【正文】 z=a。 TRIG=0。 P0_3=0。 P0_1=0。 P0_2=0。j++) { P0_O=1。 delaym1(420)。i500。 z=a。 delay(1)。 sbit P1_3=P1^3。在設(shè)計的過程中胡老師給于很多的幫助和指導(dǎo)，在這里表示深深的感謝。雖然后來由于和我合作一起做這個項目的同學(xué)，因為工作方面的原因離開學(xué)校，項目也因此被擱置起來。其演示圖如圖 所示。 4 仿真數(shù)據(jù)分析及結(jié)論 仿真數(shù)據(jù)分析 本系統(tǒng)設(shè)計仿真采用當前單片機主流仿真軟件 PROTEUS，它是 英國 Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件。如果我們把這段程自動避障小車設(shè)計 16 序的入口標號記為 ERR 的話，軟件陷阱即為一條無條件轉(zhuǎn)移指令，為了加強其捕捉效果，一般還在它前面加兩條 NOP 指令，因此真正的軟件陷阱由 3 條指令構(gòu)成： NOP ； NOP ； ERR ； 軟件陷阱安排在以下三種地方： （ 1）未使用的中斷向量區(qū)。因此，我們應(yīng)多采用單字節(jié)指令（ NOP)或?qū)巫止?jié)指令重復(fù)書寫，這便是指令冗余。在軟件上，最為有效的方法就是重復(fù)輸出同一個數(shù)據(jù)。若多次采樣后，信號總是變化不定，可停止采集，給出報警信號，由于開關(guān)量信號主要是來自各開關(guān)型狀態(tài)傳感器，如限位開關(guān)、操作按鈕、電氣觸點等，對這些 信號的采集不能用多次平均的方法，必須絕對一致才行。對于隨機干擾，我們可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或濾除。 P0_1=0。P0_0=0。 sbit P1_0=P1^0。 a=0。 while(ECHO==0)。 自動避障小車設(shè)計 12 超聲波測距部分程序分析 先調(diào)用 LCD 子程序，讓超聲波測量距離的數(shù)據(jù)顯示。超聲波模塊內(nèi)部檢測如圖 超聲波檢測電路所 示。 超聲波測距原理 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，空氣中傳播 ，途 中碰到障礙物就立 即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。 L298 芯片通過一個有四個 1N4148 二極管組成的保護電路與電機相連，保護電路主要是用來在電機開啟和關(guān)閉時泄流之用。本設(shè)計就是用的按鍵手動復(fù)位。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用 NPO 電容 。 89C52 單片機的時鐘產(chǎn)生 方法有兩種。 MCS51 單片機中 8 位機和 1 位機的硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔相承，它是單片機技術(shù)上的一個突破，這也是 MCS51 單片機在設(shè)計的精美之處。將 VCC 和 GND 接上 9V的電源與地，最終 單片 AT89C52 單 片 機 主 控 超聲波障礙物檢測檢測 L298 直流電機驅(qū)動 復(fù)位電路 時鐘電路 自動避障小車設(shè)計 6 機就可以達到控制小車前進，左右轉(zhuǎn)彎的目的。系統(tǒng)原理圖如圖 所示。但是，如果僅用單片機輸出高低電平來達到脈 寬調(diào)制的效果其驅(qū)動能力比較小，不足以驅(qū)動小車。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時間，即通過改變脈沖寬度來進行直流調(diào)速 [3]。 VM 系統(tǒng)是當今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。其在我們的各個領(lǐng)域應(yīng)用的十分的廣泛。 AT89C52 的外圍電路簡單，控制方便。 該設(shè)計具有實際意義，可以應(yīng)用于考古、機器人、醫(yī)療器械等許多方面。 89C52 是一款八位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。該系統(tǒng)在驅(qū)動方面采用 L298驅(qū)動 2個直流電機帶動小車運行。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。 Philips 公司還為這一代單片機 80C51系列 89xC52 單片機引入了具有較強功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線 —— CAN(Controller Area Network BUS)。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。還有就是考慮它的價格是否相對 比較便宜。 直流調(diào)速系統(tǒng) 方案 1：靜止可控整流器。 采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是 工作在開關(guān)狀態(tài)。 根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計中受控電機的容量和直流電機調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計采用了 H 型單極型可逆 PWM 變換器進行調(diào)速。開始由手動啟動小車，并復(fù)位，當小車上的超聲波檢測到前 方 50CM 處有障礙物的時候就開始左轉(zhuǎn) 45 度角。單片機的端口 L298的信號輸入端口 IN3和 IN4。 