【正文】 器或敏感元件選擇、通道結(jié)構(gòu)、信號(hào)調(diào)節(jié)、電源配置、 抗干擾設(shè)計(jì)等。 對(duì)被測(cè)對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試一般都離不開(kāi)傳感器或敏感元件，這是因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象的狀態(tài)參數(shù)常常是一些非電物理量，如溫度、壓力、載荷、位移等，而計(jì)算機(jī)是一個(gè)數(shù)字電路系統(tǒng)。 因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的前向通道體現(xiàn)了被測(cè)對(duì)象與系統(tǒng)相互聯(lián)系的信號(hào)輸入通道，原始參數(shù)輸入通道。故只要反映外界狀態(tài)的信號(hào)輸入通道都可稱為前向通道。探測(cè)障礙的最簡(jiǎn)單的方法是使用超聲波傳 感器，它是利用向目標(biāo)發(fā)射超聲波脈沖，計(jì)算其往返時(shí)間來(lái)判定距離的。首先因其只能在 10m 以內(nèi)有效使用，所以并不適合 ITS 系統(tǒng)。 16 視 覺(jué) 激光雷達(dá) MMW 雷達(dá) 易于多目標(biāo)測(cè)量和分類，分辨率好。 價(jià)格貴 視覺(jué)傳感器在 CW 系統(tǒng)中使用得非常廣泛。主要優(yōu)點(diǎn)是可以魯棒地探測(cè)到障礙而不受天氣或燈 光條件限制。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過(guò)程中有衰減。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類型，常用于防盜報(bào)警器、接近開(kāi)關(guān)、測(cè)距及材料探傷、測(cè)厚等。后向通道是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算處理后，對(duì)控制對(duì)象的輸出通道接口。輸出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制信號(hào)，而伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的狀態(tài)反饋信號(hào)通常是作為檢測(cè)信號(hào)輸入前向通道。但這些干擾易從系統(tǒng)的前向通道竄入。將單片機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足伺服驅(qū)動(dòng)的功率要求。 （ 3） 數(shù) /模轉(zhuǎn)換。圖 為雙極式 H型可逆 PWM 變換器的電路原理圖。 脈寬調(diào)制原理： 脈寬調(diào)制器本身是一個(gè)由運(yùn)算放大器和幾個(gè)輸入信號(hào)組成的電壓比較器。只要改變控制電壓的極性 ,也就改變了 PWM 變換器輸出平均電壓的極性 ,因而改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向 .改變控制電壓的大小 ,則調(diào)節(jié)了輸出脈沖電壓的寬度 ,從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 .只要鋸齒波的線性度足夠好 ,輸出脈沖的寬度是和控制電壓的大小成正比的 . 邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)： 在可逆 PWM 變換器中 ,跨接在電源兩端的上下兩個(gè)晶體管經(jīng)常交替工作 .由于晶體管的關(guān)斷過(guò)程中有一段存儲(chǔ)時(shí)間和電流下降時(shí)間 ,總稱關(guān)斷時(shí)間 ,在這段時(shí)間內(nèi)晶體管并未完全關(guān)斷 .如果在此期間另一個(gè)晶體管已經(jīng)導(dǎo)通 ,則將造成上下 兩管之通 ,從而使電源正負(fù)極短路 .為避免發(fā)生這種情況 ,設(shè)置了由 RC 電路構(gòu)成的延時(shí)環(huán)節(jié) . 電源的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的電源為車載電源。 管腳 d0﹑ d1﹑ d2﹑ d3 接單片機(jī)并行口，通過(guò)對(duì)單片機(jī)對(duì)芯片進(jìn)行控制。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重要地位。過(guò)程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑定時(shí)子程序、避障子程序﹑中斷子程序顯示子程序﹑調(diào)速子程序﹑算法子程序構(gòu)成。分米位 fmiao equ 33h 。小數(shù)點(diǎn)位 shimi equ 37h 。記時(shí)開(kāi)始 zhond equ 3bh zhodu equ 3ch zhon equ 3eh maicho equ 3fh jinweb equ 40h bhcs equ 41h dpan equ 42h fenchu equ 43h fencun equ 44h pand equ 45h fenmc equ 51h 0000h ajmp main 000bh ajmp st0 001bh ajmp st1 0100h main: mov limiw,00h mov miao,00h mov fenmi,00h mov fmiao,00h mov meter,00h mov fenzh,00h mov point,0bh mov shimi,00h mov shifn,00h mov jishk,00h mov zhond,00h mov zhodu,00h 22 mov zhon,00h mov maicho,00h mov jinweb,03h mov bhcs,00h mov sp,6fh mov tmod,21h mov th0,3ch mov tl0,0b0h mov th1,9ch mov tl1,9ch setb ea setb et0 setb et1 mov p1,0aah acall xianshi 軟件流程 如圖 流程圖所示： 23 24 初始化計(jì)時(shí)開(kāi)始計(jì)里程開(kāi)始低速行駛高速行駛開(kāi)關(guān)是否按下 ？是否遇到黑線 ？是否偏離 ？是否有障礙 ？是否有光源 ？是否檢測(cè)到黑線 ？停車轉(zhuǎn)向子程序避障子程序駛向光源NYNYYNYNYNYN 25 圖 流程圖 26 二 顯示子程序設(shè)計(jì) 程序清單如下： xianshi: mov p1,0aah mov p1,0cch mov a,limiw swap a add a,miao mov p1,a nop nop mov p1,0ddh mov a,fenmi swap a add a,fmiao mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,0b0h add a,point mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,meter swap a add a,fenzh mov p1,a nop nop mov p1,0ffh mov a,shimi swap a 27 add a,shifn mov p1,a ret 三 避障子程序設(shè)計(jì) 紅外避障模塊子程序流程圖如圖 43 所示。 