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正文內(nèi)容

數(shù)理與信息工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用期末課程設(shè)計(jì)題目基于(存儲(chǔ)版)

  

【正文】 nop nop mov p1,0ffh mov a,shimi swap a add a,shifn mov p1,a ret 避障子程序設(shè)計(jì)程序清單如下: zhangai: jb 25h,stop jnb 22h,youzhuan jnb 23h,youzhuan jnb 24h,zuozhuan jnb 26h,zuozhuan ajmp jiancezuozhuan: clr clr mov sudu,05h acall delaa setb setb mov sudu,07h ajmp jianceyouzhuan: clr clr mov sudu,05h acall delaa setb setb mov sudu,07h ajmp jiance stop: acall delay jnb 25h,zhangai clr tr0 mov a,fenmi mov fenmc,a mov a,02h add a,fenmc mov fenmc,a here: cjne a,fenmi,here clr tr1 setb acall delaa setb ajmp $提高玩具車智能控制的可靠性,僅靠硬件抗干擾是不夠的,需要進(jìn)一步借助于軟件抗干擾技術(shù)來(lái)克服某些干擾。所謂數(shù)字濾波,就是通過一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號(hào)中的比重。如果開關(guān)量信號(hào)超過8個(gè),可按8個(gè)一組進(jìn)行分組處理,也可定義多字節(jié)信息暫存區(qū),按類似方法處理。只要有可能,其重復(fù)周期盡可能短些。指令冗余無(wú)疑會(huì)降低系統(tǒng)的效率,但在絕大多數(shù)情況下,CPU還不至于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度,故這種方法還是被廣泛采用。 ⑵、未使用的大片ROM空間 ⑶、表格程序區(qū)由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方,故不影響程序執(zhí)行效率,在當(dāng)前EPROM容量不成問題的條件下,還是多多益善。本系統(tǒng)采用硬件“看門狗”電路。Rs用于改善振蕩器的穩(wěn)定性,Rs 要大于RT。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(hào),不能重新啟動(dòng)CPU。 測(cè)試方法⑴數(shù)字萬(wàn)用表主要用來(lái)測(cè)試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止/導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù);⑵信號(hào)發(fā)生器與示波器用于測(cè)試各光電傳感器信號(hào)的接收與傳輸; ⑶MCS51仿真機(jī)用于測(cè)試軟件;⑷直流穩(wěn)壓電源在測(cè)試期間為各待測(cè)系統(tǒng)供電;⑸秒表用于產(chǎn)品測(cè)試,按照任務(wù)書的基本要求對(duì)制成的電動(dòng)車進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。 結(jié) 束 語(yǔ)通過這次課程設(shè)計(jì),使我深刻地認(rèn)識(shí)到學(xué)好專業(yè)知識(shí)的重要性,并且檢驗(yàn)了這一學(xué)期的學(xué)習(xí)成果。厘米位 miao equ 31h 。十分位 sudu equ 39h 。小數(shù)點(diǎn)位 shimi equ 37h 。所以還需要在以后的過程中不斷的進(jìn)行完善。三、總結(jié)本設(shè)計(jì)采用的是80C51單片機(jī),這主要是因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)的穩(wěn)定性比較好。消抖(延時(shí)20ms)由軟件延時(shí)完成。若沒有微分電路,掃描輸入信號(hào)上的“1”狀態(tài)封死4060,使之不能記數(shù),看門狗不起作用。如系統(tǒng)工作不正常(如程序跑飛、死循環(huán)等),程序?qū)?060發(fā)不出掃描信號(hào),分頻器記滿輸出一脈沖號(hào)使CPU復(fù)位。“看門狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間,若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過已知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間,則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”,然后強(qiáng)迫程序返回到0000H入口,在0000H處安排一段出錯(cuò)處理程序,使系統(tǒng)運(yùn)行納入正規(guī)。所謂軟件陷阱,就是一套引導(dǎo)指令,強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定的地址,在那里有一段專門對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。當(dāng)程序彈飛到三字節(jié)指令上時(shí),因它有兩個(gè)操作數(shù),繼續(xù)出錯(cuò)的機(jī)會(huì)就更大。慣性小的輸出設(shè)備(如通行口、顯示設(shè)備)耐受能力就小一些。開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù):干擾信號(hào)多呈毛刺狀,作用時(shí)間短,利用這一點(diǎn),我們?cè)诓杉骋婚_關(guān)量信號(hào)時(shí),可多次重復(fù)采集,直到連續(xù)兩次或兩次以上結(jié)果完全一致方為有效。后者為隨機(jī)信號(hào),它不是周期信號(hào)。十分位 sudu equ 39h 。厘米位 miao equ 31h 。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中,大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)基本類型。圖35 EM78P458的管腳該芯片共有20個(gè)管腳,管腳 LED1﹑LED2﹑LED3﹑LED4分別接10k電阻和三極管后與4位八段數(shù)碼管5461中的a1﹑a2﹑a3﹑a4四個(gè)數(shù)位選擇端相連,這四個(gè)數(shù)位選擇端用來(lái)產(chǎn)生LED選通信號(hào)。只要改變控制電壓的極性,也就改變了PWM變換器輸出平均電壓的極性,則調(diào)節(jié)了輸出脈沖電壓的寬度,輸出脈沖的寬度是和控制電壓的大小成正比的.圖34 雙極式H型可逆PWM變換器電路原理圖邏輯延時(shí)環(huán)節(jié):在可逆PWM變換器中,跨接在電源兩端的上下兩個(gè)晶體管經(jīng)常交替工作。圖34為雙極式H型可逆PWM變換器的電路原理圖。將單片機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大,以滿足伺服驅(qū)動(dòng)的功率要求。輸出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制信號(hào),而伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的狀態(tài)反饋信號(hào)通常是作為檢測(cè)信號(hào)輸入前向通道。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類型,常用于防盜報(bào)警器、接近開關(guān)、測(cè)距及材料探傷、測(cè)厚等。主要優(yōu)點(diǎn)是可以魯棒地探測(cè)到障礙而不受天氣或燈光條件限制。價(jià)格相合理,夜間不受影響不受燈光、天氣影響。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜,易于使用,且在10m以內(nèi)能給出精確的測(cè)量。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,對(duì)信號(hào)輸入、傳感、變換應(yīng)作廣義理解,例如開關(guān)量的檢測(cè)及信號(hào)輸入,在單片機(jī)的各種應(yīng)用系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。1﹑前向通道的含義當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)中總要有被測(cè)信號(hào)輸入通道,有計(jì)算機(jī)選取必要的輸入信息。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。復(fù)位電路80C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。80C51單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。MCS51單片機(jī)中8位機(jī)和1位機(jī)的硬件資源復(fù)合在一起,二者相輔相承,它是單片機(jī)技術(shù)上的一個(gè)突破,這也是MCS51單片機(jī)在設(shè)計(jì)的精美之處。6 串行口1個(gè)全雙工的串行口,具有四種工作方式。如果按功能劃分,它由如下功能部件組成,即微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。將該信號(hào)傳輸?shù)?0C51單片機(jī)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),根據(jù)預(yù)先實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)換算關(guān)系即可計(jì)算出電動(dòng)機(jī)車的行車距離。遮光盤有一缺口,盤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。方案四:施密特觸發(fā)器。(如圖24 電壓比較器電路)所示:圖24 電壓比較器電路在本設(shè)計(jì)中,光電傳感器只輸出一種高低電平信號(hào)且伴有外界雜波干擾,所以嘗試采用了一種滯回比較器。如果在比較器的輸入端加理想階躍信號(hào),那么在理想情況下比較器的輸出也應(yīng)當(dāng)是理想的階躍電壓,而且沒有延遲。放大、運(yùn)算電路為了實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定并滿足一定的精度要求,這些電路中的運(yùn)放均引入了深度負(fù)反饋;而為了提高比較器的反應(yīng)速度和靈敏度,它所采用的運(yùn)放不但沒有引入負(fù)反饋,有時(shí)甚至還加正反饋。這種情況下須采用差動(dòng)放大電路,并應(yīng)設(shè)法減小溫漂。(如圖23 前行與倒車控制電路)所示。前進(jìn)時(shí),驅(qū)動(dòng)輪直流電機(jī)正轉(zhuǎn),進(jìn)入減速區(qū)時(shí),由單片機(jī)控制進(jìn)行PWM變頻調(diào)速,通過軟件改變脈沖調(diào)寬波形的占空比,實(shí)現(xiàn)調(diào)速。光線跟蹤,采用光敏三極管接收燈泡發(fā)出的光線,當(dāng)感受到光線照射時(shí),其ce間的阻值下降,檢測(cè)電路輸出高電平,經(jīng)LM393電壓比較器和74LS14施密特觸發(fā)器整形后送單片機(jī)控制。脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器,簡(jiǎn)稱PWM變換器。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí),電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上,當(dāng)晶閘管關(guān)斷時(shí),直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開,電動(dòng)機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流,兩端電壓接近于零。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)。 第2節(jié) 方案設(shè)計(jì)與論證根據(jù)題目的要求,確定如下方案:在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上,加裝光電檢測(cè)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量,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)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。它是第三代單片機(jī)的代表??梢娖溲芯恳饬x很大。根據(jù)題目的要求,確定如下方案:在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上,加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測(cè)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量,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)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。