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畢業(yè)論文-避障小車-基于80c51單片機的智能小車設計-文庫吧在線文庫

2024-12-30 18:43上一頁面

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【正文】 時 關閉段選和位選 基于 80C51 單片機的智能小車設計 27 P1=0。//先做好在測距范圍的準備 tri=1。amp。 high=TH0。a1。 //設置最初的占空比為 50% d=1000。 delay_nus(n)?!翱撮T狗”技術就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運行時間,若發(fā)現(xiàn)時間超過已知的循環(huán)設定時間,則認為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”,然后強迫程序返回到 0000H 入口,在 0000H 處安排一段出錯處理程序,使系統(tǒng)運行納入正規(guī)。設實際的程序所需工作周期為 T,分頻器記滿時間為 T’ ,當 T’ T 且系統(tǒng)正常工作時,程序每隔 T 對 4060 進行掃描一次,分頻且永無記滿輸出信號。 4060 的 RST 線上阻容組成的微分電路很重要, 因為掃描輸入信號是 CPU 產(chǎn)生的正脈沖,若此信基于 80C51 單片機的智能小車設計 31 號變“ 1”后,由于干擾,程序亂飛,微分電路只能讓上跳沿通過,不會封死 4060,看門狗仍能計數(shù)起作用。運行 Keil 軟件需要Pentium 或以上的 CPU, 16MB 或更多 RAM、 20M以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。通過這樣的設計,提高了我的動手能力。主要是 由于 所用的電源是由六節(jié)鎳鎘充電電池電池串連起來的, 電池本身的重量無法減輕造成的 。 基于 80C51 單片機的智能小車設計 36 參考文獻 [1]閆石 .數(shù)字 電子技術基礎 .北京 :高等教育出版社 .2020. [2]陳大欽 .電子技術基礎實驗 .北京 :高等教育出版社 .2020. [3]謝自美 .電子線路設計 ?實驗 ?測試 .武漢 :華中科技大學出版社 .2020. [4]郭天祥 .新概念 51單片機 C語言教程 .電子工業(yè)出版社 .2020. [5]譚浩強 .C語言設計 .北京 .清華大學出版社 .2020. [6]崔炳哲 .電子控制入門 .北京 :科學出版社 .2020. [7]樊昌信 ,曹麗娜 .通信原理 .北京 :國防工業(yè)出版社 .2020. [8]李廣弟 .單片機基礎 .北京:北京航空航天大學出版社 .2020. 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[21] 萬文略 .單片機原理與應用 .重慶大學出版社 .2020. 參考網(wǎng)絡 : 基于 80C51 單片機的智能小車設計 37 附錄 A 作品實物圖 附錄 B 總程序 include include define uchar unsigned char define uint unsigned long int sbit p0=P2^0。 sbit key2=P2^6。 //中斷溢出標志 ,超出測量范圍 TH1=0。b++) for(c=0。 P0=table[deal[0]]。 P1=data_wei[2]。 P0=0。 //開啟總中斷 TH1=0。 flag=1。 while((!echo)amp。 TR1=0。 //設置等待按鍵按下的時間,通過按鍵改變 n 的值 來 改變占空比 while(d) { if(key1==0) { delay(0)。 //占空比為: n*100/1000 p1=0。 if(key2==0) { n。 //厘米 } void main() { int m,n。 while(echoamp。 //允許 T1 中斷 基于 80C51 單片機的智能小車設計 40 TR1=1。 p2=0。 p2=0。 P0=table[deal[2]]。 基于 80C51 單片機的智能小車設計 39 P0=0。 } } void display() //顯示程序 { uchar deal[3]。 for(a=0。 