【正文】 //地位寄存器 } 0x05 也就是說是 0101，也就是 1024 分頻，本設計選用的是 8MHz 內部 RC 振蕩器作為時鐘源，而 1024 分頻后就是 8000000/1024=，每秒鐘震蕩 次數(shù)是 次，用 1/=，得出每震蕩一次花時間 秒，通過在啟動超聲波的時候給計時器的計時寄存器清零，然后接到返回信號的時候暫停定時器就能知道中間一共震蕩了多少次。 第 24 頁 共 47 頁 } void Csb_Init(void) //超聲波初始化 { Lcd_Init()。 //從定時器寄存器中取值 temp = temp 。 Write_Com(0xc0)。 Write_Com(0x01)。 //寫數(shù)據(jù) } } 初始化函數(shù)： void Lcd_Init() //LCD 初始化 { DDRA |= 0xe0。 temp[1] = data % 100 / 10。39。 clr_en。 _delay_ms(5)。 } 控制電平有兩個： RIN1和 RIN2，其中一個高另一個低就是前進或后退。 //左 電機為高電平 } void Car_Turn_Right(void) //右轉 { RIN1_clr。 } 電機驅動子程序 L298N通過改變對應電平值的方式，驅動小車的前后左右行駛： void Car_Stop() //停止 { RIN1_clr。amp。 else if(!ult_scan amp。 !linf_scan amp。 rinf_scan) control_flag = 1。 //判斷超聲波是否檢測到障礙。 Csb_Init()。在 5V， 25176。圖中 S R7構成了按鍵的復位電路。在 RST 引腳出現(xiàn)低電平后的第二個機器周期后立刻執(zhí)行復位操作。故可根據(jù) U＝ IR 計算出限流電阻的取值。 影響直流電機轉速的原因還有一點，這是由電機的原理決定，在電機的額定電壓下，電機的最快轉速就是在其的空載速度，也就是說，當電機負載很輕時，稍加驅動功率就能使其達到了最快的速度，此時即使再提高 PWM 也無法繼續(xù)提高電機速度了，應為PWM 的改變并不會再次提升電壓，因此當電 機具有很輕的負載時， PWM 連改變速度的能力也大為減弱。 圖 49 PWM 等效圖示意圖 PWM 方式可以方便地實現(xiàn)調速功能。要想可控制地改變電壓比較麻煩，所以就產(chǎn)生了通過利用斷續(xù)供電的方式即脈寬調試方式改變供給電機的平均功率，這同樣 第 15 頁 共 47 頁 也實現(xiàn)改變電機速度的目的。其外形、管腳分布如圖 47 所示。它的具有幾個時能端子可以外接高低電平進行控制，本設計利用單片機進行軟件控制，極大地滿足本設計的功能需求。在單片機電路中利用一組 I/O 口進行數(shù)據(jù)的傳輸，再從另一組 I/O 口分配三個 I/O 口作為指令與數(shù)據(jù)選擇和控制。 圖 43 單片機主控電路 電源電路 使用 電池，首先輸出給電機供電，然后通過 7805 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓出 5V 的電壓給傳感器和單片機供電。超聲波由空氣進行傳播，途中如果遇到障礙物則被彈回，當超聲波模塊接收器接收到超聲波的反射波后，將會產(chǎn)生一個提示信號并由 Echo 腳反饋給單片機，此時單片機將立 即停止計時器的計時，并取出計數(shù)寄存器中的值進行換算。它由若干個 5 7 或者 5 11 等點陣字符位組成，一個點距作為每位之間的間隔，字符尺寸為 (W H)mm每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每行之間也有間隔，所以在 LCD1602顯示中也是有字符間距和行間距的。 光電傳感器 光電傳感器是光源、光學通路和光電元件組成的對環(huán)境進行檢測的傳感器，他能夠將檢測到的環(huán)境中的變化轉化成光信號的變化，再通過光電元件將光信號轉化為電信號。 另一個是 間距彎排針的 5 Pin 接口，如圖 34 所示。輸入信號端 IN1接高電平輸入端 IN2接低電平，電機 M1正轉，反之 IN1接低電平輸入端 IN2接高電平，則反轉。 L298N 有可達 46V 最高工作電壓以及可達 3A 瞬間峰值電流， 2A 的持續(xù)工作電流，最大工作電流為 ， 25W 的額定功率。 3 元器件介紹 AVR 單片機主控芯片介紹 ATmega16 是全靜態(tài)的基于增強的 AVR RISC 結構的高性能、低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 電機控制采用的脈沖寬度調制（ PWM）技術，單片機輸出的方波的頻率是恒定的，該脈沖寬度調制，用于改變電機的旋轉速度，輸出電壓的平均值的方波，當輸出低電平時，電機停止時，輸出電平高，電機最高速。