表 電機 1當單片機發(fā)出相關(guān)指令時的運轉(zhuǎn)情況： 單片機端口的指令電平 L298輸出端口 電機 1運轉(zhuǎn)情況 Out1 Out2 1 1 1 正轉(zhuǎn) 0 0 0 0 0 0 反轉(zhuǎn) 1 1 1 0 0 0 停止 0 0 0 表 電機 1當單片機發(fā)出相關(guān)指令時的運轉(zhuǎn)情況： 單片機端口的指令電平 L298輸出端口 電機 2運轉(zhuǎn)情況 Out1 Out2 1 1 1 正轉(zhuǎn) 0 0 0 0 0 0 反轉(zhuǎn) 1 1 1 0 0 0 停止 0 0 0 自動避障小車設(shè)計 7 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 AT89C52 片內(nèi)有 ROM/EPROM 的單片機， 其硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強等特點。 (2) 內(nèi)部存儲器容量有限。電容值無嚴格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響， CX CX2 可在 20pF 到 100pF 之間取值，但在 60pF 到 70pF 時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。只要 Vcc 的 上升時間不超過 1ms， 就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。直流 電機驅(qū)動模塊主要功能是將主控芯片 AT89C52 發(fā)出的信號通過 L298 電機控制芯片轉(zhuǎn)化為小車實 際的動作。 L298 芯片的 IN3 和 IN4 引腳分別與單片機的 和 引腳連接用來接收主控芯片輸出的驅(qū)動電機的動作指令，并通過 OUT3 和 OUT4 來控制驅(qū)動電機 2 的正轉(zhuǎn)與 反轉(zhuǎn)，最終功能的實現(xiàn)表現(xiàn)在小車的前進、后退、停止。超聲波發(fā)生器內(nèi)部 結(jié)構(gòu)如圖 1 所 示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。 如電動車前方遇到有障礙物時，此超聲波信號被 障礙物反射回來，由接收器接收 。由于超聲波是利用本身發(fā)射超聲波脈沖然后遇到障礙物把脈沖反射回來， 在通過速度和時間的關(guān)系來進行檢測的。部分程序如下 ： 圖 軟件流程圖 初始化 開關(guān)是否按下 到達目的地停止 向前直走 是否到目的地 左轉(zhuǎn)彎 前方有障礙物 否 右轉(zhuǎn)彎 前方有障礙物否 是 是 是 是 否 否 否 自動避障小車設(shè)計 13 void main(void) { while(1) { TRIG=1。} delay(200)。這樣，使調(diào)壓和調(diào)頻兩個作用配合一致，且于中間直流環(huán)節(jié)無關(guān)，因而加快了調(diào)節(jié)速度，改善了動態(tài)性能。P0_1=0。 自動避障小車設(shè)計 14 P0_1=0。為了進行準確測量和控制，必須消除被測信號中的噪音和干擾。 （ 3）數(shù)字濾波可以對頻率很低的信號實現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。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。當程序彈飛到某一字節(jié)指令上時，便自動納入正軌。 4﹑軟件陷阱技術(shù) 指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的。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，不能重新啟動 CPU。 自動避障小車設(shè)計 17 單片機控制直流電機遇障運轉(zhuǎn)仿真 這部分仿真時利用 PROTEUS 軟件，通過兩個按鍵模仿小車的遇到障礙物時的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)控制鍵。這樣通過超聲波不斷的循環(huán)檢測周邊環(huán)境的情況進行自動 避障。 致謝： 這次畢業(yè)設(shè)計題目原本是為了做完湖南省項目的《遙控環(huán)境數(shù)據(jù)測繪機器人》的智能避障部分。 參考文獻 [1] 何立民 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京 :航天航空大學(xué)出版社 ,2～ 5,46～ 50 [2] 李廣弟 ,單片機基礎(chǔ) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021,56～ 64 [3] 何希才 ,新型實用電子電路 400 例 [M].電子工業(yè)出版社 ,2021 年 ,60～ 65 [4] 趙負圖 ,傳感器集成電路手冊 [M].第一版 ,化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021,590～ 591 [5] 陳伯時 ,電力拖動自動控制系統(tǒng) [M].第二版 ,北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021 年 6 月 ,127～ 130 [6] 張毅剛 ,彭喜元 ,新編 MS51單片機應(yīng)用設(shè)計 [M].第一版 ,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2021. 自動避障小車設(shè)計 19 [7] Andrew Koenig ， Barbara Moo .Ruminations on C++: A Decade of Programming Insight and Experience[M].USA： Pearson Education ， 1996 自動避障小車設(shè)計 20 附錄 1： 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL1