，然后發(fā)射幾個 40KHz 的波，同時開始計時，延時一斷時間 再 開中斷， 延時的作用是 避開余波信號的干擾，在中斷 中記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，然后返回主程序?qū)?數(shù)據(jù)進行處理， 再 得出距 離并與安全距離比較，如果小于安全距離，則認(rèn)為遇到障礙，將障礙標(biāo)志位置 1，反之置 0。在此，存在一個問題：小車 在循線的時候 是 不能進行障礙檢測 的 ， 最初 是準(zhǔn)備 把 避障的功能放到循線里來的，但是因為前面已經(jīng)把避障的程序編好了，那個程序占單片機時間太多， 對循線的影響很大，所以 放棄了。圖 為循線程序的程序流程圖。圖 為小車主程序的流程圖 。 硬件完成后的 小車 總體圖 完成了所有硬件的設(shè)計和制作 （總體電路圖見附錄） ，然后進行 硬件的 組裝，組 25 裝好的小車如圖 所示。電路板上的四個孔安裝用的，可以通過小銅桿把整塊電路板固定在 控制板與小車驅(qū)動電路板之間。 在此，提出兩種實現(xiàn)方案： PCB 板 ，但是由于電路太復(fù)雜，加上 對 Protel 要求的 熟練 程度較高 ，實現(xiàn) 起 來相對 困難； 用通用板直接焊接 ,該 方案相對簡單且 通過了試驗。 SL1TR11KR21KVCCTRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U2NE555NR418KR3C1102C2103VCC12U1ASN74LS04N34U1BSN74LS04N8 9U1DSN74LS04N10 11U1ESN74LS04N12 13U1FSN74LS04N超聲波控制口 圖 發(fā)射電路 避障硬件電路的制作與安裝 電路設(shè)計好以后 ， 就是電路硬件的制作和安裝問題 。 7 腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，推薦阻值為 22kΩ，沒有接受信號是該端輸出為高電平，有信號時 23 則產(chǎn)生下降。 4 腳： 接地端。 2 腳：該腳與地之間連接 RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。如果試驗成功就把前面所設(shè)計好的 555 多諧振蕩電路接上再進行試驗，用來檢測多諧振蕩電路是否可行。 用這種推挽形式將方波信號加到超聲波 傳感 器 的 兩端 ， 可以提高超聲波的發(fā)射強度 ， 輸出端采用兩個反向器并聯(lián) ， 用以提高驅(qū)動能力。 ，還 采用過 TL082 代替 NE5532 等方法，但是還是沒有成功。 凌陽超聲波測距模組的 超聲波 接收處理電路 前級 采用 NE5532構(gòu)成 10000倍放大器，對接收信號進行放大 ；后級 采用 LM311 比較器對接收信號進行調(diào)整，比較電壓從 LM311 的 第 3 管腳輸入， 可調(diào)節(jié) 比較 電壓 的大小 來 調(diào)節(jié) 超聲 的 波檢測距離。 圖 是在產(chǎn)生頻率為 40KHz 占空比為 50%的方波電路時的截圖，軟件很直觀的給出了電路圖和具體元件的數(shù)值，這些 數(shù)值還可以方便 成組變化或 直接改變， 且在單獨改變某元件的值時， 反過來 可 查看頻率的 相關(guān) 變化。 圖 555多諧振蕩器基本電路和工作波形 其電路震蕩頻率 f 的計算公式為： 121 )2(CRRf ?? （ 3— 1） 而 輸出波形占空比 q 的計算公式為： 2121 2RR RRq ??? （ 3— 2） 由（ 3— 1）可以看出 改變的 1R 、 2R 和 1C 的 值可改變振蕩頻率 ，而由（ 3— 2）可以看出 1R 和 2R 的改變會導(dǎo)致輸出波形占空比 q 的改變，而且由（ 3— 2）還可以得出占空比 q 總是大于 50%的。