【正文】 到 12MHZ 之間選擇。 最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。時鐘頻率選用 6MHZ 時， 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，例如時序控制系統(tǒng)，只根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的時間序列來控制外部的運(yùn)行狀態(tài)；分布式測控系統(tǒng)中的智能控制總站完成上級主計算機(jī)與現(xiàn)場測、控子站計算機(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的干擾，所以在 CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實際的。其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，價格合理，在一定的寬度和視覺域內(nèi)可以測量定多個目標(biāo)，并且可以利用測量的圖像根據(jù)外形和大小對目標(biāo)進(jìn)行分類。利用超聲波的特性，可做成各種超聲波傳感器，結(jié)合不同的電路，可以制成超聲波儀器及裝置，在通訊、醫(yī)療及家電中獲得廣泛應(yīng)用。 根據(jù)單片機(jī)的輸出和控制對象實現(xiàn)控制信號的要求，后向通道具有以下特點(diǎn)： （ 1） 小信號輸出、大功率控制。 單片機(jī)在完成控制處理后，總是以數(shù)字信號通過 I/O 口或數(shù)據(jù)總線送給控制對象。對于二進(jìn)制輸出的數(shù)字量采用 D/A 變換器；對于頻率量輸出則可以采用 本設(shè)計調(diào)速采用 PWM 調(diào)速 [5]： 為順利實現(xiàn)電動小汽車的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，本設(shè)計采用了可逆 PWM 變換器。運(yùn)算放 圖 雙極式 H型可逆 PWM 變換器電路原理圖 大器工作在開換狀態(tài)，稍微有一點(diǎn)輸入信號就可使其輸出電壓達(dá)到飽和值，當(dāng)輸入電壓極性改變時，輸出電壓就在正、負(fù)飽和值之間變化，這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉(zhuǎn)換作用。管腳 vss串上 10k 電阻后與 vcc 管腳相接后再接 +5v 電源，管腳 gnd 接地。 為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。分秒位 meter equ 34h 。此子程序利用漫反射型紅外線光電傳感器檢測前方障礙物（通過紅外避障模塊的電位器可以調(diào)節(jié)紅外傳感器的檢測距離）在定距（ 15cm）之內(nèi)便視為出現(xiàn)阻礙行動的障礙物，反之視為無阻礙行動的障礙物。對于這類信號，采用積分時間等于 20ms 的整數(shù)倍的雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器，可有效的消除其影響。 數(shù)字濾波器具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以數(shù)字濾波在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。慣性大的輸出設(shè)備（如各類電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)）對‘毛刺’干擾有一定的耐受能力。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)指令上時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。首先，彈飛的程序必須落到程序區(qū)；其次，必須執(zhí)行到冗余指令。為使程序脫離“死循環(huán)”，通常采用“看門狗技術(shù)”。 4060 記數(shù)頻率由 RT和 CT決定。 (3)幾個原則 看門狗電路必須由硬件邏輯組成，不宜由可編程計數(shù)器充當(dāng)，因為 CPU 失控后，可能會修改可編程器件參數(shù)，使看門狗失效。 80C51 按鍵電路直接由 80C51 接口電路查詢。 無線遙控模塊方向控制模式子程序 本子程序中無線遙控模塊方向控制模式子程序流程圖如圖 45 所示，當(dāng)進(jìn)入此子程序后，再 次通過讀取外部超再生簡易無線接收器的信息判斷小車的移動方向，當(dāng)a=1001 時，即發(fā)射器的 A， D 鍵同時按下時，小車退出該模式。 測試方法 數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止 /導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù)； 信號發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號的接收與傳輸； MCS51 仿真機(jī)用于測試軟件； 直流穩(wěn)壓電源在 測試期間為各待測系統(tǒng)供電； 秒表用于產(chǎn)品測試，按照任務(wù)書的基本要求對制成的電動車進(jìn)行產(chǎn)品測試。 AT89S51是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案 [7]。它的 基本原理圖如圖 32所示： 該驅(qū)動電路可以驅(qū)動兩路直流電機(jī)，使能端 ENA、 ENB 為高電平時有效，控制方式及直流電機(jī)狀態(tài) 電機(jī)驅(qū)動控制方式及直流電機(jī)狀態(tài) 若要對直流電機(jī)進(jìn)行 PWM 調(diào)速，需設(shè)置 IN1 和 IN2，確定電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，然后對。 最小系統(tǒng)電路 本系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機(jī)作為中央處理器。