【正文】 //停止識(shí)別器 Initial_route()。0x0004。 } break。 break。 break。 break。 } //播放返回成功 BSR_InitRecognizer(BSR_MIC)。 //置標(biāo)訓(xùn)練志位 F_FlashWrite1Word(0xfd00,0xaaaa)。 //播放 開(kāi)始 訓(xùn)練 TrainFiveCommand(0)。 *P_IOA_Buffer = 0xfff0。 還有 要 感謝 給我錄語(yǔ)音資料的 馮珊珊同學(xué) 、給我解決難題的榮左超同學(xué) 、給我買(mǎi)元件的 張銘同學(xué) 等。 雖然條件艱苦，但 經(jīng)過(guò)不懈鉆研和努力 ， 購(gòu)買(mǎi)到了所有所需的元器件，并系統(tǒng)的進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)， 最終 做出了整個(gè)小車(chē)的硬件系統(tǒng)，然后結(jié)合課題任務(wù)和小車(chē)硬件進(jìn)行了程序的編制，最終順利的 通過(guò)了系統(tǒng)軟硬件的聯(lián)機(jī)調(diào)試， 成功實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)任務(wù)所要求的語(yǔ)音控制、循線行走和避障 三大 功能 。 在 小車(chē)重新啟動(dòng)之后還是不要重新進(jìn)行訓(xùn)練的，如果需要重新訓(xùn)練，只需要按下小車(chē)上的 KEY3 鍵即可 。 如果小車(chē) 一直沒(méi)有遇到障礙，在 前進(jìn) 一段 設(shè)定的 時(shí)間后會(huì)自然停進(jìn)入 退出 是否有障沒(méi) 前進(jìn) 關(guān)識(shí)別器 并初始化 開(kāi)識(shí)別器并停車(chē) 是否有障沒(méi) 是否超時(shí) 急停 否 是 是 否 是 否 30 止。 需要說(shuō)明 的是 ， 在這里用到了 PWM 調(diào)寬調(diào)速， 其作用是限制 小車(chē)的速度，因?yàn)樗俣忍鞎?huì)導(dǎo)致小車(chē)沖出軌道而不能正常循線 。 主程序設(shè)計(jì) 主程序的作用是把小車(chē)的各個(gè)功能連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)小車(chē)預(yù)期的功能?？梢钥吹浇庹f(shuō)電路焊接得比較集中，那是由于接收電路容易收到干擾，所以盡量縮短其連線并原理其他電路。 然后用該電路反過(guò)來(lái)檢測(cè)前面設(shè)計(jì)的多諧振蕩電路，也非常 成功，于是超聲波避障的電路就都確定了，其最后的發(fā)射電路如圖 所示，接收電路如圖 所示。 3 腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為 f。 21 SL1TR11KR21KVCC12U1ASN74LS04N34U1BSN74LS04N8 9U1DSN74LS04N10 11U1ESN74LS04N12 13U1FSN74LS04N單片機(jī) 圖 超聲波發(fā)射電路 經(jīng)仔細(xì)對(duì)比兩電路，發(fā)現(xiàn) 采用 74LS04 芯片要比 CD4049 要好，因?yàn)?74LS04 芯片的供電電壓比較接近小車(chē)電源能提供的電壓， 而且這個(gè)電路經(jīng)很多人 做過(guò)， 相對(duì)成熟，所以發(fā)射電路基本確定下來(lái) 。 經(jīng)分析可能有以下原因并分別進(jìn)行試驗(yàn)： ，于是加大供電電壓，但是效果甚微； ，為了減少干擾， 把兩個(gè)超聲波頭的位 置放遠(yuǎn)了些，干擾少了，但是還是沒(méi)有達(dá)到預(yù)想的效果； ，于是加大了放 大倍數(shù)，但是收效甚微； LM311 的比較電壓 ，干脆用可調(diào)電阻調(diào)，但是幾乎沒(méi)什么影響。 此軟件幾乎可以設(shè)計(jì) 任何占空比任何頻率的振蕩電路，只需要選擇你所需要的占空比并輸入所需 頻率就可以了 。發(fā)射電路的基本要求就是能由單片機(jī)控制并產(chǎn)生穩(wěn)定的 40KHz 方波，而接收電路的要求就是把接收到的信號(hào)進(jìn)行放大到足以引起單片機(jī)的外部中斷。 然后便是硬件制作 ， 本來(lái)是打算制作 PCB 板的，但是由于 某些 問(wèn)題 ， 采用通過(guò)板代替了 。這種方法對(duì)于速度比較快的小車(chē)確實(shí)很實(shí)用，但是我所設(shè)計(jì)的小車(chē)對(duì)車(chē)速要求不高，所以就只用了兩個(gè)傳感器。 14 循線傳感器的安裝 循線 原理：一般情況下線軌是白色或是黑色的，而背景地面的顏色則一般為對(duì)比度很大的黑色或白色 。利用其這個(gè)特點(diǎn)就很容易把黑線和白線區(qū)分開(kāi)來(lái)了。 Q Q Q Q4 四個(gè)三極管組成 11 四個(gè)橋臂， Q1和 Q4 組成一組， Q2 和 Q3組成一組， Q5 控制 Q Q3 的導(dǎo)通與關(guān)斷，Q6 控制 Q1 和 Q4 的導(dǎo)通與關(guān)斷，而 Q Q6 由 IOB9 和 IOB8 控制（前輪驅(qū)動(dòng)電路為IOB10 和 IOB11），這樣就可以通過(guò) IOB8 和 IOB9 控制四個(gè)橋臂的導(dǎo)通與關(guān)斷控制后輪電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使之正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)或者停轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制小車(chē)的前進(jìn)和后退（左拐和右拐）。由于語(yǔ)音 播放和語(yǔ)音識(shí)別 模塊 在 61 板上 已經(jīng)有現(xiàn)成的電路， 所以 在 本章節(jié)中 將 不 再作說(shuō)明。