尤其是在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景;在考古方面也應(yīng)用到了超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)。方案二:靜止可控整流器。它可以是單相、三相或更多相數(shù),半波、全波、半控、全控等類型,可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。與VM系統(tǒng)相比,PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn):(1)由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高,僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流,電樞電流容易連續(xù),系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn),調(diào)速范圍較寬,可達(dá)1:10000左右??赡鍼WM變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有H型、T型等類型。行車方向檢測(cè)電路(見圖22 電動(dòng)車的方向檢測(cè)電路(b))采用反射接收原理配置了一對(duì)紅外線發(fā)射、接收傳感器。電橋上設(shè)置有兩組開關(guān),一組常閉,另一組常開。但是也存在著許多不足。電壓比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小,例如將一個(gè)信號(hào)電壓Ui和一個(gè)參考電壓Ur進(jìn)行比較,在UiUr和UiUr兩種不同情況下,電壓比較器輸出兩個(gè)不同的電平,即高電平和低電平。由于比較器中運(yùn)放處于開環(huán)或正反饋狀態(tài),它的兩個(gè)輸入端之間的電位差與開環(huán)電壓放大倍數(shù)的乘積通常超過最大輸出電壓,使其內(nèi)部某些管子進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū),因此在絕大多數(shù)情況下輸出與輸入不成線性關(guān)系,即在放大、運(yùn)算等電路中常用的計(jì)算方法對(duì)于比較器不再適用。響應(yīng)時(shí)間越短,響應(yīng)速度越快。這種情況,通常是不允許的。施密特觸發(fā)器具有與滯回比較器相類似的滯回特性,但施密特觸發(fā)器的抗干擾能力比滯回比較器更強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)可逆記數(shù)功能,我們?cè)跍y(cè)距儀中并列放置了兩個(gè)槽型光電耦合器,遮光盤先后通過凹槽可產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)。開始由手動(dòng)啟動(dòng)小車,并復(fù)位,當(dāng)經(jīng)過規(guī)定的起始黑線,由超聲波傳感器和紅外光電傳感器檢測(cè),通過單片機(jī)控制小車開始記數(shù)顯示并避障、調(diào)速;系統(tǒng)的自動(dòng)避障功能通過超聲波傳感器正前方檢測(cè)和紅外光電傳感器左右側(cè)檢測(cè),由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn);在電動(dòng)車行駛過程中,采用雙極式H型PWM脈寬調(diào)制技術(shù),以提高系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能;采用動(dòng)態(tài)共陰顯示行駛時(shí)間和里程。1 微處理器該單片機(jī)中有一個(gè)8位的微處理器,與通用的微處理器基本相同,同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分,只是增加了面向控制的處理功能,不僅可處理數(shù)據(jù),還可以進(jìn)行位變量的處理。8 特殊功能寄存器共有21個(gè),用于對(duì)片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。由于集成度的限制,最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。本設(shè)計(jì)采用最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式,即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。時(shí)鐘頻率選用6MHZ時(shí),C取22uF,Rs取200Ω,RK取1KΩ。因此,在前向通道中,傳感器、敏感元件及其相關(guān)電路占有重要地位。并不是所有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)都有前向通道,例如時(shí)序控制系統(tǒng),只根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)間序列來(lái)控制外部的運(yùn)行狀態(tài);分布式測(cè)控系統(tǒng)中的智能控制總站完成上級(jí)主計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)、控子站計(jì)算機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)傳送。另外超聲波傳感器的工作原理基于聲,即使可以使之測(cè)達(dá)100m遠(yuǎn),但其更新頻率為2Hz,而且還有可能在傳輸中受到它信號(hào)的干擾,所以在CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實(shí)際的。對(duì)水、灰塵、燈光敏感。(2)超聲波障礙檢測(cè)超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩,其頻率超過20KHz,分橫向振蕩和縱向振蕩兩種,超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,其傳播速度不同。圖 33 超聲波檢測(cè)電路 在工業(yè)控制系統(tǒng)中,單片機(jī)總要對(duì)控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)操作,因此,在這樣的系統(tǒng)中,總要有后向通道。但后向通道是一個(gè)輸出通道,而且輸出電平較高,不易受到直接損害。通常采
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