【正文】 的變 化率，可以說是溫度的變化速度。這類器件中應用最為廣泛的就是紅外光敏釋電效應器件。當小車正對障礙物的中心駛去時，就能算出小車能探測出障礙物的夾角 )/()2/50(tan2 1 Ll ?? ?? ，如圖 34 所示。 圖 32 金屬片計數(shù)電路 當計數(shù)器到達 4的時候 ，對 IOA9 輸入高電平。 輸入端口設置 我定 A 口為輸入接口， A 口主要接收傳感器信號，脈沖信號，停機信號等。故只能使用該玩具汽車自帶的兩個電動機。 系統(tǒng)總體方案發(fā)揮部分 （ 1） 電動車 在 “ 直道區(qū) ” 行駛過程中 ， 存儲并顯示每個薄鐵片（中心線）至 起跑線間的距離。 第 3 頁 共 52 頁 第二章 系統(tǒng)總體方案設計 設計并制作一個簡易智能電動車，其行駛路線示意圖如下： 行駛路線示意圖 系統(tǒng)總體方案基本要求 （ 1）電動車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導線到達 B 點。 缺點 ：供電電壓不穩(wěn)定，易導致小車車速不穩(wěn)定，則距離不好控制；另外路線固定不變，不能應對意外事件，而且想要準確跑完全程對于電動車的 起始位置、直線行進參數(shù)、轉彎半徑進行精密測量和計算，智能化差。故 SOC 為單片機的應用提供了更廣闊的應用前景及更強的生命力。 光電檢測器檢測道路上的障礙物，控制電動小汽車行使狀態(tài)， 并顯示小車的運行路程，小車的瞬時運行速度。在此期間檢測到鋪設在白紙下的薄鐵片，并同時發(fā)出聲光指示信息，實時存儲、顯示在 “ 直道區(qū) ” 檢測到的薄鐵片數(shù)目。計算機一方面向著高速、智能化的巨型機方向發(fā)展，另一方面向著嵌入式微型機的方向發(fā)展。在一個芯片內集成了單片機數(shù)據(jù)采集或控制系統(tǒng)所需的模擬和數(shù)字外設及其它功能部件。 障礙區(qū)則是用到了超聲波傳感器。 （ 2）電動車 到達 B 點以后進入 “ 彎道區(qū) ” ， 沿 圓弧 引導 線到達 C 點（也可脫離圓弧 引導 線到達 C 點）。凌陽 16 位單片機簡裝版（ 61板）價格低廉，開發(fā)叫為容易，界面友好，功能齊全。 檢測直道上每片金屬片中心到起點的距離，并記錄顯示每片的距離。 Set_IOA_Data(0x0000)。在無障礙物的情況下 0U 為低電平輸出。若有任意一個傳感器監(jiān)測到障礙物時，小車低速轉彎，到傳感器無信號為止。 一些陶瓷材料具有自發(fā)極化（如鐵電晶體）的特征，且其自發(fā)極化的大小在溫度有稍許變化時有很大的變化。因為熱釋電元件為絕緣體， R 約為 ?1210 ，易引入外部噪音，用場效應管進行阻抗交換和信號放大，所以一般將場效應管輸入電阻一起裝入管殼內。 第 10 頁 共 52 頁 輸出 IOB0~IOB6 為 SPCE061A 單片機 為單片機輸出控制端， IOB06 為秒脈沖控制口，當 06 口為高電平時脈沖通過。較高的處理速度使 μ ’nSP?能夠非常 容易地、快速地處理復雜的數(shù)字信號。 特性 SPCE061A 系統(tǒng)的特性參數(shù)如表 42 所示。 圖 45 SPCE061A 的 I/O 端口結構圖 表 43 系統(tǒng)特性參數(shù) 特性參數(shù) SPCE061A 工作電壓 2. 