【正文】 動行走和駕駛的重要部件。這種技術(shù)促使機(jī)器人技術(shù)也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前人們已經(jīng)完全可以設(shè)計并制造出具有某些特殊功能的簡易智能機(jī)器人。 關(guān)鍵詞 AT89S52 單片機(jī) 8255 步進(jìn) 電機(jī) 傳感器 數(shù)碼 管 The intelligent control system of dust catcher Abstract The design of intelligent control systems and intelligent vacuum cleaner car similar to the control system. SCM is AT89C52 for the control of the core, to stepper motor, photoelectric sensors, ultrasonic sensors, pressuresensitive sensors and power circuit, as well as other circuit. SCM system is adopted by the AT89C52 IO I control the vacuum cleaner back and forward to. RPR220 track finding by the pletion of the photoelectric type. Ultrasonic sensors are used to avoid obstacles, and pressuresensitive sensor is used to detect the vacuum cleaner is filled with trash again after a warning buzzer tips。系統(tǒng)是由 AT89C52 單片機(jī)通過 IO 口控制吸塵器的前進(jìn)后退以及轉(zhuǎn)向。是以 AT89C52 單片機(jī)為控制核心，加以 步進(jìn) 電機(jī)、光電傳感器、超聲波傳感器、壓敏傳感器和電源電路以及其他電路構(gòu)成。顯示臺是由四位 LED 數(shù)碼顯示管和【定時 /OFF】【時】【分】【 ON/OFF】四個按鍵進(jìn)行吸塵器的 定時工作狀態(tài)顯示和啟動控制。 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 24 附 件 ........................................................................................................................................... 25 附錄 1 智能吸塵器控制系統(tǒng)供電流程圖 ........................................................................... 25 附錄 2 智能吸塵器控制系統(tǒng)總原理圖 ............................................................................... 26 附錄 3 智能吸塵器控制系統(tǒng)的軟體 ................................................................................... 28 引 言 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來越高，單片機(jī)已可以在一塊芯片上同時集成 CPU、存儲器、定時器／計數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器、 A／ D 轉(zhuǎn)換器、 D／ A 轉(zhuǎn)換器等多種電路，這就很容易將計算機(jī)技術(shù)與測 量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測量控制系統(tǒng)。人們 在 不斷探討 、 改造 、 認(rèn)識自然 的 過程中 ，制造能替代人勞動的機(jī)器一直是人類的夢想 。但 CCD 傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是一種實用有效的方法。 智能吸塵器就依據(jù)自動小車的智能行走技術(shù)來改制而成，這種技術(shù)現(xiàn)在被泛的電器所采用。 按設(shè)計 的 要求，本系統(tǒng) 是 具有定時工作功能 ， 此功能 是采用 外制的 延時時鐘電路與可篇程控制器 互相 配合 來實現(xiàn) 此 功能，為了能清 楚 的看到定時 工作的 狀態(tài) 與方便操作， 在 本 系統(tǒng) 里 加了個顯示 模塊 ，以達(dá)到需求。 整個系統(tǒng)的基本框圖如圖 11 所示。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。 并 且 ， 該系列的 51 單片機(jī)可以不用燒寫器而直接用串口或并口就可以向單片機(jī)中下載程序。 尋跡模塊 方案 1： 采 用光敏電阻組成光敏探測器。將阻值的變化值經(jīng)過比較器 比較 就可以輸出高 電平與 低電平 了 。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到 物質(zhì) 上 反射 回來 的光線 。 RPR220 型光電對管 是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度 的 硅平面光電三極管。 當(dāng) RPR220 型光電對管的發(fā)射器 發(fā)出的光反射回來時， 它的接收器工作（ 三極管 導(dǎo)通）則是 低電平 輸出 ； 反之，則是高電平輸出。 紅外 光電開關(guān)的工作原理是根據(jù)投光器發(fā)出的光束，被物體阻斷或部分反射 回來，受光器最終據(jù)此作出判斷反應(yīng)。 可惜，如果檢測到的物體不 能將投光器發(fā)出的光束反射回來的話，那么就會造成檢測錯誤。 這樣，不管遇到怎樣的障礙物，它都可以正確的檢測到，就不會造成誤判的結(jié)果。但是，受潮后易產(chǎn)生漏電。它具有測量范圍寬、精度高、動態(tài)響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡單、 體積小、重量輕，使用起來方便，雙是價格低廉的產(chǎn)品。 假如是實際產(chǎn)品上，那驅(qū)動電機(jī)的選擇就顯得的十分重要。由于 其內(nèi)部由高速電動機(jī)提供原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生大扭力。