再進(jìn)入各個模式之后，單片機(jī) 將對各個模式所發(fā)出的電機(jī)控制指令進(jìn)行操作，通過電機(jī)控制模塊子 程序控制電機(jī)的“行動”，從而控制小車的“行動”。當(dāng) a=0001 時，小車停止一切動作；當(dāng) a=1000 時，小車進(jìn)入無線遙控方向模式；當(dāng) a=0100 時，小車進(jìn)入循跡模式；當(dāng) a=0010 時，小車進(jìn)入避障模式。它采用更為靈活的可編 I/O 結(jié)構(gòu)，并采用了先進(jìn)的 EECOMS 工藝，數(shù)秒內(nèi)即可完成芯片的擦除和編程過程，并可反復(fù)改寫，是產(chǎn)品開發(fā)研制的理想器件之一。如果 Rs=450Ω， RT=45Ω， CT=1uF,則 f=10HZ。 本設(shè)計采用第三種方案實現(xiàn) “ 看門狗”電路，下面就對該方案作以介紹。如果操作者在場，就可以按下人工復(fù)位安鈕，強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位。指令冗余技術(shù)可以減少程序彈飛的次數(shù)，使其很快進(jìn)入程序軌道，但這并不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后就太平無事了，解決這個問題必須采用軟件容錯技術(shù)。 指令冗余技術(shù)： 當(dāng) CPU 受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。前者有良好的抗‘毛刺’干擾能力，后者不耐干擾，當(dāng)鎖存線上出現(xiàn)干擾時，它就會盲目鎖存當(dāng)前的數(shù)據(jù)，也不管此時數(shù)據(jù)是否有效。 數(shù)字濾波可以根據(jù)信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參數(shù)，具有靈活、方便，功能強(qiáng)的特點(diǎn)。 數(shù)字濾波技術(shù)： 一般單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)的模擬輸入信號中，均含有種種噪音和干擾，它們來自被測量本身、傳感器、外界干擾等。速度控制 21 jishk equ 3ah 。秒位 fenmi equ 32h 。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。 管腳 a﹑ b﹑ c﹑ d﹑ e﹑ f﹑ g﹑ dp 分別接 680 歐電阻后與四位八段數(shù)碼管 5461 中的 a﹑ b﹑ c﹑ d﹑ e﹑ f﹑ g﹑ dp 相連，分別控制各段碼和小數(shù)點(diǎn)。 雙極式 PWM 變換器的優(yōu)點(diǎn)如下： （ 1）電流一定連續(xù)； （ 2）可使電動機(jī)在四象限中運(yùn)行； （ 3）電機(jī)停止時有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)； 18 （ 4）低速時，每個晶體管的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于保證晶體管可靠導(dǎo)通 ； （ 5）低速平穩(wěn)性好，調(diào)速范圍可達(dá) 20xx0 左右。通常采用信號隔離﹑電源隔離和對功率開關(guān)實現(xiàn)過零切換等方法進(jìn)行干擾防治。但后向通道是一個輸出通道，而且輸出電平較高，不易受到直接損害。 圖 超聲波檢測電路 17 四 后向通道設(shè)計 在工業(yè)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)總要對控制對象實現(xiàn)操作，因此，在這樣的系統(tǒng)中，總要有后向通道。 （ 2）超聲波障礙檢測 [4] 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。 對水、灰塵、燈光敏感。不過在 ITS 系統(tǒng)中除了上文提出的場景限制外，還有以下問題。最簡單的開關(guān)量輸入通道就是一個具有 TTL 電平的狀態(tài) 開關(guān)，如水銀溫度觸點(diǎn)、溫度晶閘管、時間繼電器、限位開關(guān)等。作為測試系統(tǒng)，對被測對象拾取必要的原始參量信號是系統(tǒng)的核心任務(wù)，對控制系統(tǒng)來說，對被控對象狀態(tài)的測試以及對控制條件的監(jiān)測也是不可缺少的環(huán)節(jié)。其中電平復(fù)位是通過 RST 端經(jīng)電阻與電源Vcc 接通而實現(xiàn)的。復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機(jī)器周期的 S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。 本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。用 80C51 單 片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。 7 P1 口、 P2 口、 P3 口、 P4 口 為 4 個并行 8位 I/O 口。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。 四 系統(tǒng)原理圖 簡易智能電動車采用 80C51 單片機(jī)進(jìn)行智能控制。由此可見，測距輪每轉(zhuǎn)一周，紅外光接收管均能接收到一個脈沖信號經(jīng)過整形器后送入計數(shù)器或直接送入單片機(jī)中。 施密特觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的變形，它有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)方式為電平觸發(fā)，只要外加觸發(fā)信號的幅值增加到足夠大，它就從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。如果用這樣的輸出電壓控制電機(jī)或繼電器，將出現(xiàn)頻繁動作或起?，F(xiàn)象。