【正文】 架構(gòu)的限制。 通過(guò)上位機(jī)的串口軟件來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控智能車(chē)的行駛信息。作為測(cè)速、校正，解算元件， 他被廣泛應(yīng)用于各種速度和位置控制系統(tǒng)中。 方案三： 光 電 對(duì)射式 采用對(duì)射式紅外傳感器。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁(yè) 共 47 頁(yè) 由此可見(jiàn)，車(chē) 輪每轉(zhuǎn)一周，紅外光接收管均能接收到 20 個(gè)脈沖信號(hào) 并 直接送入單片機(jī)的中斷口 進(jìn)行 計(jì)數(shù) 。 方案二： 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(kāi)關(guān)狀態(tài)。 方案： 根據(jù)以上綜合比較，以及本 設(shè)計(jì)中 設(shè)計(jì)要求 和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計(jì)選 用了 方案三 。在基本不影響效果的前提下，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，我選用了方案二。 而且 四 輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)子動(dòng)力更大，爬坡能力更強(qiáng)。 圖 底盤(pán)共振頻率分析 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁(yè) 共 47 頁(yè) 如圖是電機(jī)底板的共振頻率分析圖，我是以底板邊緣的四個(gè)安裝孔為固定點(diǎn)，由于智能車(chē)的整車(chē)車(chē)體重 500g,所以在底盤(pán) 的中心處加 5N 的力，經(jīng)過(guò)電腦的自動(dòng)網(wǎng)格劃分， 通過(guò)軟件的 共振頻率計(jì)算后得到圖示的應(yīng)力分布圖。因此在這次的設(shè)計(jì)中我采用了四 輪驅(qū)動(dòng)，雖然四輪驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)相對(duì)于三輪式的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，但其穩(wěn)定性得到明顯加強(qiáng)，并且因?yàn)?4 個(gè)輪子都為驅(qū)動(dòng)輪，其偏差更為離散，不一定是同側(cè)的偏差方向一致，所以在小車(chē)前進(jìn)過(guò)程中很難偏向。特別值得一提的是該單片機(jī) CPU 中的位處理器，它實(shí)際上是 一個(gè)完整的 1 位微計(jì) 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 47 頁(yè) 算機(jī)，這個(gè)一位微計(jì)算機(jī)有自己的 CPU、位寄存器、 I/O 口和指令集 ，計(jì)算速度比普通的 8051 快 8 ~12 倍 。在圖 中，使 ENA 與 ENB 兩個(gè)使能端始終為 1，通過(guò)控制 IN1 ~IN4輸入端的狀態(tài)來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。加在運(yùn)算放大器反相輸入端上的有三個(gè)輸入信號(hào)。 //裝入比較初值 CCAP1H=PWM1_DATA。 P0 口做為數(shù)據(jù)寫(xiě)入端 。 Delay10us(1)。 根據(jù)信息的傳送方向，串行通訊可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙工三種。 圖 WE40C 藍(lán)牙模塊實(shí)物圖 WE40C 特點(diǎn)： ，兩模塊通電后自動(dòng)連接，非常方便。 ，無(wú)線收發(fā)數(shù)據(jù)。 AMS1117 應(yīng)用高效線性穩(wěn)壓器后置穩(wěn)壓器，用于交換式電源 5V至 SCSI 終端筆記本電源管理電池供電設(shè)備 。 特殊情況下，當(dāng)器件管腳較密，寬度較窄時(shí)，可按適當(dāng)減小線寬和線間距。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件更為重要。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁(yè) 共 47 頁(yè) 在主程序中最主要的一段程序是串口通訊程序 ，串口通訊函數(shù) 如下例程 1，單片機(jī)的串口通訊是為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸 ，單片機(jī)是通過(guò)管腳 RXD 和管腳TXD 與外界通訊的， SUBF 是串行口的緩沖寄存器，單片機(jī)與上位機(jī)的通信數(shù)據(jù)都是臨時(shí)存放在 SUBF 寄存器中的，通過(guò)軟件的讀寫(xiě)操作就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外設(shè)之間的數(shù) 據(jù)通訊了。