【正文】 度 B。因此，在磁路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)放出一定的磁靈敏度余量，即作用于 IC表面磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)高于實(shí)際 BHL50GS左右。電路原理圖如 圖 5 所示： 圖（ 5） 通過(guò)調(diào)整電位器，可以調(diào)節(jié)探測(cè)器的靈敏度，通過(guò)這點(diǎn)可以順利的完成黑線軌跡的路程 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 霍爾元件 我們采用感應(yīng)式的霍爾元件，它是一種 采用半導(dǎo)體集成技術(shù)制造的磁敏電路，它是由電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、史密特觸發(fā)器，溫度補(bǔ)償電路和集電極開(kāi)路的輸出級(jí)組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸 出是一個(gè)數(shù)字電壓訊號(hào)。 第 15～ 16 腳：空腳 1602 液晶顯示模塊可以和單片機(jī) AT89S52 直接接口， 與 AT89C51 連接一樣， 電路如圖所示。第三是下載電纜線，因?yàn)?AT89SXX 支持在線編程，很多客戶需要這個(gè)功能。 （ 11） XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 128x8bit 內(nèi)部 RAM 全雙工 UART 串行中斷口線 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 3 所示 ： 圖 3 主控芯片 TA89S52 L298 主控芯片 TA89S52 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 尋跡傳感器 避障傳感器 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 第三章 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) 微控制器模塊的設(shè)計(jì) 采用 Atmel 公司的 AT89S52 單片機(jī)，不用燒寫(xiě)器而只用串口或者并口就可以往單片機(jī)中下載程序。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。 我們所選用的直流電機(jī)減速比為 1： 74，減速后電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 100r/min。 因此我們選擇了方案 3。這樣自己制作組裝的尋跡傳感器基本能夠滿足要求，但是工作不夠穩(wěn)定，且容易受外界光線的影響， 因此我們放棄了這個(gè)方案。光敏電阻的阻值可以跟隨周?chē)h(huán)境光線的變化而變化。 設(shè)計(jì)論證 方案 1： 采用 12V 蓄電池為 直流電機(jī) 供電 ，將 12V 電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。 本系統(tǒng)主要是進(jìn)行尋跡運(yùn)行的檢測(cè)以及電機(jī)的控制。 小車(chē)底盤(pán)如圖 2 所示： 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 車(chē)底底盤(pán)如圖（ 2）所示 控制器模塊 設(shè)計(jì)論 證方案 1： 采用可編程邏輯期間 CPLD 作為控制器。因此我們放棄了此方案。 直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)模塊等模塊構(gòu)成。而且 AT89S52的地位已經(jīng)漸漸的被 AT89S52所取代。但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng) ,易造成亮度低 ,閃爍問(wèn)題。 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) （ 3） 行駛過(guò)程中不碰壁。 第二章 系統(tǒng) 方案 設(shè)計(jì) 與論證 設(shè)計(jì)任務(wù) 和 要求 ： 一． 設(shè)計(jì) 任務(wù) 設(shè)計(jì)一臺(tái)智能電動(dòng)小車(chē)，行進(jìn)路線如圖： 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 注：圖中標(biāo)示數(shù)值單位：米；實(shí)線為擋板。該溫度計(jì)以 AT89S52 為主控器，通過(guò) DS18B20 來(lái)檢測(cè)溫度，并通過(guò) LCD 顯示器以串口傳送數(shù)據(jù) ,實(shí)現(xiàn)溫度顯示。傳感器的技術(shù)發(fā)展無(wú) 論是在工業(yè)生產(chǎn)，海洋探究，環(huán)境保護(hù)，資源調(diào)查生物工程，以及日常生活中都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，無(wú)論是簡(jiǎn)單或者是各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域在我們 的日常生活中 廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾個(gè)范疇：在智能儀器儀表的應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、等物理量的測(cè)量。 目前單片機(jī)已經(jīng)滲入到人們的工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú)處不在，無(wú)所不為 ” 。 在進(jìn)入信息時(shí)代的今天，在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使得設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使得產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量，因此，可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化的生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具 有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。它以 AT89S52 為控制核心，附以外圍電路，采用紅外收發(fā)探測(cè)器等傳感器件來(lái)檢測(cè)信號(hào)和障礙物；充分利用 IO 口、運(yùn)放以及處理能力來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋跡直走、轉(zhuǎn)彎、停止并顯示路程、時(shí)間和發(fā)出燈光、聲光警示、躲避障礙物、尋找合適的路線行駛，最后停在 D點(diǎn)處等自動(dòng)控制系統(tǒng)。 （ 2） 盡量縮短行駛總時(shí)間。 動(dòng)態(tài)顯示方式 ,可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題。但是， AT89S52單片機(jī)需要用仿真器來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬件的合成在線調(diào)試，較為繁瑣，很不簡(jiǎn)便。這對(duì)于在網(wǎng)上查找相關(guān)資料和在圖書(shū)館查找相關(guān)資料時(shí)非常方便 模塊方案比較與論證 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)主要由控制器模塊、電源模塊、尋跡傳感器模塊、 避障傳感器模塊。而且這種電動(dòng)車(chē)一般都價(jià)格不菲。 綜上考慮，我們選擇了方案 2。但是當(dāng)凌陽(yáng)單片機(jī)應(yīng)用語(yǔ)音處理和辨識(shí)時(shí)，由于其占用的 CPU 資源較多而使得凌陽(yáng)單片機(jī)同時(shí)處理其它任務(wù)的速度和能力降低。 電源模塊 由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下集中方案為系統(tǒng)供電。 