【正文】 X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 526P 2. 425P 2. 627P 2. 728/ P S E N29A L E ( / P R O G )30/ E A ( V P P )31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40AT89C55U1A T 89 C 55A 0L6A 1L7A 2L8A 3L9A 4L10A 5L11A 6L12A 7L13A 8L14A 9L15A 10 L4A 9R33A 8R34A 7R35A 6R36A 5R37A 4R38A 3R39A 2R40A 1R41A 0R42A 10 R44I / O 0R25I / O 1R26I / O 2R27I / O 3R28I / O 4R29I / O 5R30I / O 6R31I / O 7R32I / O 0L16I / O 1L17I / O 2L18I / O 3L19I / O 4L20I / O 5L21I / O 6L22I / O 7L23R / W L2/ O E L5/ C E L1/ B U S Y L3R / W R46/ O E R43/ C E R47/ B U S Y R45V C C48V S S24U 107132OC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q12U274 A S 57 3P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 56P 1. 45P 1. 67P 1. 78R S T9P 3. 0( R X D )10P 3. 1( T X D )11P 3. 2( / I N T 0)12P 3. 3( / I N T 1)13P 3. 4( T 0)14P 3. 5( T 1)15P 3. 6( / W R )16P 3. 7( / R D )17X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 526P 2. 425P 2. 627P 2. 728/ P S E N29A L E ( / P R O G )30/ E A ( V P P )31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40AT89C55U4A T 89 C 51OC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q12U374 A S 57 3A _P 01A _P 02A _P 03A _P 04A _P 05A _P 06A _P 07A _P 20A _P 21A _P 22A _P 23A _P 24A _P 25A _P 26A _P 27GNDGNDGNDA _P 00A _W RA _R DGNDA _A L E B _A L EA _A L EV C CGNDB _P 00B _P 00B _P 01B _P 02B _P 03B _P 04B _P 05B _P 06B _P 01B _P 07B _P 02B _P 03B _P 04B _P 05B _P 06B _P 07B _W RB _R DB _P 20B _P 21B _P 22B _P 20B _P 21B _P 22B _P 23B _P 24B _P 25B _P 26B _P 27B _A L EV C CV C CB _W RB _R DA _W RA _R DGND GNDV C CGNDB _P 23GNDR S T12345678BUTTON amp。B _P 10B _P 11B _P 12B _P 13B _P 14B _P 15B _P 16B _P 17R S T12345678J6CON8A _P 10A _P 11A _P 12A _P 13A _P 14A _P 15A _P 16A _P 17A _P 30A _P 31A _P 32A _P 33A _P 34A _P 35B _P 30B _P 31B _P 32B _P 33B _P 34B _P 35B _X 1B _X 2R1R E S 2VCCGNDC1C A PC2C A PY1C3C A PC4C A PY2A_X1 A_X2B_X1B_X2C6C A PC7C A PC8C A PC5C A P C9E L E C T R O 1C 10E L E C T R O 1C 11E L E C T R O 1C 12E L E C T R O 1V C CR2R E S 2K1S W P BV C CR E S 2RA _P 00A _P 01A _P 02A _P 03A _P 04A _P 05A _P 06A _P 07C 13E L E C T R O 1R S TD1LED12345678J812345678J712345678J1CON812345678J4CON8V C CPhotoelectricity sensor 圖 單片機(jī)控制電路原理圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 本次設(shè)計(jì)選用的步進(jìn)電機(jī)工作在四相八拍方式，驅(qū)動(dòng)電路由 GAL16V8 和 L298 組成。當(dāng) CLK 口輸入一個(gè)脈沖時(shí)，電機(jī) 10 轉(zhuǎn)動(dòng)一拍，步角為 176。 黑線檢測(cè)電路 為了確保對(duì)于任意黑色曲線尋跡，本系統(tǒng)采用了四個(gè)紅外傳感器來檢測(cè)黑線。當(dāng)檢測(cè)到黑線時(shí)，傳感器接收頭收到少量的光線，傳感器截 止，輸出低電平。接收管 采用 100K 精密繞線 電阻作為采用電阻，通過調(diào)節(jié)使傳感器工作在最佳狀態(tài)。鍵盤 /顯示電路主要實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)設(shè)定、運(yùn)動(dòng)方式的選擇和顯示坐標(biāo)的設(shè)定值和當(dāng)前值、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等功能。本次設(shè)計(jì)中將制作多個(gè)顯示界面，可以通過鍵盤來選擇不同的界面，設(shè)置物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，具有良好的人機(jī)交互功能。圖 (a)為 SP數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，其 工作頻率為 315M，采用聲表諧振器 SAW 穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極 高，聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度 僅次于晶體。 （ a） 發(fā)射模塊 (b)接收模塊 圖 無線發(fā)射接收模塊實(shí)物圖 圖 (b)為 SP數(shù)據(jù)接收模塊，其 工作電壓為 5伏，靜態(tài)電流 4 毫安，它為超再生接收電路，接收靈敏度為－ 105dbm，接收天線最好為 25～ 30 厘米的導(dǎo)線，最好能豎立 13 起來。 本設(shè)計(jì)將發(fā)射模塊與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相連，接收模塊與系統(tǒng)主控制系統(tǒng)的 AT89C51相連當(dāng)該系統(tǒng)通過鍵盤設(shè)定坐標(biāo)點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)方式后，通過發(fā)射模塊向主控制系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)；接收模塊負(fù)責(zé)接收這些數(shù)據(jù)并送給單片機(jī)處理。要說明的就是由于輸出電壓需提供較大的電流，所以相應(yīng)的濾波電容取值較大，均為 2200uF。選用物體為長(zhǎng)方體鐵盒，其長(zhǎng)（沿 y 軸方向）為 14cm，寬（沿 x 軸方向）為 9cm。 ABCC ’B ’DEE ’左 右 圖 定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)示意圖 15 由圖可得， AB=DE=（ 108 0y ） cm， BC=（ 15+0x ） cm， CE=（ 950x ） cm 根據(jù)勾股定理：斜邊 22 00B C A B x y?? 22A C = ( 1 5 + ) + ( 1 0 8 )cm 22 00CE D E x y?? 22D C = ( 9 5 ) + ( 1 0 8 )cm 若物體要運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn) 11( , )xy ，則 C 點(diǎn)的坐標(biāo)為 C′ 11( , 7)xy? ，此時(shí)構(gòu)成直角三角形 AB′ C′、 DC′ E′，同理可得斜邊的長(zhǎng)度： 22 11B C A B x y? ? ? ??? 22A C = ( 1 5 + ) + ( 1 0 8 ) cm 22 11C E D E x y? ? ? ??? 22D C = ( 9 5 ) + ( 1 0 8 ) cm 比較吊繩 AC 和 ?AC 、 DC 和 ?DC 的長(zhǎng)度，從而判斷圖中左右兩電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度。即電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一步，轉(zhuǎn)過的位置為0 8 . 2 0 . 4 5 0 . 0 1 0 2 5 0 . 0 1360 cms c m c m? ? ? ? 據(jù)此可以計(jì)算出物體要完成從 C 點(diǎn)到 C′點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)電機(jī)分別需轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)。 若采用查表法， 為了保證圓的精度，需在圓周上等間隔取較多的點(diǎn)，將處理好的數(shù) 16 據(jù)以表格的形式保存在單片機(jī)內(nèi)。 物體作圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)就是到達(dá)指定坐標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。 （ 25 , 25 ）（ x 0 ， y 0 ）cmcm圖 3 . 2 圓周運(yùn)動(dòng)示意圖（ x 0 25 ， y 0 ）α( x 1 , y 1 ) 17 黑線檢測(cè)理論分析 由于題目要求所畫曲線為任意曲線，并且線寬在 到 之間，顏色為黑色；并且中間存在 2個(gè)間斷點(diǎn)， 間斷距離不大于 1cm。 3 水平放置， 4 垂直放置，物體中心為畫筆所在位置。調(diào)整糾正方法如表 1所示。并適時(shí)顯示物體 通過曲線軌跡的位移和時(shí)間，并保存數(shù)據(jù)。 C 語言程序在 Windows XP 環(huán)境下采用 KeiluVision 2 軟件編寫，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外傳感器的信號(hào)查詢、電機(jī)方向、輸出脈沖數(shù)控制、鍵盤顯示等功能。從遠(yuǎn)程控制電路中接收到的數(shù)據(jù)有坐標(biāo)值和代碼，系統(tǒng) 通過代碼值來判斷物體做何種運(yùn)動(dòng)。鍵盤子程序流程圖如圖 所示。黑線檢測(cè)子程序流程圖如圖 。 |， | DC DC 180。 = ACDC 180。 |步右電機(jī)反轉(zhuǎn) 100 | D C DC 180。 測(cè)試儀器 測(cè)試所用的儀器設(shè)備如表 所示。根據(jù)畫筆在板上所畫的圓，取出部分?jǐn)?shù)據(jù)比較它與理想圓周上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的偏差，并測(cè)量出作圓周運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。 設(shè)定坐標(biāo)點(diǎn)為（ 61， 87 ），物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間如表 所示 表 定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)試 測(cè)試次數(shù) 實(shí)際到達(dá)點(diǎn)坐標(biāo) (cm) 誤 差 (cm) 運(yùn)行時(shí)間（ s） 1 （ ， ） （ ， ） 2 （ ， ） （ ， ） 3 （ ， ） （ ， ） 從上表可以看出，物體作定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)誤差在 以內(nèi)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定坐標(biāo)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)題目要求。 6. 結(jié)束語 本設(shè)計(jì)在硬件上使用紅外傳感器來檢測(cè)存在斷點(diǎn)的黑色曲線，采用可編程器件GAL16V8 和 L298 組成的驅(qū)動(dòng)電路解決了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的效率問題和單片機(jī)的利用率問題。 MOTOR DRIVE12J5P O W E RA _X 1A _X 212345678J2LCD12345678J3TIME