【正文】 。簡稱 VM 系統(tǒng)。當晶閘管被觸發(fā)導通時，電源電壓加到電動機上，當晶閘管關斷時，直流電源與電動機斷開，電動機經二極管續(xù)流，兩端 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計論文 第 7 頁 共 47 頁 電壓接近于零。 循跡模塊 設計 探測路面黑線的原理：光線照射到路面并反射，由于黑線和白線的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷傳感器和黑線相對位置。 避障模塊 設 計 方案 ： 紅外式探測 采用紅外式發(fā)射、檢測一體化模塊。但 存在一些不足 ， 如： 四輪驅動式的車子更加耗電，而且車體比一般的 2 輪驅動式的車體 重 。從圖中可以看出，底板的中間部分是應力最集中的一塊，也是最危險的一塊，如果車體的振動頻 率過快，底板很可能會從中間層開始斷裂，所以要對底板經行優(yōu)化設計， 減小底板的長度或者加大底板的厚度。 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 第 12 頁 共 47 頁 第四章 控制系統(tǒng) 電路 設計 一個單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設計包含有兩部分內容：一是系統(tǒng)擴展，即單片機內部的功能單元，如 ROM﹑ RAM﹑ I/O 口﹑定時 /記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能 不能滿足應用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當?shù)男酒?，設計相應的電路。 電機驅動電路設計 EN11IN12OUT13GND4GND5OUT26IN27VCC28EN29IN310OUT311GND12GND13OUT414IN415VCC5v16U3L293D1KR31 2J31 2J21 2J51 2J4VCC1KR1L293D_IN1GNDL293D_EN1L293D_EN2L293D_IN2VCC_MotorL293D_IN4L293D_IN3 圖 電 機驅動電路圖 本設計采用 L293D 芯片， L293 是 ST 公司生產的一種高電壓、小電流電機驅動芯片。 表 L293D 真值表 IN1 IN2 IN3 IN4 右電機 左電機 1 0 1 0 正 正 1 0 0 1 正 反 0 1 1 0 反 正 0 1 0 1 反 反 0 0 0 0 當 IN IN IN3 和 IN4 分別為 1010 時， T T T5 和 T8 導通，左電機和右電機正轉； 示例程序 1： void Forward(unsigned char Speed_Right,unsigned char Speed_Left)//前進 { L293D_IN1=1。一個輸入信號是鋸齒波調制信號，另一個是控制電壓，其極性大小可隨時改變，與鋸齒波調制信號相減，從 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 第 16 頁 共 47 頁 而在運算放大器的輸出端得到周期不變、脈寬可變的調制輸出電壓。 } 顯示電路設計 本 設計中 采用 LCD1602 字符型液晶屏為 下位機 顯示設備，在單片機的人機交流界面中，一般輸出方式有：發(fā)光管、 LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。 表 LCD引腳 定義 符號 引腳說明 符號 引腳說明 VSS 電源地 D2 Data I/O VDD 電源正極 D3 Data I/O VL 液晶顯示偏壓信號 D4 Data I/O RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） D5 Data I/O R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） D6 Data I/O E 使能信號 D7 Data I/O D0 Data I/O BLA 背光源正極 D1 Data I/O BLK 背光源負極 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 第 18 頁 共 47 頁 示例程序： //****************寫數(shù)據(jù) ************************// void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM) { ReadStatusLCM()。 LCM_E = 0。信息只能單向傳送為單工；信息能雙向傳送但不能同時雙向傳送稱為半雙工；信息能夠同時雙向傳送則稱為全雙工。 