【正文】 采用紅外光電傳感器檢測路面黑線及障礙物，用光敏電阻檢測、判斷車庫位置，通過軟件編程實(shí)現(xiàn) 智能小車 行進(jìn)、繞障、停止的精確控制以及檢測數(shù)據(jù)的存儲、顯示。首先利用 光電對管 對路面信號進(jìn)行檢測，經(jīng)過比較器處理之后，送給軟件控制模塊進(jìn)行實(shí)時控制，輸出相應(yīng)的信號給驅(qū)動芯片驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而控制整個小車的運(yùn)動。 電機(jī)驅(qū)動 原理 從單片機(jī)輸出的信號功率很弱，即 使在 沒 有其它外在負(fù)載時也無法帶動電機(jī)，所以在實(shí)際電路中我們加入了電機(jī)驅(qū)動芯片提高輸入電機(jī)信號的功率，從而能夠根據(jù)需要控制電機(jī)轉(zhuǎn)動 LG9110 是為控制和驅(qū)動電機(jī)設(shè)計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片 IC 之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。 電機(jī)控制 電路 電機(jī) 的選擇方案 方案 1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。因此它具有一般PN 結(jié)的 IN 特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性? 顯示電路 數(shù)碼管 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。當(dāng)有紅外光線反射時，機(jī)器人會根據(jù)內(nèi)部的智能程序來實(shí)現(xiàn)不同的功能 。 STC89C52的存 儲器可分為五類：程序存儲器，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，特殊功能寄存器，位地址空間，外部數(shù)據(jù)存儲器。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。注意加密方式 1時， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 STC89C52 管腳功能 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 26 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 22總控制電路圖 圖 23 STC89C52 各引腳 圖 圖 23 概述： STC89C52 P 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同 ，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。軌跡探測模塊用 3 只光電開關(guān)（圖 2）。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。依據(jù)提高學(xué)生實(shí)際動手操作能力和思考能力，以加強(qiáng)學(xué)生對現(xiàn)實(shí)生活中嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用為參照。長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 I ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目 錄 目 錄 ................................................................ I 智能尋跡小車設(shè)計與實(shí)現(xiàn) ............................................... I Smart Car Design and Implementation of Tracting ..................... II 第 1 章 緒 論 ...................................................... 1 第 2 章 系統(tǒng)的硬件及設(shè)計原理 ........................................ 3 STC89C52 單片機(jī) ............................................... 3 STC89C52 管腳功能 ....................................... 3 復(fù)位 .................................................... 8 光電電路概況 .................................................. 9 防撞 .................................................... 9 尋跡 .................................................... 9 顯示電路 ...................................................... 9 數(shù)碼管 .................................................. 9 發(fā)光二極管 ............................................. 10 電機(jī)控制電路 ................................................. 10 電機(jī)的選擇方案 ......................................... 10 聲控 ......................................................... 12 串口通信 ..................................................... 12 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................... 13 總體設(shè)計方案和框圖 ........................................... 13 第 4 章安裝調(diào)試 ...................................................... 21 焊接 ......................................................... 21 調(diào)試（常見問題） ............................................. 21 第 5 章 總結(jié)心得 ..................................................... 23 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 I ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 智能尋跡小車設(shè)計與實(shí)現(xiàn) ［摘要］ 本設(shè)計是以 STC89C52 為主控核心的簡易智能小車系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了小車沿黑帶尋跡，編程跑，光開關(guān)跑等功能并對其動作相應(yīng)顯示。根據(jù)現(xiàn)代學(xué)校對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的需求。 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)。判斷信號可通過單片機(jī)控制驅(qū)動模塊修正前進(jìn)方向，以使其保持沿著黑線行進(jìn)。該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）管腳說明： VCC：供電電壓。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當(dāng) P2口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 26 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 過一個 ALE脈沖。 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2應(yīng)不接。 STC89C52單片機(jī)系列的存儲器用的是哈佛結(jié)構(gòu)，即將程序和數(shù)據(jù)存儲 截然分開，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式、尋址空間和控制系統(tǒng)。 光電電路概況 防撞 正前方的一對紅外發(fā)射與接受探頭，可以良好的完成前方是否有障礙物的判斷，當(dāng)前方無障礙物時沒有紅外光線被反射，機(jī)器人按原來路線行走。而對黑色不反光的物體，紅外反射量將會大量的減少。 發(fā)光二極管 LED 發(fā)光原理：發(fā)光二極管是由 Ⅲ Ⅳ 族化合物，如 GaAs（砷化鎵）、 GaP（磷化鎵）、 GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是 PN 結(jié)。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近 PN 結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。 基于以上分析，我們選擇了方案 一 ，使用直流電機(jī)作為電動車的驅(qū)動電機(jī)。 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 26 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 檢測（ 黑線） 軟件控制 驅(qū)動電機(jī) 控制小車 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 總體設(shè)計方案和框圖 整個路系統(tǒng)分為檢測、控制、驅(qū)動三個模塊。 本設(shè)計以 STC89C52 單片機(jī)作為檢測和控制核心。 開始 系統(tǒng)初始化 執(zhí)行主程序小車前進(jìn) 電機(jī)模式選擇 電機(jī)左轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) 電機(jī)右轉(zhuǎn) N 偏離跑道否 控制算法 控制算法 控制算法 返回跑道否 返回跑道否 返回跑道否 N N Y N Y Y Y 長 春 大 學(xué)