尋跡傳感器模塊 設(shè)計(jì)論證 方案 1： 用光敏電阻組成光敏探測(cè)器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測(cè)出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測(cè)出黑線繼而輸出高電平。此光電對(duì)管調(diào)理電路簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)論證 方案 2： 由于其內(nèi)部由高速電動(dòng)機(jī)提供原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以 產(chǎn)生較大扭力。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。 （ 6） L298N 作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 033MHz 當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1時(shí)，被定義為高阻輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 （ 7） RST：復(fù)位輸入。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 最高工作頻率為 33MHz，大家都知道 89C51 的極限工作頻率是 24M，就是說(shuō) S51 具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。第二是仿真器市場(chǎng)，有客戶將對(duì) AT89SXX 提出仿真要求。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。同理當(dāng)發(fā)出去的紅外光發(fā)射到白色平面上時(shí)，由于平面發(fā)生漫反射，把發(fā)射出去的紅外光反射回到接收管，接收管接收到紅外光后輸出端輸出高電平。 60℃，溫漂應(yīng)不高于 30GS（高溫 IC 不大于 15GS）。 VH = ISB/ned =KH ISB 式中比例系數(shù) KH = 1/ned，稱(chēng)為霍爾元件的靈敏度。 L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的 IO 口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。表 1是 L298N 功能邏輯圖。 橋試帶電路的優(yōu)點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單、易控制、帶負(fù)載能力強(qiáng)，在單片機(jī)的配合下，通過(guò)調(diào)脈寬的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輕松調(diào)速，通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)具體參數(shù)的修改，可以使小車(chē)適應(yīng)不同的電源。 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 第四章 主程序流程圖 軟件 設(shè)計(jì) 的主程序流程圖： 否 否 是 是 否 是 否 是 圖（ 7） 開(kāi)始 尋跡子函數(shù) 停止運(yùn)動(dòng)，結(jié)束，聲光 報(bào)警 避障子函數(shù) 系統(tǒng)初始化 在 B 處停止 5 秒并報(bào)警 避障子函數(shù) 是否走完黑線軌跡 在 B 處是否停止 5秒 是否到了 C 出口處 是否到達(dá) D 處 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 傳感器數(shù)據(jù)處理及尋跡、避障程序流程 我們用一個(gè)字節(jié)來(lái)代表車(chē)底的 3 個(gè)光電傳感器 和上面的避障傳感器 。 功能測(cè)試 小車(chē)從入口開(kāi)始，沿著黑線走到黑線的終點(diǎn)，在 B 點(diǎn)處停止 5 秒并且發(fā)出聲光報(bào)警，在迷宮里面能夠很好的尋找路線安全運(yùn)行，走到 D 處時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，并且黑線對(duì)準(zhǔn)中心點(diǎn) 發(fā)出聲光報(bào)警。 同時(shí)對(duì)于單片機(jī) 89S52 的相關(guān)功能的應(yīng)用也要有一定的了解 比如對(duì)芯片的一些功能的了解對(duì)于畢業(yè)的設(shè)計(jì)是很有幫助的。掉電保護(hù)方桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 在這次設(shè)計(jì) 當(dāng) 中 ，我 學(xué)到了很多東西， 掌握了一些小型電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和制作過(guò)程的能力；培養(yǎng)了科學(xué)性、系統(tǒng)性、及全面性的設(shè)計(jì)素質(zhì)；開(kāi)拓了設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)了把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的能力。 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 第八章 參考文獻(xiàn) 1. 李正軍。北京：科學(xué)出版社， 2021 4. 童詩(shī)白，華成英。 桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁(yè) 附錄 1 源程序 。北京：高等教育出版社， 1983 6. 高峰編。張倫譯。為了查找相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)資料，我們上網(wǎng)，去學(xué)校圖書(shū)館查找資料，雖然辛苦一點(diǎn)，但是令人欣慰的是學(xué)到了書(shū)本上學(xué)不到的東西，并且掌握了設(shè)計(jì)的一般方法。當(dāng)我還是無(wú)法想到解決的辦法是，我就帶著自己的問(wèn)題到圖書(shū)館查閱資料，如果我的問(wèn)題還是沒(méi)有解決，我就帶著問(wèn)題去問(wèn)我們的指導(dǎo)老師，讓他幫我解決。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 另外，我們的車(chē)體底盤(pán)經(jīng)過(guò)充分的論證和專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)，兼顧了美觀、廉價(jià)、穩(wěn)固、可靠等各方面的因素， 還有 我們保 留了各種硬件接口和軟件子程序接口，方便以后的擴(kuò)展和進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)， 具有較高的 穩(wěn)定性和推廣意義。避障傳感器也是同樣 的原理。硬件實(shí)現(xiàn)的是通過(guò)改變振蕩電路中 RC參數(shù)來(lái)調(diào)整充放電時(shí)間；而軟件的做法是通過(guò)設(shè)置高電平及低電平的時(shí)間來(lái)達(dá)到，且軟件調(diào)整量化指標(biāo)更高，調(diào)整更可靠，更方便，更準(zhǔn)確。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整則通過(guò)改變輸入信號(hào)占空比來(lái)進(jìn)行的。 1腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。例如測(cè)量時(shí)首先任取某一方向的 IS和 B為正，當(dāng)改變它們的方向時(shí)為負(fù)，保持 IS、 B的數(shù)值不變，?。?IS+， B+）、（ IS、 B+）、（ IS+、 B）、（ IS， B） 四種條件進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果分別為： V1= VH+V0+VE+VN+VRL V2=VHV0VE+VN+VRL V3=VH+V0VEVNVRL V4=VHV0+VEVNVRL 從上述結(jié)果中消去 V0， VN和 VRL，得到 VH = 41 （ V1V2V3+V4） VE 一般地 VE比 VH小得多，在誤差范圍內(nèi)可以忽略不計(jì)。