一開始 考慮的 是凌陽超聲波 測距模組的電路， 其發(fā)射 電路如 圖 所示。 圖 循線傳感器安裝實物圖 避障模塊 在第 2 章已經(jīng)確定了 使 用超聲波 避障 的方式 ， 并 對傳感器進行了選擇 ，在此章節(jié)中將對其 接口電路 和 安裝方式 詳細 進行 設(shè)計。 通過 使 用小刀 、剪刀和小螺絲刀 等工具把通用板 加工成了 預(yù)想 的 形狀，把 TCRT5000 焊接 上，然后 經(jīng)過測試就開始安裝了 。由于空間和 中間有個調(diào)整前輪轉(zhuǎn)向平衡桿的原因， PCB 板 的形狀 必須 是 特殊 的 形狀 ，經(jīng)過仔細測量和用紙板模擬，得出了 電路 板的具體形狀和尺寸， 如圖 所示 。 下面談一下傳感器 的 具體 安裝，因為小車車體已經(jīng)固定 ，所以傳感器的安裝比小車控制板 超聲波傳器 TCRT5000 白色地面 黑線 前輪 15 較被動。 因為小車為前輪轉(zhuǎn)向，所以兩個傳感器安裝的最佳位置就是小車底部的前面了。需 說明一下 的是 我設(shè)計的小車是基于白色地面和黑色線軌的。 在實際中可以調(diào)整 R9的大小 來調(diào)整 TCRT5000 的靈敏度， 所以 R9可以設(shè)計成可調(diào)電阻 ，這樣可以方便的調(diào)整其靈敏度 。 ，即給發(fā)光二極管串聯(lián)一個電阻供電就可以實現(xiàn)； ，根據(jù)集電極電流與反射率的關(guān)系，利用一個三極管就可以實現(xiàn)紅外線的接收。 結(jié)合以上對前輪和后輪的狀態(tài)分析，得到小車的運行狀態(tài)與輸入的對照表，如表 所示： 12 表 輸入與小車運動狀態(tài)對照表 IOB11 IOB10 IOB9 IOB8 后電機 前電機 小車 0 0 0 0 停轉(zhuǎn) 停轉(zhuǎn) 停 0 0 0 1 正轉(zhuǎn) 停轉(zhuǎn) 前進 0 0 1 0 反轉(zhuǎn) 停轉(zhuǎn) 倒退 0 1 0 1 正轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 左前 進 1 0 0 1 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 右前 進 0 1 1 0 反轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 右后退 1 0 1 0 反轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 左后退 * * 1 1 停轉(zhuǎn) * 禁止 1 1 * * * 停轉(zhuǎn) 循線模塊 在 第 2章已確定了采用紅外探測法來實現(xiàn) 循線的功能 ，也選用了型號為 TCRT5000的紅外 反射式光藕 ，在此章節(jié)中將 對 其 接口電路 和 安裝方式 進行 詳細 設(shè)計。 圖 后輪電機驅(qū)動電路 還是 以 后輪 驅(qū)動電機為例， 當(dāng) IOB8 為高電平、 IOB9 為低電平時 Q1 和 Q4導(dǎo)通，Q2 和 Q3截止，后輪電機正轉(zhuǎn)，小車前進；反之當(dāng) IOB8 為低電平、 IOB9 為高電平時Q1 和 Q4 截止， Q2 和 Q3 導(dǎo)通，后輪電機反轉(zhuǎn)，小車倒退；而當(dāng) IOB IOB9 同為低電平時 Q Q Q3和 Q4都截止，后輪電機停轉(zhuǎn)，小車停止運動。后面兩個車輪由后輪電機驅(qū)動，為整個小車提供動力，所以又稱前面的輪子為方向輪，后面的兩個輪子為驅(qū)動輪，如圖。 車體結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動電路 車體驅(qū)動方 式已經(jīng)在前一章確定下來，硬件部分則在 張老師 提供 的 小車 基礎(chǔ)上進行 ， 小車的實物圖如圖 所示，控制板下的電路板為電機驅(qū)動電路板 。 