程序清單如下： zhangai: jb 25h,stop jnb 22h,youzhuan jnb 23h,youzhuan jnb 24h,zuozhuan jnb 26h,zuozhuan ajmp jiance zuozhuan: clr 28 clr mov sudu,05h acall delaa setb setb mov sudu,07h ajmp jiance youzhuan: clr clr mov sudu,05h acall delaa setb setb mov sudu,07h ajmp jiance stop: acall delay jnb 25h,zhangai clr tr0 mov a,fenmi mov fenmc,a mov a,02h add a,fenmc mov fenmc,a here: cjne a,fenmi,here clr tr1 setb acall delaa setb ajmp $ 四 軟件抗干擾技術(shù) 提高玩具車智能控制的可靠性，僅靠硬件抗干擾是不夠的，需要進(jìn)一步借助于軟 29 件抗干擾技術(shù)來(lái)克服某些干擾 [6]。為了進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和控制，必須消除被測(cè)信號(hào)中的噪音和干擾。所謂數(shù)字濾波，就是通過(guò)一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號(hào)中的比重。 數(shù)字濾波可以對(duì)頻率很低的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。如果開(kāi)關(guān)量信號(hào)超過(guò) 8 個(gè)，可按 8 個(gè)一組進(jìn)行分組處理，也可定義多字節(jié)信息暫存區(qū)，按類似方法處理。輸出設(shè)備和慣性（響應(yīng)速度）與干擾的 耐受能力也有很大關(guān)系。只要有可能，其重復(fù)周期盡可能短些。當(dāng)程序彈飛到某一字節(jié)指令上時(shí)，便自動(dòng)納入正軌。指令冗余無(wú)疑會(huì)降低系統(tǒng)的效率，但在絕大多數(shù)情況下，CPU 還不至于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度，故這種方法還是被廣泛采用。 4﹑軟件陷阱技術(shù)： 指令冗余使彈飛的程序安定下來(lái)是有條件的。 (2)未使用的大片 ROM 空間 (3)表格 程序區(qū) 由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故 不影響程序執(zhí)行效率，在當(dāng)前 EPROM 容量不成問(wèn)題的條件下，還是多多益善。但操作者不能一直監(jiān)視著系統(tǒng)，也往往是在引起不良后果之后才進(jìn)行人工復(fù)位。本系統(tǒng)采用硬件 “ 看門狗”電路。 (1)基本原理 CD4060 是帶震蕩器的 14 位計(jì)數(shù)器，由該芯片構(gòu)成的看門狗電路如圖 看門狗電路圖所示。 (2)參數(shù)選擇 35 4060 的振蕩頻率 f由 RT 、 CT決定。4060 的振蕩頻率和 Qi(i=6,7,8,9,10,12,13,14)的選擇要根據(jù)情況確定。否則，正好在哪里有死循環(huán)，看門狗就不產(chǎn)生記滿輸出信號(hào)，不能重新啟動(dòng) CPU。 GAL16V8 技術(shù)特性 （ 1）電可擦除工藝 36 可重編程單元 100％成品率 可重配置邏輯 （ 2）高性能 E2CMOS 工藝 低功耗： 45mA 最大運(yùn)行功耗， 35mA 最大維持功耗 高速度： 15～ 25us 最快存取速度 （ 3） 8個(gè)輸出邏輯單元 對(duì)于復(fù)雜邏輯設(shè)計(jì)具有最大靈活性 GAL16V8 可仿真 20 條引腳的 PAL 器件，具有功能 / 熔絲 圖 /參數(shù)的完全兼容性 （ 4）預(yù)置、加電復(fù)位全部寄存器 （ 5）具有保密單元、電子標(biāo)簽 （ 6）數(shù)據(jù)保持超過(guò) 20 年。此子程序使用超再生簡(jiǎn)易無(wú)線電遙控器接收發(fā)器，通過(guò)單片機(jī)讀取接收器解碼后的信息，通過(guò)無(wú)線信息控制小車的“動(dòng)作”。當(dāng) a 為其他值時(shí)，小車保持當(dāng)前模式。 主控制模塊主程序設(shè)計(jì) 主控制模塊主程序流程圖如圖 46，主要用于小車的總體控制，組合各個(gè)子程序模塊，實(shí)現(xiàn)小車的功能整合。 38 第五章 測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試結(jié)果分析及結(jié)論 測(cè)試方法與儀器： 測(cè)試儀器 測(cè)試儀器包括秒表、數(shù)字萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器、示波器、 MCS51 仿真機(jī)、直流穩(wěn)壓電源等。 ⑵ 測(cè)距精度分析 測(cè)速系統(tǒng)采用了電機(jī)軸光電碼盤檢測(cè)技術(shù)。其主要任務(wù)是在小車行走過(guò)程中不斷讀取傳感器采集到的數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，來(lái)控制小車行走。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路； 39 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路使用 H型全橋式驅(qū)動(dòng)電路；圖 32電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖 ；該驅(qū)動(dòng)電路可以驅(qū)動(dòng)兩路直流電機(jī)，使能端 ENA、 E；表 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方式及直流電機(jī)狀態(tài)；若要對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行 PWM 調(diào)速，需設(shè)置 IN1 和 IN； 調(diào)速原理；直流電機(jī)可以通過(guò)改變電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周； Uav 33PWM 控制波形圖電壓平均值描述為：； ??t1t 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路使用 H型全橋式驅(qū)動(dòng)電