這種方法較為復(fù)雜，特別是接口電路的設(shè)計(jì)，有一定的難度，但其具有體積小、靈敏度高、檢測(cè)距離遠(yuǎn)、對(duì)障礙物要求不高等優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)，麻將機(jī)中 有一種很好的紅外發(fā)射接收 光耦管 可以用于循線， 經(jīng) 查找相關(guān)資料， 查到如下幾種型號(hào)的傳感 ：FS359F\RG149A\RPR220\TCRT5000。 語(yǔ)音 播放和語(yǔ)音識(shí)別 模塊 語(yǔ)音模塊需要 實(shí)現(xiàn) 語(yǔ)音播放和語(yǔ)音識(shí)別的功能， 在 章節(jié) 已經(jīng)對(duì)控制核心作了選擇 ， 利用 61 板就能很好的 實(shí)現(xiàn) 這些功能。 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 IDE 具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問(wèn)命令列表等，使編程、調(diào)試工作方便且高效。 6V 工作電壓范圍內(nèi) ,工作速度范圍為 0。 控制核心 的選擇及 其 簡(jiǎn)介 因?yàn)樗O(shè)計(jì)的小車(chē)具有語(yǔ)音、 循跡 和避障的功能，所一對(duì)控制核心的要求還是比較高的，特 別是 語(yǔ)音模塊，一般的單片機(jī)很難滿足要求，比如常用的 51系列單片機(jī)，要 其 真正實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別很有難度，所以根據(jù)實(shí)際需要選用具有強(qiáng)大語(yǔ)音功能的SPCE061A 單片機(jī) 。 此項(xiàng)設(shè)計(jì)是在 以 張老師提供的小車(chē) 為基礎(chǔ)上， 采用凌陽(yáng) 16 位單片機(jī)作為控制核心，逐步實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、躲避障礙和 循跡 行走三大功能。s fusion, which realizes the car39。 設(shè)計(jì) 以凌陽(yáng) 16 位單 片機(jī)為控制核心 ， 應(yīng)用光電傳感器和超聲波傳感器，成功實(shí)現(xiàn)了小車(chē)的三大功能。 interface circuit, the installment position and arrangement preparation of the sensors and circuit, as well as the entire hardware39。 但 很現(xiàn)實(shí)的狀況是 ， 國(guó)內(nèi)不論是在機(jī)械還是電氣領(lǐng)域，與國(guó)外的差距還是很明顯的， 所以作為機(jī)電一體化學(xué)生，必須加倍努力， 為逐步趕上國(guó)外先進(jìn)水平并超過(guò)之而努力。當(dāng)小車(chē)接到返回命令時(shí)，則返回至模式選擇菜單，并 語(yǔ)音 提示返回 成功； 在 循線模式 下 ， 把 小車(chē)放到線軌 上 時(shí)則執(zhí)行循線動(dòng)作，值得注意的是 如果 小車(chē) 不在循線軌道上時(shí) ，小車(chē)是不會(huì)執(zhí)行循線動(dòng)作的，只有在放到線軌上才會(huì)執(zhí)行動(dòng)作， 當(dāng) 按下 控制板上的 KEY2 鍵 則退出循線模式 。 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(hào) ,以 μ ＇ nSPTM 為核心的 SPCE061A 微控制器 ,也適用在數(shù)字語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域 。 61 板除了具備單片機(jī)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(shí)，熟悉單片機(jī)硬件的設(shè)計(jì)制作，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，也為單片機(jī)學(xué)習(xí)者和開(kāi)發(fā)者創(chuàng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)條件和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的機(jī)會(huì)！ 圖 61板實(shí)物圖 6 集成 開(kāi)發(fā)環(huán)境（ IDE）簡(jiǎn)介 61 板配有凌陽(yáng)自行研發(fā)設(shè)計(jì)的 16 位單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境 IDE。 比較上面 三種 方案， 首先排除了第三種方案，因?yàn)?一開(kāi)始的定位是要做四輪車(chē)。單片機(jī)就是否收到反射回來(lái)的紅外光為依據(jù)來(lái)確定黑線的位置和小車(chē)的行走路線。這種方法簡(jiǎn)單實(shí)用，也很穩(wěn)定，而且接口電路簡(jiǎn)單，甚至不用單獨(dú)設(shè)計(jì)接口電路。 綜合對(duì)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(hào)為 TCT4016T/R1，其實(shí)物圖 如圖 所示 。后面兩個(gè)車(chē)輪由后輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，為整個(gè)小車(chē)提供動(dòng)力，所以又稱(chēng)前面的輪子為方向輪，后面的兩個(gè)輪子為驅(qū)動(dòng)輪，如圖。 