此時(shí)該軟件就會(huì)通過(guò)藍(lán)牙與小車(chē)連接，這時(shí)就可以隨心所欲的遙控 小車(chē)了（當(dāng)然遙控距離有限制）。 紅外 循跡 程序 設(shè)計(jì) 開(kāi)始初始化檢測(cè)按鍵是否按下啟動(dòng)小車(chē)N Y 左側(cè)檢測(cè)到黑線 右側(cè)檢測(cè)到黑線 兩側(cè)檢測(cè)到黑線沒(méi)有檢測(cè)到黑線左轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) 停車(chē)加速前行 圖 紅外循跡流程圖 程序見(jiàn) 附錄 B 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 28 頁(yè) 共 47 頁(yè) 第六章 調(diào) 試結(jié)果分析 各模塊功能調(diào)試 藍(lán)牙遙控 調(diào) 試 及 結(jié)果分析 在小車(chē)上電后 WE40C 藍(lán)牙模塊 上 的 Status 工作狀態(tài)指示燈 會(huì) 快速 閃爍 ，當(dāng)主從模塊配對(duì)成功 進(jìn)行通訊時(shí)， 藍(lán)牙模塊上的 Link 連接指示燈常亮 且 Status 狀態(tài)指示燈會(huì)間斷閃爍。如果左 方 有障礙物，則 小車(chē)右轉(zhuǎn)。 Right_InSen==1) { L_flag++。 Stop()。 程序中是通過(guò) L_flag 標(biāo)志位判斷小車(chē)是否被障礙物卡住的if(L_flag==150)在標(biāo)志位自加到 150 次時(shí)，說(shuō)明小車(chē)右轉(zhuǎn) 后依然檢測(cè)到障礙物，這時(shí)執(zhí)行下一段程序。//前進(jìn) while(Left_InSen==0 amp。 //左轉(zhuǎn) while(Left_InSen==1 amp。 解決方 法 ：在主函數(shù)里加上障礙檢測(cè)標(biāo)志位，當(dāng)?shù)谝淮螜z測(cè)到障礙物時(shí)將標(biāo)志位置位，在下一次的掃描中判斷標(biāo)志位是否與之前的相等，若相等則不發(fā)送字符串。還有小車(chē)的輪子可以改成坦克式的履帶輪，這樣小車(chē)的越障礙能力會(huì)更強(qiáng)，更能適應(yīng)崎嶇的道路。如果將小車(chē)接入互聯(lián)網(wǎng)，那只要使用者有臺(tái)電腦或手機(jī)等移動(dòng)終端，就可以在全球各地對(duì)小車(chē)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，相比藍(lán)牙遙控?zé)o線互聯(lián)網(wǎng)遙控就顯得很有優(yōu)勢(shì)了。再將實(shí)際車(chē)速與單片機(jī)計(jì)算出的速度經(jīng)行比較得出小車(chē)自動(dòng)測(cè)速的誤差。 Right_InSen==0)//如果左邊傳感器檢測(cè)到 黑線 ，小車(chē)左轉(zhuǎn)。amp。amp。 Back(Back_R_DATA,Back_L_DATA)。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 29 頁(yè) 共 47 頁(yè) 以程序中的一段程序?yàn)槔? while(Left_InSen==0 amp。如果前方遇到障礙物，則小車(chē)做后退 — 右 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 修改模塊名稱(chēng)：命令格式【 AT+NAME=藍(lán)牙模塊的名稱(chēng) 】 ，查詢(xún)藍(lán)牙模塊名稱(chēng)【 AT+NAME?】 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 27 頁(yè) 共 47 頁(yè) 綁定藍(lán)牙串口模塊地址 ：命令格式【 AT+BIND=模塊地址 】 設(shè)置藍(lán)牙串口 的連接模式：命令格式【 AT+CMODE=0 或 1】 0：指定藍(lán)牙地址的連接模式 。 ES=1。 主程序設(shè)計(jì) 各 模 塊 初 始 化開(kāi) 始開(kāi) 串 口 中 斷 發(fā) 送 歡 迎 標(biāo) 語(yǔ)檢 測(cè) 是 否 有 障 礙停 車(chē) 并 返 回字 符 串 提 示判 斷 接 受 數(shù) 據(jù)NYY根 據(jù) 不 同 的 數(shù) 據(jù) 返回 相 應(yīng) 的 提 示 字 符串 并 驅(qū) 動(dòng) 小 車(chē)停 車(chē) 等 待N檢 測(cè) 串 口 是 否 有 數(shù) 據(jù)將 速 度 值 發(fā) 送 到上 位 機(jī)N 定 時(shí) 器 1中 斷每 隔 1S中 斷一 次根 據(jù) 公 式 計(jì)算 速 度將 速 度 值 轉(zhuǎn)化 為 字 符 串格 式 發(fā) 送 到緩 存 區(qū)定 時(shí) 器 中 斷 程 序流 程 圖 圖 主程序 流程圖 圖 定時(shí)器中斷 流程圖 程序見(jiàn) 附錄 B 圖 為藍(lán)牙遙控小車(chē)的程序流程圖，從圖中可以看出，小車(chē)可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙遙控功能，且在小車(chē)行駛過(guò)程中，自動(dòng)檢測(cè)障礙并提示控制人員。 