但數(shù)碼管一般只適合數(shù)字顯示，一位數(shù)碼管能顯示一位數(shù)據(jù)，且占用的 I/O 多，編程相對復雜。 方案三：采用多方向超聲波測距分析來實現(xiàn)避障。 方案二：使用舵機帶動一對超聲波探頭進行 180 度旋轉。 方案一：使用一個超聲波探頭。 方案二：步進電機。電機的驅動方式各有不同，一般小型步進電機可以通過 ULN2021 進行驅動，直流電機需要的工作電流與步進電機相比較大，需要使用 L298N 這類專用的驅動芯片控制，控制時單片機通過輸出 PWM 波調節(jié)轉動速度。它的 4 通道 PWM，具有硬 PWM 第 3 頁 共 47 頁 時序功能，使用時只需設置相關寄存器即可實現(xiàn) PWM 的產(chǎn)生。采用精簡指令集，克服了瓶頸現(xiàn)象，指令執(zhí)行速度 (1Mips/MHz)得以提高，功能增強 ；由于硬件結構得到了簡化了，降低了對外設管理的開銷和成本。其中小車使用 AVR 單片機為主控芯片，它通過小車前端超聲波返回的數(shù)據(jù)來獲取小車距離障礙物的距離，并且用 LCD1602 顯示出來，當小車與障礙物的距離大于某設定的距離時，小車會沿直線前進，當小車與障礙物的距離小于某設定的距離時，小車左轉或者右轉以避開障礙物；車頭兩側由紅外線對管自動避障組成的硬件模塊組成，實現(xiàn)小車 第 2 頁 共 47 頁 左轉和右轉功能；并且此時 LED 閃爍。 主要開發(fā)一個能根據(jù)紅外線和超聲波檢測結果，自動避開障礙物的智能小車控制系統(tǒng)。s life. This design mainly use ATmega16 single chip microputer, ultrasonic sensors, infrared sensors and L298N plete obstacle avoidance car production. ATmega16 as main control chip, using ultrasonic sensors to the detection of the distance, will be in front of the obstacle detection, and returned by ultrasonic and infrared sensors data for determining obstacles on either side of the car position, judge, 1602 liquid crystal display measured distance, and instructions issued by the ATmega16 single chip microputer to control motor rotation, the motor driver uses the monly used PWM motor speed control in the form of control. Key words :intelligent car。這些應用可以 使 社會上正在面臨 各種各樣 的問題 得以 有效解決，對于城市公共交通服務質量 的 提高，緩解 各地 交通擁堵，減輕交通管理，道路建設壓力起到積極的推動作用。 在我國高科技水平的日益提高的同時，工業(yè)自動化進程也在不斷地推進，智能小車能夠通過自動采取一些躲避障礙物的措施，有效避免交通事故的發(fā)生，同時也被廣泛應用于各種玩具和其他產(chǎn)品的設計中，極大地豐富了人們的生活。 Single chip microputer。設計選擇通用、價廉的 AT mega16單片機 作 為主控芯片，選擇通用的電機模型車為機械平臺，系統(tǒng)通過采集超聲波傳感器和光電傳感器的數(shù)據(jù)，通過相應的比較計算來對 PWM 波的輸出進行控制操作，對電機的轉速實現(xiàn)實時 調節(jié)；通過超聲波傳感器接收回的數(shù)據(jù)來計算小車與障礙物之間的距離，從而實現(xiàn)小車的避障功能。在避開障礙物后，小車會沿直線前進。 ATmega16 單片機的 I/O 口功能強大，因為它具有能夠單獨設定為輸入或輸出的功能，設置上拉電阻，并且有高阻輸入、驅 動能力強等特性，這使的得 I/O 口得到充分的利用。其 PWM 的產(chǎn)生為硬件生成，不會占用 CPU 的資源。 