結(jié)合以上對(duì)前輪和后輪的狀態(tài)分析，得到小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)與輸入的對(duì)照表，如表 所示： 12 表 輸入與小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)照表 IOB11 IOB10 IOB9 IOB8 后電機(jī) 前電機(jī) 小車(chē) 0 0 0 0 停轉(zhuǎn) 停轉(zhuǎn) 停 0 0 0 1 正轉(zhuǎn) 停轉(zhuǎn) 前進(jìn) 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(jìn) 1 0 0 1 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 右前 進(jìn) 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(cè)法來(lái)實(shí)現(xiàn) 循線的功能 ，也選用了型號(hào)為 TCRT5000的紅外 反射式光藕 ，在此章節(jié)中將 對(duì) 其 接口電路 和 安裝方式 進(jìn)行 詳細(xì) 設(shè)計(jì)。 在實(shí)際中可以調(diào)整 R9的大小 來(lái)調(diào)整 TCRT5000 的靈敏度， 所以 R9可以設(shè)計(jì)成可調(diào)電阻 ，這樣可以方便的調(diào)整其靈敏度 。 因?yàn)樾≤?chē)為前輪轉(zhuǎn)向，所以兩個(gè)傳感器安裝的最佳位置就是小車(chē)底部的前面了。由于空間和 中間有個(gè)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(guò)仔細(xì)測(cè)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 。 圖 循線傳感器安裝實(shí)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(duì)傳感器進(jìn)行了選擇 ，在此章節(jié)中將對(duì)其 接口電路 和 安裝方式 詳細(xì) 進(jìn)行 設(shè)計(jì)。 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(jì)算公式為： 121 )2(CRRf ?? （ 3— 1） 而 輸出波形占空比 q 的計(jì)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(huì)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。 凌陽(yáng)超聲波測(cè)距模組的 超聲波 接收處理電路 前級(jí) 采用 NE5532構(gòu)成 10000倍放大器，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大 ；后級(jí) 采用 LM311 比較器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)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(lái) 調(diào)節(jié) 超聲 的 波檢測(cè)距離。 用這種推挽形式將方波信號(hào)加到超聲波 傳感 器 的 兩端 ， 可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度 ， 輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián) ， 用以提高驅(qū)動(dòng)能力。 2 腳：該腳與地之間連接 RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)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。 7 腳：遙控命令輸出端，它是集電極開(kāi)路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為 22kΩ，沒(méi)有接受信號(hào)是該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí) 23 則產(chǎn)生下降。 在此，提出兩種實(shí)現(xiàn)方案： PCB 板 ，但是由于電路太復(fù)雜，加上 對(duì) Protel 要求的 熟練 程度較高 ，實(shí)現(xiàn) 起 來(lái)相對(duì) 困難； 用通用板直接焊接 ,該 方案相對(duì)簡(jiǎn)單且 通過(guò)了試驗(yàn)。 硬件完成后的 小車(chē) 總體圖 完成了所有硬件的設(shè)計(jì)和制作 （總體電路圖見(jiàn)附錄） ，然后進(jìn)行 硬件的 組裝，組 25 裝好的小車(chē)如圖 所示。圖 為循線程序的程序流程圖。 圖 避障程序流程圖 進(jìn)入 否 退出 是否返回沒(méi) 處理結(jié)果并置標(biāo)志位 關(guān)外部中斷 初始化 發(fā)波 開(kāi)中斷 是否超時(shí)沒(méi) 進(jìn)入 退出 記下時(shí)間值 否 是 是 延時(shí) 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(shí)候，首先進(jìn)行初始化，然后發(fā)射幾個(gè) 40KHz 的波，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，延時(shí)一斷時(shí)間 再 開(kāi)中斷， 延時(shí)的作用是 避開(kāi)余波信號(hào)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(jìn)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。 圖 播放流程圖 31 圖 中斷播放服務(wù)流程圖 32 5 使用說(shuō)明 智能小車(chē)總體圖如圖 所示， 其使用說(shuō)明如下 : 圖 小車(chē)實(shí)物圖 小車(chē)的 硬件連接如下： IOB8～ IOB11：控制驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向電機(jī) ,有 4PIN 排線連接 ； IOB2 口接超聲波接收信號(hào) ； 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(gè)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