焊接 貼片 IC 芯片的 步驟： 將芯片平放在 PCB 板上，將芯片引腳對(duì)準(zhǔn)焊盤(pán)然后用手指按住； 然后將芯片的兩個(gè)對(duì)角焊牢； 在芯片的四周上適量的焊錫； 將 PCB 板 向著焊接引腳的方向下傾斜 45度，用松香去掉烙鐵頭端多余的焊錫； 把粘有松香的烙鐵頭放在有焊錫的部分； 來(lái)回拖拉烙鐵，將焊錫均勻的布在芯片的引腳上； 重復(fù)上述步驟焊接芯片的另外的引腳，如果發(fā)現(xiàn)引腳間有多余的焊錫就用吸錫絲將多余的焊錫吸掉； 第五章 藍(lán)牙遙控小車(chē)程序設(shè)計(jì) 在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。一般 PCB 基本設(shè)計(jì)流程如下：前期準(zhǔn)備→ PCB 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→ PCB 布局→布線→布線優(yōu)化和絲印→網(wǎng)絡(luò)和 DRC 檢查和結(jié)構(gòu)檢查→制板 。在最大輸出電流時(shí)， AMS1117 器件的壓差保證最大不超過(guò) ，并隨負(fù)載電流的減小而逐漸降低。 PCB 復(fù)合式設(shè)計(jì)，采用加厚板材 ()。 WE40C 使用方便，可支持一對(duì)多通訊，也可通過(guò) AT 指令來(lái)切換模塊的主從模式。 串行通訊的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)按位順序傳送，最少僅需一根傳輸線即可完成， 成本低但傳送速度慢。 Delay10us(1)。液晶顯示器目前已被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、 PDA 移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。//裝入比較初值 CCAP0H=PWM0_DATA。 } 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。 圖 L293D內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 示 為 L293d 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖， L293d 內(nèi)置了 與門(mén)、非門(mén)、 三級(jí)管 組成的兩組電路 ，因?yàn)槠渑帕行螤钕瘛?H’子母，所以稱(chēng)其為 H 橋路 。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是 CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。 在以往的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 中，大都會(huì)采用三輪式結(jié)構(gòu)，前輪一般采用萬(wàn)向輪牽引，左右分別為驅(qū)動(dòng)輪。 底板采用的是 亞克力板材 。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁(yè) 共 47 頁(yè) 第二章 智能車(chē) 機(jī) 結(jié)構(gòu)分析 在本次設(shè)計(jì)中，小車(chē)使用 四 輪驅(qū)動(dòng) 。直接用直流電壓對(duì)發(fā)射管進(jìn)行供電，其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境光源的抗干擾能力強(qiáng)，在要求不高時(shí)可以使用。 （ 2）同樣由于開(kāi)關(guān)頻率高，若與快速 響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺(tái)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不方便等缺點(diǎn)。 盤(pán)下方的凹形物為槽型光電耦合器，其兩端高出部分的里面分別裝有紅外發(fā)射管和紅外接收管。 工作時(shí) ， 光電碼盤(pán)安裝在轉(zhuǎn)子端軸上，隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，光電碼盤(pán)也跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，如果有一個(gè)固定光源照射在碼盤(pán)上，則可利用光敏元件來(lái)接收到的光的次數(shù)就是碼盤(pán)的編碼數(shù)。速度檢測(cè)可用加速度傳感器，光電編碼盤(pán) ， 測(cè)速電機(jī) 等實(shí)現(xiàn) 。此方案采用集成顯示模塊，硬件電路更加簡(jiǎn)單，并且液晶顯示器消耗電流小，更節(jié)能，同時(shí)軟件實(shí)現(xiàn)也簡(jiǎn)單。較為主流的幾種通信技術(shù)之間既存在著相互競(jìng)爭(zhēng)，但又在某些實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)相互補(bǔ)充、相互配合，究竟選擇何種技術(shù)更優(yōu)越，需要由具體的工作環(huán)境來(lái)決定。