電壓比較器的輸出從低電平變?yōu)楦唠娖剿毜臅r間稱為響 應(yīng)時間。 ⑵ 非線性。 方案三：電壓比較器方案。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、價格低廉。前行與倒車控制電路的核心是橋式電路和繼電器。見圖 電動車的方向檢測電路 (a)。為順利實現(xiàn)電動小汽車的前行與倒車，本設(shè)計采用了可逆 PWM 變換器。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(jìn)行直流調(diào)速。 VM系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。 80C51 電機(jī)驅(qū)動模塊 小車 紅外 避障 信號1 障礙物 接近開關(guān)傳感器 計數(shù) 信號2 5 一 直流調(diào)速系統(tǒng) 方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。所以本設(shè)計與實際 相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強(qiáng)。它是第三代單片機(jī)的代表。本設(shè)計就 是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。結(jié)合實際情 況對比方案優(yōu)劣選出最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計采用對比選擇，模塊獨(dú)立，綜合處理的研究方法?？梢娖溲芯恳饬x很大。 80C51 是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。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。 這種方案能實現(xiàn)對電動車的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)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。且技術(shù)落后，因此擱置不用。脈沖寬度調(diào)制（ Pulse Width Modulation），簡稱 PWM。 脈寬調(diào)速也可通過單片機(jī)控制繼電器的閉合 來實現(xiàn)，但是驅(qū)動能力有限。 本系統(tǒng)共設(shè)計兩個光電三極管，分別放置在電動車車頭的左、右兩個方向，用來控制電動車的行走方向，當(dāng)左側(cè)光電管受到光照時，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)向左轉(zhuǎn)；當(dāng)右側(cè)光電管受到光照時，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)向右轉(zhuǎn)；當(dāng)左、右兩側(cè)光電管都受到光照時，單片機(jī)控制直行。最后經(jīng)反接制動實現(xiàn)停車。 8 圖 前行與倒車控制電路 檢測放大器方案： 方案一：使用普通單級比例放大電路。但在實際操作中，往往滿足了高共模抑制比的要求，卻使運(yùn)算放大器輸出飽和；為獲得單片機(jī)能識別的TTL 電平卻又無法抑制共模干擾。因此比較器的性能分析方法與放大、運(yùn)算電路是不同的。但實際集成運(yùn)放的最大轉(zhuǎn)換速率總是有限的，因此比較器輸出電壓的跳變不可能是理想的階躍信號。簡單電壓比 較器結(jié)構(gòu)簡單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說如果輸入信號因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會反 10 復(fù)的從一個電平跳到另一個電平。 綜合考慮系 統(tǒng)的各項性能，最后我們決定采用數(shù)字器件 —— 施密特觸發(fā)器。遮光盤在凹槽中轉(zhuǎn)動時，缺口進(jìn)入凹槽時，紅外線可以通過，缺口離開凹槽紅外線被阻擋。 三 顯示電路 本設(shè)計中用兩片 4位八段數(shù)碼管 gem4561ae作顯示器 ,并具有雙重功能 ,在小車不行駛時其中一片顯示年﹑月 ,另一片顯示時﹑分； 當(dāng)小車行駛時 ,分別顯示時間和行駛距離。它們都是通過片內(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?？捎脕磉M(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行 I/O口，甚至與多個單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。 二 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 80C51 是片內(nèi)有 ROM/EPROM 的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。 復(fù)位電路 80C51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 15 1﹑前向通道的含義 當(dāng)將單片機(jī)用作測﹑控系統(tǒng)時，系統(tǒng)中總要有被測信號輸入通道，有計算機(jī)拾取必要的輸入信息。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對信號輸入、傳感、變換應(yīng)作廣義理解，例如開關(guān)量的檢測及信號輸入，在單片機(jī)的各種應(yīng)用系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)是價格便宜，易于使用，且在 10m 以內(nèi)能給出精確的測量。 不能直接測量距離，算法復(fù)雜，處理速度慢。但是仍存在性價比的問題 。超聲波檢測如圖 超聲波檢測電路所示?？刂茖ο蠖酁榇蠊β仕欧?qū)動機(jī)構(gòu)，電磁、機(jī)械干擾較為嚴(yán)重。主要防治伺服驅(qū)動系統(tǒng)通過信號通道﹑電源以及空間電磁場對計