5V 和 兩種接口。 ，實現(xiàn)單片機和智能手機之間的無線串口通訊。本設計中是利用 AMS1117 將電池的 5V電壓 供給單片機和外圍的傳感器設備 。 ② 焊盤（ PAD） 在本設計中 焊盤（ PAD）與過渡孔（ VIA）的 設計規(guī)則 是： 插腳式電阻、電容和集成電路等 ，采用盤 /孔尺寸 /（ 63mil/32mil）； 插座、插針和二極管等，采用（ 71mil/39mil） 。在單片機控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 第 23 頁 共 47 頁 兩個基本類型。 串口通訊的初始化主要是對 SCON、 TCON、 TMOD、 IE 幾個寄存器的設置； SCON SM0 SM1 SM2 SM3 REN TB8 RB8 TI RI 串行口控制寄存器 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 定時器 /計數(shù)器控制寄存器 TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 定時器 /計數(shù)器工作方式設置寄存器 IE EX0 ET0 EX1 ET1 ES ET2 EA 中斷允許控制寄存器 示例程序 1： void Send_Char(unsigned char DATA) { ES=0。 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 第 26 頁 共 47 頁 藍牙模塊參數(shù)設置 通過串口通訊軟件和 AT 指令對藍牙主從模塊 參數(shù) 經行設置 ， 先上電，然后 手動按下 AT Mode 按鈕，進入后 Status 燈慢閃。 在非開闊地的環(huán)境下對不同的距離的通訊情況經行測試 ，通過電腦端串口工具控制小車直行，觀察小車的極限距離為多少。直至左邊沒有障礙物 ， 這時小車恢復直走。 Forward(0,200)。 Delay1ms(300)。 如果小車被障礙物卡住了，就 先停車， 300ms 后倒車，倒車 500ms后，再次停車 300ms，右轉 400ms 后，小車繼續(xù)前進。amp。amp。 （ 2） 在 藍牙無線遙控 過程中有顯示亂碼的現(xiàn)象 解決方 法 ： 用十六進制編輯軟件 HexEdit 打開 ， 將 80FBFD 改為 80FBFF。當然車子可以在以后再做大些，在上面安裝機械臂，這樣就可以更加方便地控制小車進行一些生產作業(yè)。 總結 隨著時間的 流逝，我的畢業(yè)設計也接近尾聲 當然這次畢業(yè)設計并不是非常完美，還有一些 地方需要后續(xù)的改進，比如小車的遙控方式可以改成更先進的無線互聯(lián)網遠程控制方式。通過降低小車直行的速度，解決了這一問題 小車速度精度調試及分析 測試小車的測速精度， 本設計是通過透光式紅外傳感器測量整車速度， 在不同的路程內，用秒表測出小車的行駛時間，再用路程 /時間得出實際的車速。amp。 以下程序是循跡程序中的主程序： while(Left_InSen==0 amp。 } 上述程序中 Left_InSen 和 Right_InSen 是左右傳感器的狀態(tài)標志位，當（ Left_InSen==0 amp。 Delay1ms(300)。也就是說如果前方沒有障礙 物，即使其他任意方向都有障礙則小車依然直走。當前 方沒有障礙物的的時候車就一直直走。 2：回環(huán)：被動連接，接收遠程藍牙主設備數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)原樣返回給遠程藍 牙主設備 。//數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后 ,T1 會置 1 TI=0。所謂“模塊”，實質上就是所完成一定功能，相對獨立的程序段，這種程序設計方法叫模塊程序設計法。焊接板子之前先準備好恒溫焊臺、熱風槍、吸錫絲、焊錫絲、助焊劑、鑷子等工具。將設計 好的 PCB 文件發(fā)給廠家 進行生產制作 ，這就是整個電路板的制作過程。 表 電池電源 VCC MCU 電源 VCC_Motor 電機驅動芯片電源 BLU_VCC 藍牙通訊模塊電源 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計論文 第 21 頁 共 47 頁 在電源電路設計中 采用 的 AMS1117 穩(wěn)壓芯片 有可調版與多種固定電壓版，設計用于提供 1A 輸出電流且工作壓差可低至 1V。 ，開闊地 40 米。通過發(fā)送 AT 指令來控制智能車 的前進、后退和轉彎。 } 藍牙 模塊 設計 藍牙模塊主要是為了實現(xiàn)上位機與下位機的數(shù)據(jù)傳輸，本設計是通過藍牙轉串口模塊，實現(xiàn)上位機與下位機的無線通訊功能，所以本質上使用的是單片機串口通信。 