綜合對比兩種方案 的優(yōu)略 ， 最終 采用超聲波避障， 從網(wǎng)絡(luò)上查得一種比較合適的超聲波傳感器，型號為 TCT4016T/R1，其實物圖 如圖 所示 。 光 電開關(guān)避障比較簡單 ，就是在一定距離內(nèi)有 反射 就認(rèn)為遇到障礙，可以適當(dāng)調(diào)節(jié) 接收靈敏度來小幅度調(diào)節(jié)避障距離 ，這種方式不需要單片機參與計算，所以可以為單片機節(jié)省資源 ；而 超聲波的避障 原理則相對復(fù)雜一些： 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到發(fā)射波就立 即停止計時。這種方法簡單實用，也很穩(wěn)定，而且接口電路簡單，甚至不用單獨設(shè)計接口電路。然后， 逐一 查找 到了 這幾種 傳感器的技術(shù)資料， 經(jīng)過 仔細分析和對比 其 性能，結(jié)合購買可能性， 最后確定了選用TCRT5000 型號的傳感器 ， 其形狀如圖 所示 。單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。 7 前面已經(jīng)對 61板進行了簡單了介紹， 61 板上面已經(jīng)集成了 音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分） ，所以不必要對硬件電路進行單獨設(shè)計了。 比較上面 三種 方案， 首先排除了第三種方案，因為 一開始的定位是要做四輪車。此外，它的軟件仿真功能可以在不連接仿真板的情況下模擬硬件的各項功能來調(diào)試程序。 61 板除了具備單片機最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，采用電池供電，方便學(xué)生隨身攜帶 ！使學(xué)生在掌握軟件的同時，熟悉單片機硬件的設(shè)計制作，鍛煉學(xué)生的動手能力，也為單片機學(xué)習(xí)者和開發(fā)者創(chuàng)造了一個良好的學(xué)習(xí)條件和開發(fā)新產(chǎn)品的機會！ 圖 61板實物圖 6 集成 開發(fā)環(huán)境（ IDE）簡介 61 板配有凌陽自行研發(fā)設(shè)計的 16 位單片機開發(fā)環(huán)境 IDE。 32～ 49115MHz,較高的工作速度使其應(yīng)用領(lǐng)域進一步拓寬 。 較高的處理速度 ,使 μ ＇nSPTM 能夠非常容易地快速處理復(fù)雜的數(shù)字信號 ,以 μ ＇ nSPTM 為核心的 SPCE061A 微控制器 ,也適用在數(shù)字語音識別應(yīng)用領(lǐng)域 。 SPCE061A 單片機 的編程環(huán)境也比較人性化，采用專用的 集成開發(fā)環(huán)境（ IDE） 進行程序的編輯， 而且 其不僅支持匯編，還支持比較高級的 C語言。當(dāng)小車接到返回命令時，則返回至模式選擇菜單，并 語音 提示返回 成功； 在 循線模式 下 ， 把 小車放到線軌 上 時則執(zhí)行循線動作，值得注意的是 如果 小車 不在循線軌道上時 ，小車是不會執(zhí)行循線動作的，只有在放到線軌上才會執(zhí)行動作， 當(dāng) 按下 控制板上的 KEY2 鍵 則退出循線模式 。 本次設(shè)計主要解決利用凌陽單片機強大的語音識別功能實現(xiàn)語音識別，并獨立設(shè)計和制作避障用超聲波接口電路和 循跡 用紅外發(fā)射和接收電路。 但 很現(xiàn)實的狀況是 ， 國內(nèi)不論是在機械還是電氣領(lǐng)域，與國外的差距還是很明顯的， 所以作為機電一體化學(xué)生，必須加倍努力，