uchar code data_wei[]={0x01,0x02,0x04,0x08}。//為高時右拐 sbit tri=P2^4。老師悉心指導使我在本次設計中真正的學到了很多以前沒有學到的知識。 解決的方法是:重新購買內(nèi)驅(qū)力強的電機, 重新設計電源。 在 臨近 答辯一個月時我才到實驗室動手做, 在 做實物的 過程中,我感覺到即使是一個簡單的 程序 ,要想很輕松的 調(diào)試 成功 ,也不是很 件 容易的事情。 4060 的記滿輸出信號不但要接到 MCS51的 RST 腳,而且還應接到其它芯片的 RST 腳,因為程序亂飛后,其它具有 RST 腳 的芯片也混亂了,必須全部復位。一般取 Rs=10RT,且 RT1kΩ ,CT≥ 100pF。 ● 采用內(nèi)帶震蕩器的記數(shù)芯片。指令技術、軟件陷阱技術不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境,這時系統(tǒng)完全癱瘓。 //設置等待按鍵按下的時間 while(d) { if(key2==0) { delay(0)。c61。 sbit key1=P2^7。amp。 //啟動定時器 T1 tri=0。 TR1=0。 delay(10)。 P1=0。 deal[0]=temp%10。在結構上,它們是由兩個電容極板中間加 絕緣介質(zhì)卷繞而成的。 使用施密特觸發(fā)器后,可將所得信號直接送給單片機,由單片機對其計數(shù),進而算出小車的速度。 Rl可以選 220Ω 一 1kΩ 。它接收到信號后產(chǎn)生 mV級的微弱電壓信號。 一有 高電平 輸出就可以開 啟 定時器計時 ,當 Echo 引腳 變?yōu)榈碗娖綍r 關閉定時器 T0, 就可以讀 出 定時器的值 ,此時 定時器里面計下的數(shù)就是此 次測距 時超聲波傳播 的時間 ,就 可算出距離 。 模塊高精度,盲區(qū)( 2cm)超近 。通過單片機基于 80C51 單片機的智能小車設計 17 的 I/0 輸入芯片控制端的電平,即可以對電機進行正反轉(zhuǎn)、停止的操作,表 31是其輸入引腳和輸出引腳的邏輯關系。四個電機驅(qū)動引腳和四個 PWM 波控制引腳??刂品椒ㄏ嗤皇窃谶@里利用單片機定時器來定時進行高低電平的翻轉(zhuǎn),而不用軟件延時。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時間,即可控制電機轉(zhuǎn)速。線性的機械特性和調(diào)節(jié)特性有利于提高自控系統(tǒng)的動態(tài)精度。 ● 良好的抗干擾能力、體積小、重量輕。 基于 80C51 單片機的智能小車設計 13 圖 3- 7 數(shù)碼管 與單片機連接圖 電機驅(qū)動電路的設計 智能小車驅(qū)動電機 的要求 控制電機是本次設計中的重要元件,如果控制電機的性能不佳或使用不當,將直接影響到整個系統(tǒng)的工作性能。如圖 3- 6所示。按鍵手動復位電路如圖 3- 5 所示。本系統(tǒng)時鐘頻率為 12MHz,每機器周期為 1us,則只需2us 以上時間的高電平,在 RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。振蕩晶體可在 到12MHZ 之間選擇。 MCS51 單片機中 8 位機和 1 位機的硬件資源復合在一起,二者相輔相承,它是單片機技術上的一個突破,這也 是 MCS51 單片機在設計的精美之處。 ● 定時器 /計數(shù)器 片內(nèi)有 2 個 16 位的定時器 /計數(shù)器, 具有四種工作方式。 STC89C52 單片機是把那些作為控制應用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。 ● 采用直流減速電機作為小車系統(tǒng)的驅(qū)動電機。 且模塊化的芯片使用起來方便 ,便于操作和調(diào)試, 故選擇了超聲波傳感器 。當沒有光線反射回來時,輸出高電平。用該芯片作為電機驅(qū)動,操作方便,穩(wěn)定性好,性能優(yōu)良。 因此 采用 STC89C52 單片機作為主控制器 , STC89C52 是一個超低功耗,和標準 51 系列單片機相比較具有運算速度 快,抗干擾能力強,支持 ISP 在線編程,片內(nèi)含 8k 空間的可反復擦寫 1000 次的 Flash 只讀存儲器,具有 256 bytes 的隨基于 80C51 單片機的智能小車設計 5 機存取數(shù)據(jù)存儲器( RAM), 32個 I/O 口, 3個 16位可編程定時計數(shù)器。 