步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位， 可以實現(xiàn) 吸塵器 前進(jìn)路程和位置的精確定位。由分立元件 構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單 ，價格低廉，在實際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。并且，可以直接用七段譯碼器進(jìn)行驅(qū)動譯碼，方便于程序 的篇寫。 因此，我 采用 方案 1 做為顯示臺 。這個方案是適用于實際產(chǎn)品上。這樣 也可以使用在實際產(chǎn)品上。并且，它的工作狀態(tài)也并不是很穩(wěn)定。不過，彩用數(shù)字電路的 COMS 觸發(fā)器的話。 從上面方案上選擇，我選擇最后一個方案。并且，下載線也可以自己制作。 光電 對 管 尋跡 電路的設(shè)計分析 本系統(tǒng)的尋跡電路是由光電對管對外部環(huán)境的采集轉(zhuǎn)換， 在通過信號處理電路后在送入單片進(jìn)行處理。 經(jīng)試驗和示波器驗證，該電路工作性能一般， 不是很完善， 輸出還有雜散干擾波的成分。電路中的 可調(diào)電阻 R3 可以調(diào)節(jié)比較器的門限電壓。另外， 經(jīng)試驗驗證 ， 給此電路供電的 電源的壓 降較小。這樣，一可隱定尋跡電路送的的電平，二還可以在尋跡電路出異常時送給單片的信號與光電對管接收不到反射光的輸出信號保持一致，以便于篇程。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。小功率超聲探頭多作探測作用。 超聲波傳感器的主要性能指標(biāo) ： （ 1）工作頻率。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而 不產(chǎn)生失效。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。 本系統(tǒng)是設(shè)計一個 40KHZ 的超聲波發(fā)射器。電路工作電壓 9V，工作電流 40~50mA。 電路工作電壓 3V，靜態(tài)電流小于 10mA。而安置在一起的一對超聲波傳感器，作為射器的安置在作為接收器的下方。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。 這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 J u n 2 00 8 S he e t o f F i l e : G : \ 2 00 8 年畢業(yè)論文 \ 林謙謙 \ 1 . 智能吸塵器控制系統(tǒng)（畢業(yè)論文） \ 1 0. 設(shè)計與論文 \ 智能吸塵器控制系統(tǒng) .d dbD r a w n B y :RpV C C P SV T 1 019 01 8V T 1 029 01 8R 10 11 0KR 10 21 0KR 10 31 0KV C C P SV C C P SR4 1 0KC 10 1 0 .01 μF B 1 02C 10 20 .47 μR 10 55 .1KT P _ R 1 04 1 0KU 30 2 L M 3 93 / DV C C 12V C C P SP S _ DF B 1 01V C C 5 V C C P S 圖 26 電阻應(yīng)變片 傳感器檢測壓力的壓敏電路 電阻應(yīng)變片 傳感器的安裝 電阻應(yīng)片傳感器是是貼粘在一塊薄膜金屬 片上，薄膜金屬片的形狀是于智能吸塵器的垃圾桶桶蓋一樣，而垃圾桶桶蓋是從上向下式的。它的顯示形式是 利用人眼的視差而設(shè)計的，在人眼看不到變化速度下不斷的以一個一個掃描顯示出來。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 J u n 2 00 8 S he e t o f F i l e : G : \ 2 00 8 年畢業(yè)論文 \ 林謙謙 \ 1 . 智能吸塵器控制系統(tǒng)（畢業(yè)論文） \ 1 0. 設(shè)計與論文 \ 智能吸塵器控制系統(tǒng) .d dbD r a w n B y :L E D _F FA7B1C2D6LT3BI4LE5A13B12C11D10E9F15G14V C C16G N D8U 50 11234567abcdefg8dpG N DabfcgdedpL E D 50 11234567abcdefg8dpG N DabfcgdedpL E D 50 21234567abcdefg8dpG N DabfcgdedpL E D 50 3F B 5 01V C C D S PV C C 5V C C D S PL E D _AL E D _CL E D _DL E D _BL E D _A AL E D _B BL E D _C CL E D _E EL E D _F FL E D _G GL E D _D DL E D _B BL E D _G GL E D _D DL E D _C CL E D _A AL E D _E E1234567P P V C C D S PP 圖 28 三位數(shù)碼管顯示電路 時鐘電路的設(shè)計 由 555 時基振蕩芯片不主設(shè)計的時鐘延時電路。不過，本課題所設(shè)計的是一個智能吸塵器的控制系統(tǒng)虛似系統(tǒng)，因此，本課題在供電上沒做重點(diǎn)要求。另外，電路中的 Q701 與 Q702 和其它元件是構(gòu)成一個電壓開關(guān)電路。具體如下圖 211 所示。按鍵盤的電路具體如圖 212 所示。此鍵偶次動作下面的程序也一樣的無法運(yùn)行。 開 始系 統(tǒng) 初 始 化K 0 1 是 否 動 作K 0 2 是 否 動 作掃 描 按 鍵 盤 取 值執(zhí) 行 吸 塵 器 工 作 1執(zhí) 定 時 設(shè) 置K 0 2 是 否 動 作執(zhí) 行 吸 塵 器 工 作 2FNNFFNK 0 2 是 否 動 作NF 圖 31 智能吸塵器主軟體 設(shè)計的 流程圖 定時 設(shè)置軟體 的 設(shè)計 定時設(shè)置主要是掃描 【時】 鍵與 【分】 鍵是否動作的一個軟體。 吸塵器工作 1 是以掃描形式進(jìn)行掃描處理信號。 在本次設(shè)計過程中出現(xiàn)過許多的小問題。在設(shè)計本 項目 時，我不知道往學(xué)校圖書管走了有多少回，在網(wǎng)上泡了多少天，所收集到的書籍、材料雖然重多，但是能用上的不多。進(jìn)一步促進(jìn)了對單片機(jī)的認(rèn)識和運(yùn)用，了解了單片機(jī)的特點(diǎn)以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式原理。 通過這次 畢業(yè)設(shè)計，回顧了五年 的學(xué)習(xí)，我 深刻地理解了 電子設(shè)計的 很多問題，設(shè)計過程給我們增添了很多實