LCM_RW = 0。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就顯示，這 樣即可以顯示出圖形。 而 本次設計中采用的是 MCU 自帶的 PWM 脈沖發(fā)生器， stc12c5a60s2 有內置的一個計數(shù)器和比較寄存器CCAPnL 和 CL， CCAPnL 用來存放一個 0255 之間的一個數(shù)據(jù) ， CL 是 一個計數(shù)器，當 CL的值小于 CCAPnL 時， PWM引腳輸出低電平脈沖，當 CL 的值大于 CCAPnL 時， PWM 引腳輸出高電平脈沖 示例程序 2： void PWM_Set(unsigned char PWM0_DATA,unsigned char PWM1_DATA) { CCAP0L=PWM0_DATA。 PWM_Set(255Speed_Right,255Speed_Left)。這種電 路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高； H 橋電路保證了可以簡單地實現(xiàn)轉速和方向的控制；電子開關的速度很快，穩(wěn)定性也很高，是一種廣泛采用的調速技術。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)存儲器、程序存儲 器、并行 I/O 口、串行口、定時器 /計數(shù)器、 PWM 發(fā)生器、內置看門狗、內置 8 路高速 10 位 A/D 轉換 、 獨特波特率發(fā)生器 、 中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器 等 。 表 機械零部件表格 零件 數(shù)量 電機支架 2 片 螺絲螺母（ M3） 若干 M3 螺柱 若干 碼盤 4 片 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 第 11 頁 共 47 頁 整體裝配圖 圖 整車裝配圖 圖 整車 材料明細圖 整體車體 由 車盤，輪子，電機，電機支架，測速碼盤， 托板組成。每個 器件的安裝位置如圖 所示。 表 幾種傳感器的比較 超聲波探測 紅外式探測 檢測范圍 (M) 環(huán)境要求 高 低 檢測精度 高 低 開發(fā)難易 難 易 模塊成本 高 低 方案： 通過綜合考慮，我最終選擇紅外 模塊安裝在小車車尾實現(xiàn)小車倒車壁障，在小車的兩側安裝光電檢測器來實現(xiàn)前行 壁障。 方案二： 采用反射式紅外發(fā)射－接收器 采用反射式紅外發(fā)射－接收器。由于電流波形比 VM 系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機的損耗和發(fā)熱都比較小。它的另一個缺點是運行條件要求高，維護運行麻煩。改變勵磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動機的轉向都隨著改變，所以 GM 系統(tǒng)的可逆運行是很容易實現(xiàn)的。 設計 的 方案 是 使用一塊亞克力盤 （如圖 ） ，在盤上刻出 20 格方槽。絕對式編 碼器的每一個位置對應一個確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關 。 測速模塊 設計 測速模塊的 功能是完成當前小車速度信息采集 ，并輸出標準脈沖信號，供單片機處理，運算出小車實時速度。 方案 二 ： 采用 1602LCD 顯示器顯示。 目前短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術主要有兩大類，一類是基于 IrDA 紅外無線通信技術，另一類是基于 ISM(Industrial Scientific Medical)頻段射頻通信技術。 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 第 2 頁 共 55 頁 第二章 方案比較與論證 本次畢業(yè)設計主要是針對 無線 遙控智能車 進行分析、 設計 和制作。 各種家電共用遙控，并可組網與公眾互聯(lián)網相接，共享有用信息。 Optical Electronic Sensor 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 Ⅳ 目錄 第一章 前言 ................................................ 1 第二章 方案比較與論證 ....................................... 2 總體方案設計 ....................