該 玩具電動車價格低廉,有 完整的驅(qū)動、傳動和控制單元,其中傳動裝置是我們所需的, 克服 了自己設計制作 STC89C52 單 片 機 電源模塊 顯示模塊 檢測避障 模塊 驅(qū) 動模塊 看門狗電路 調(diào)速模塊 基于 80C51 單片機的智能小車設計 4 小車 時 周期較長 的缺點 。使用 51單片機的輸出端口產(chǎn)生四路占空比可調(diào)的 PWM 信號 ,驅(qū)動四輪兩路智能小車的軟件實現(xiàn)方法。 根據(jù)題目的要求,確定 了 如下方案:在現(xiàn)有玩具電動車的基礎上,加裝光電、紅外 線,實現(xiàn)對電動車的速度、運行狀況的實時測量,并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進行處理,然后由單片機根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。 本系統(tǒng)以設計題目的要求為目的,采用 80C51 單片機為控制核心,利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙,控制電動小汽車的自動避障,快慢速行駛,以及自動停車,并可以自動記錄時 間、里程和速度。整個系統(tǒng)的電路結構簡單,可靠性能高。 本設計與實際相結合,現(xiàn)實意義很強!智能的技術研究、應用 也 都是非常有意義而且有很高的市場價值的。程序中 T0定時器采用中斷的方式 控制 PWM信號的頻率 ,T1 定時器采用查詢的方式控制 PWM信號的占空比 。 此 玩具電動 小 車采用普通直流電機驅(qū)動,帶負載能力 稍差,調(diào)速方面對程序要求較高。其指令系統(tǒng)和傳統(tǒng)的 8051 系列單片機指令系統(tǒng)兼容,降低了系統(tǒng)軟件設計的難度, 電路設計簡單、價格低廉 。且由 L298N 結合單片機可實現(xiàn)對小車速 度的精確控制。但是這種電路在戶外容易受陽光的影響。 基于 80C51 單片機的智能小車設計 6 如果采用 雙電源供電。 ● 使用電機專用驅(qū)動芯片 L298N 作為直流電機的驅(qū)動芯片。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、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。 ● 串行口 1個全雙工的串行口,具有四種工作方式。 如圖 32 是本次設計用到的單片機開發(fā)板實物圖 。電容值無嚴格要求,但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響, CX CX2可在 20pF 到 100pF 之間取值,但在 60pF 到 70pF 時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。 80C51 的復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。圖中 S R2 構成按鍵復位電路。 圖 3- 2 數(shù)碼管原理圖 圖 3- 6 數(shù)碼管作為顯示部分 本電路采用四位一體共陰極數(shù)碼管,利用動態(tài)掃描方式來完成顯示功能。智能小車控制系統(tǒng)中對控制電機要求其體積小、重量輕、耗電少,另外還要求其有高可靠性、高精度和快速響應等特點,主要集中在以下幾個方面 ● 高可靠性。 常用的控制電機有步進電機和直流電機兩大類。 ● 與步進電機相比,小體積較易獲得大功率。而且采用 PWM 技術構成的無級調(diào)速系統(tǒng).啟停時對直流系統(tǒng)基于 80C51 單片機的智能小車設計 15 無沖擊,并且具有啟動功耗小、運行穩(wěn)定的特點。 利用單片機 單片機 自帶的 PWM 控制器。 VCC 引腳可以接 +12V 電源用來給芯片和電動機供電。操作非常方便,能滿足直流減速電機的大電流 要求。 主要技術參數(shù) 如表 32所示 表 32 HC— SR04 超聲波測
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