直流電機和步進電機都可以用于小車驅動。步進電機之所以可以精確的實現(xiàn)位置控制，是因為它是通過輸入一個電脈沖信號就能使電機的輸出軸轉動一定的角度，通過連續(xù)不斷的輸入點脈沖信號，步進電機連續(xù)的轉動，外加的脈沖頻率的不同，轉速的大小也不一樣 [2] 。超聲波傳感器價格便宜，不容易受到粉塵、光線、電磁類的干擾，并且自帶溫度補償。由于方案一單個探頭會有檢測不到車頭兩側的障礙物，當障礙物多時，會導致前方避障之后 撞到兩側的障礙物。由于方案二的舵機在避障過程中不能及時的轉會前方繼續(xù)探測，同樣也會有撞到障礙物的情況發(fā)生 [3]。由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上四位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯 示而不會有閃爍感 [4]。在軟件實現(xiàn)上，采用定時器中斷來實現(xiàn)方波的產(chǎn)生，使電機速度的控制不受其他影響。由于其大多數(shù)指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達 1 MIPS/MHz，擁有只需兩個時鐘周期的硬件乘法器、非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器。 L298N 信號控制采用的是邏輯電平標準，控制信號直流工作電壓是 5V，電機的直流電壓是 3V~46V，一般建議使用小于 36V。而另一臺電機的控制方法同樣是輸入信號端 IN3接高電平，輸入端IN4接低電平，電機 M2正轉，反之則反轉。從左到右排針依次的編號為 1， 2， 3， 4， 5。它由三部分構成：用于鎖定目標發(fā)送光束的發(fā)送器，光束來源于半導體光源，發(fā)光二極管 (LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管；過透鏡和光圈等來接收信號的接收器，由光電二極管、光電三極管、光電池組成；能夠濾出有效信號并應用信號到目標位置的檢測電路。通過電壓對液晶顯示進行區(qū)域控制，有電即可以顯示出圖形。由于聲波在空氣中的傳播速度大約為 340m/s，根據(jù)單片機計時寄存器的值可換算所出聲音傳播的時間 t，繼而就可以換算出障礙物與超聲波模塊的距離，其公式為： S=VT/2。如圖 44 電源電路所示，因為電容兩端不會有電壓突變， C1 與C2 為濾波電容，其中 C2 是用來消除紋波的；前級之所以不加濾波，是因為電池的電壓比較穩(wěn)定，沒 有太大必要濾波； R1 為限流電阻。具體的顯示是利用單片機來控制 LCD1602 的數(shù)據(jù)顯示，把單片機計算出來的數(shù)據(jù)距離實時顯示出來。 電機驅動電路如圖 46 所示， L298N 的二極管，叫做續(xù)流二極管，這是為了防止反向擊穿的。 第 14 頁 共 47 頁 圖 47 L298N 管腳分布圖 直流電機 H 橋驅動方案的選擇 H 橋驅動電路是為了更好驅動直流電機而專門設計的一種較為常見的電路，它可以實現(xiàn)直流電機的正及反向轉動，其典型電路 如 H 橋驅動電路圖 48 所示： 圖 48 H 橋驅動電路 由圖 48可以看出，之所以叫 H 橋驅動電路其形狀類似于字母 ―H‖，而作為其負載的直流電機位于 ―橋 ‖ 的上方，所以我們稱之為 ―H 橋驅動電路 ‖。因為開關電路比模擬電路在控制方面和電路設計方面都很方便，且具有較高的效率，所以基本取代了當前改變電壓的方式。本設計的 PWM 信號由單片機提 供，其使用非常方便。所以，有時為了讓 PWM 改變速度的效果明顯些，還需刻意增加一些阻力。上拉就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，可起到一個消除干擾的作用。單片機的復位電路如圖 411所示。如果復位，只需按圖 411中的 S2鍵，此時在 RESET 端產(chǎn)生復位電平，持續(xù)兩個機器周期后單片機即可復位。C 和頻率為 MHz 時，這種標定可以提供標稱頻率 177。 //超聲波初始化 _delay_ms(10)。 第 20 頁 共 47 頁 _delay_ms(60)。 else if(ult_scan amp。amp。amp。 !rinf_scan) control_flag = 1。 //右 電機為低電平 RIN2_clr。 RIN2_set。 顯示子程序 這里是初始的屏幕顯示，屏幕是 16 2的顯示： const uchar table[] = Avoidance Car 。 clr_en。 }