本次設(shè)計(jì) 以STC12C5A60S2 單片機(jī)為主控芯片 ，實(shí)現(xiàn) 了 智能車(chē)的無(wú)級(jí) 調(diào)速功能、 藍(lán)牙 遙控功能、自動(dòng)避障功能、速 度檢測(cè)功能、 光線檢測(cè)功能、 距離檢測(cè)功能 等 。目前藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控的短板在于傳輸距離短和芯片價(jià)格高方面。 遙控小車(chē)起源于美國(guó)，由于政府對(duì)無(wú)線遙控小車(chē)研發(fā)的資助以及相關(guān)資助的推動(dòng)作用，日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)大國(guó)在遙控 小車(chē)技術(shù)上占據(jù)著明顯優(yōu)勢(shì)。 設(shè)計(jì)了該 系統(tǒng)的硬件電路 原理圖和 PCB 圖，控制系統(tǒng) 以 STC12C5A60S2 單片機(jī)為 主控芯片 ，采用 L293D 為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 、 藍(lán)牙無(wú)線遙控模塊 、 紅外 光電傳感器模塊 、 超聲波 發(fā)射與接收 模塊 等 構(gòu)成外圍擴(kuò)展電路 。 關(guān)鍵詞 :單片機(jī) ； 藍(lán)牙遙控 ； PWM調(diào)速 ； 光電傳感器 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II Development of a smart remote control vehicle based on bluetooth munication Abstract: Wireless remote control robot car could play a special role in the hazardous environment operations and search amp。 可見(jiàn)其研究意義很大。 根據(jù)題目的要求 繪制電路原理圖和 PCB 圖，制作電路板；在 Keil C 編譯環(huán)境下 編寫(xiě) 控制程序并調(diào)試 ，確定如下方案：在 藍(lán)牙無(wú)線遙控 的基礎(chǔ)上，加裝光電紅外傳感器 、 光敏電阻、溫度傳感器 ，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的速度、位置、運(yùn)行狀況 、運(yùn)行環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) ，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn) 行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè) 到 的各種數(shù)據(jù) ，對(duì)電動(dòng)車(chē)經(jīng) 行對(duì)應(yīng)的 控制并將計(jì)算出的數(shù)據(jù)送至上位機(jī)顯示，實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 智能車(chē)使用 4WD 驅(qū)動(dòng)， 以提高整車(chē)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性； 在 智能 車(chē)進(jìn)駛過(guò)程中，采用雙極式 H 型 PWM 脈寬調(diào)制技術(shù) 實(shí)現(xiàn) 快速、平穩(wěn)地的 調(diào)速 ； 通過(guò)超聲波傳感器和紅外光電傳感器 實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)避障 ， 自動(dòng)循跡等 功能 ； 通過(guò)透射式光電傳感器計(jì)量輪子旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)（也就是脈沖數(shù)）實(shí)現(xiàn)速度檢測(cè) 功能；最后通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線傳輸功能將 智能車(chē)的 行駛 信息 實(shí)時(shí)地傳送給上位機(jī)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) 監(jiān)控 功能 。 在以上的幾種中， 我最終選擇了 藍(lán)牙 無(wú)線傳輸方式 。 軟件實(shí)現(xiàn) 簡(jiǎn)單，無(wú)需其他的外部硬件設(shè)計(jì)。永磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子和電刷部件等組成。在輪輻面板上均勻刻出槽孔，在輪子兩側(cè)固定相對(duì)的紅外發(fā)射、接收器件。為實(shí)現(xiàn)可逆記數(shù)功能，我 在測(cè)距儀中并列放置了兩個(gè)槽型光電耦合器，遮光盤(pán)先后通過(guò)凹槽可產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)