【正文】 telligently operate in a certain circumstances. Keywords Intelligent toy car。 32 1 摘 要 智能小車的研究、開發(fā)和應(yīng)用涉及傳感技術(shù)、電氣技術(shù)、單片機(jī)控制、通信技術(shù)等學(xué)科，是一門綜合技術(shù)，當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。 29 致謝 29 測試儀器 23 尋跡子程序設(shè)計(jì) 21 II 程序設(shè)計(jì) 21 程序流程圖 21 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說明 5 智能小車概述 2 引言 1 Abstract 8 最小系統(tǒng) 23 驅(qū)動程序設(shè)計(jì) 29 測試方法 31 參考文獻(xiàn) 智能小車在以后必將有其廣闊的應(yīng)用前景。 Intelligent 3 引言 課題背景及意義 機(jī)器人學(xué)是一門與機(jī)器人設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用相關(guān)的科學(xué) [1]。在戰(zhàn)場上的軍事活動中，在惡劣環(huán)境條件下的生產(chǎn)勞動中，凡不宜由人直接承擔(dān)的任務(wù)，均可由智能機(jī)器人代替，如智能小車可以適應(yīng)不同環(huán)境，不受溫度、濕度等條件的影響，完成危險(xiǎn)地段、人類無法介入等特殊情況下的任務(wù)。在 2020年日本愛知世博會上，豐田公司成功演示了 ITMS 無人駕駛公交系統(tǒng)。 THMRV(TsingHua Mobile Robot V)清華 V 型智能車是一個(gè)比較成功的范例 [7]。但很現(xiàn)實(shí)的狀況是，國內(nèi)不論是在機(jī)械還是電氣領(lǐng)域，與國外的差距還是很明顯的，所以作為機(jī)電一體化學(xué)生，必須加倍努力，為逐步趕上國外先進(jìn)水平并超過之而努力 [10]。 （ 2）甲、乙兩車按圖 11 所示位置同時(shí)起動，乙車通過超車標(biāo)志線在超車區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)超車功能，并先于甲車到達(dá)終點(diǎn)標(biāo)志線，即第一圈實(shí)現(xiàn)乙車超過甲車。顯而易見，這種單片機(jī)對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。當(dāng)P1 口的管腳寫 “1”時(shí)，被定義為高阻輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號 [14]； P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車行走的路線。 圖中 AK 為紅外發(fā)射管。當(dāng)有物體反射紅外線時(shí)， be 飽和導(dǎo)通 ce也就導(dǎo)通了，輸出端就相當(dāng)于接地。在小車行駛的過程中，我們要不斷地使電機(jī)在四個(gè)象限之間切換。 所以我們采用方案三。 nRF24L01功耗低 ， 在以 6 dBm的功率發(fā) 射時(shí)，工作電流也只有 9 mA。我們考慮到藍(lán)牙配對容易，通信受到的干擾較小，比較穩(wěn)定。當(dāng)小車在超車區(qū)時(shí)，靠外邊的小車就用右邊的光電 管組檢測外邊的黑線來進(jìn)行外循跡。 模塊主從模式設(shè) 置： BLKMDBC04B 藍(lán)牙模塊同時(shí)支持軟 /硬件設(shè)置主從模式，具體方 案如下 ： PI0(4)——軟 /硬件主從設(shè)置口：置低 (或懸空 )為硬件設(shè)置主從模式，置 ；如選擇硬件設(shè)置主從進(jìn)行設(shè)置； PIO(5)——硬件主從設(shè)置口： ，接地或從式。 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。 以下為驅(qū)動程序清單 void pwm_init(void) { CCON = 0。 CCAP1H =CCAP1L=y 。 } void turn_back(void) \\減速 { motor_in2=0。 } 25 尋跡子程序設(shè)計(jì) 尋跡子程序主要是設(shè) 置小車行走路線 ，使小車踩黑線行進(jìn)。 pwm(80,200)。 en_b=1。 go_stright()。 en_b=1。 en_a=1。 en_b=1。(left_flag_1==0)) { pwm(140,200)。 28 delay(10)。 en_b=0。 delay(5)。理論上的誤 差不到 1 秒 /年。 但是本系統(tǒng)中還存在著不足：小車的直線行進(jìn)的穩(wěn)定性未得到很好的解決，通過測試小車在直線行走時(shí)與小車的初始角度、小車的速度、小車的轉(zhuǎn)彎，我認(rèn)為小車的穩(wěn)定性可能還與紅外探測器之間的間距、黑帶寬度的比值、小車的慣性等有關(guān)。當(dāng)然，還有一份感激之情難于言表，那就是感謝我的父母不辭辛勞培養(yǎng)了我，沒有你們就沒有我的今天。 31 致謝 本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際，我要感謝在這一學(xué)期在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段所有幫助過我的人們。 小車行駛時(shí)間統(tǒng)計(jì) （表 51 所示） 表 51 小車行駛時(shí)間統(tǒng)計(jì) 圈數(shù) 小車行駛時(shí)間 第一圈 38s 第二圈 40s 第三圈 38s 第四圈 40s 心得體會 30 歷經(jīng)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從最初的資料查找、方案設(shè)計(jì)，經(jīng)過最基本的電路設(shè)計(jì)、調(diào)試過程，再到軟件設(shè)計(jì)、測試，我學(xué)習(xí)了單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。 delay(5)。 pwm(80,200)。 delay(5)。 if((right_flag_0==0)amp。amp。 } else { en_a=0。amp。(left_flag_1==0)) { en_a=0。 en_b=0。(left_flag_1==1)) { en_a=0。 en_b=0。 motor_in4=1。 motor_in4=1。 CCAPM0 = 0x42。所謂 “模塊 ”，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。通過這種方式來調(diào)試超聲波測距的子程序。開始循跡時(shí)， PWM 給的不夠恰當(dāng)，小車循跡時(shí)左右搖擺得厲害，經(jīng)常會跑偏。當(dāng)小車的中間的光電管檢測到轉(zhuǎn)彎標(biāo)志線時(shí)，讓小車向左拐彎。 主設(shè)備只能與從設(shè)備配對連接然后通訊。 表 23 電機(jī)運(yùn)行情況 ENA(B) IN1(IN3) IN2(IN4) 電機(jī)運(yùn)行情況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2(IN4) 同 IN1(IN3) 快速停止 L X X 停止 超聲波測速模塊 我們用專用的超聲波測距芯片來控制兩小車的距離，使其在特定的位置控制其距離來保證小車超車的順利完成。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路 簡單。 方案一： H 型橋式驅(qū)動電路 這種驅(qū)動電路是封面簡單，可以很方便地實(shí)現(xiàn)直流點(diǎn)擊的四象限運(yùn)行，分別對應(yīng)正轉(zhuǎn) |正轉(zhuǎn)制動、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動。即： R=歐姆。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平，這樣單片機(jī)就可以通過返回來的高低 電 平來識別黑線了。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效 [15]； PSEN：外部程序存儲器的選通信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高平時(shí)間； ALE / PROG ：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收； P2 口： P2 口為一個(gè)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(gè) TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 單片機(jī) STC12C5A60S 性能介紹 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍。 （ 2）甲、乙兩車?yán)^續(xù)行駛第三圈和第四圈，并交替領(lǐng)跑；兩車行駛的時(shí)間要盡可能的短。跑道如圖 11 所示 。 5 1 緒論 智能車輛是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。國內(nèi)清華大 學(xué)、國防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、吉林大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)和南京理工大學(xué)等都有過智能車的研究項(xiàng)目。進(jìn)入 21 世紀(jì)，美國國防部連續(xù)舉辦大挑戰(zhàn)（ Grand Challenge）比賽 活動，對促進(jìn)智能車輛技術(shù)交流與創(chuàng)新起到很大激勵(lì)作用。 智能車在我們的現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用意義極大。 關(guān)鍵字 智能小車；電氣技術(shù)；單片機(jī)控制；通信技術(shù)；單片機(jī) STC12C5A60S； 2 Abstract Intelligence is an important direction for the future development as a new product of modern society. It can operate automatically in a specific environment according to the predetermined pattern and will be able to plete the intended target without user’ s management. This excogitation mainly reflects multifunction car intelligent mode, the design of theory scheme and analytical method, features and innovations etc. which have some reference value on the design and popularity of semiautomatic robot a