6V~ 最大工作速率 CPU 16 位μ ’nSP? SRAM 容量 2K 字 ROM容量 (字 ) 32K 閃存 ROM 并行 I/O端口 A IOA15~0 并行 I/O端口 B IOB15~0 第 20 頁 共 52 頁 音頻輸出方式 DAC2 中斷源 TimerA/B、 時基信號發(fā)生器 外部中斷 觸鍵喚醒 喚醒源 IOA7~0 其它中斷源 定時器 /計數(shù)器 雙 16 位加計數(shù)定時器 /計數(shù)器 雙通道 PWM 輸出 UART 具備 ADC 7 通道 10 位電壓模 數(shù)轉換器(ADC)和單通道聲音模 數(shù)轉換器 (ADC) 串行 SRAM 接口 具備 (凌陽格式 ) 晶振 具備 低電壓復位 具備 低電壓監(jiān)測 具備 內置 ICE接口 具備 上電復位 具備 麥克風放大器 和自動增益控制 單通道 節(jié)電功能 具備 中斷控制功能 具備 第 21 頁 共 52 頁 觸鍵喚醒功能 具備 IO 端口的結構 輸入 /輸出接口（也可簡稱為 I/O 口）是單片機與外設交換信息的通道。例如：手持遙控器、電子字典、 PDA、計算器、移動電話等。通常，對某一位的設定包括以下 3 個基本項：數(shù)據(jù)向量 Data、屬性向量 Attribution 和方向控制向量 Direction。當 A口處于輸入狀態(tài)時，讀出是讀 A 口管腳電平狀態(tài)； 寫入是將數(shù)據(jù)寫入 A 口的數(shù)據(jù)寄存器。 Dir 位決定了口位的輸入 /輸出方向：即‘ 0’為輸入，‘ 1’為輸出。 由表 46 可以得出以下一些結論： 第 26 頁 共 52 頁 Dir 位決定了 口位的輸入 /輸出方向：即‘ 0’為輸入，‘ 1’為輸出。當 B口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到 B口的數(shù)據(jù)寄存器?！?0’為輸入，‘ 1’為輸出。 程序： int main() { *P_IOA_Dir=0x0000。 //讀取 A口信息 if(0xffff==(Control|0xfdff)) //判斷 IOA9 是否為高電平 break。 //讀取 A口信息 if(0xffff==(Control|0xfeff)) //判斷 IOA8 是否為高電平 while(1) //停機 { *P_IOB_Data=0x0000。如果小車再次出現(xiàn)偏移，中間的傳感器為高電平時， CPU根據(jù)上次小車糾正的方向判斷這次可能出現(xiàn)錯誤的方向。 } if(0xffff==(L|0xfffd)) //判斷 IOA1 是否為高電平 { if(flag_1==1) { TurnRightCtr(100)。判斷程序 2是針對小車進入第二部分 第 34 頁 共 52 頁 的編程。 } else { flag_2=2。 return 1。 //flag_2=7 小車慢速右轉 TurnRightCtr_slow(200)。 整個過程主要有三個環(huán)節(jié)：取參數(shù)，計算參數(shù)， 執(zhí)行命令。 感謝家人的關心與支持！ 感謝評閱和閱讀本文的老師為此付出的辛 勤勞動！ 第 38 頁 共 52 頁 參考文獻 1 王雪文 張志勇 《 傳感器原理及應用 》 航空航天大學出版社 2． 趙亮 候國銳 《 單片機 C語言 》 人民郵電出版社 3 3．康華光 《 電子技術基礎 .數(shù)字部分 》 高等教育出版社 4．康華光 《 電子技術基礎 .模擬部分 》 高等教育出版社 5．思孝 李伯成 《 單片機原理及實用技術 凌陽 16 位單片機原理及應用 》 西安電子科技大學出版社 6． 孫育才 《 MCS－ 51 系列單片機及其應用》東南大學出版社 7． 王曉明 《電動機的單片機控制》 北京航空航天大學出版社 8． 何立民 《單片機應用系統(tǒng)設計》 北京航空航天大學出版社 9． 楊振江 杜鐵軍 《流行單片機使用子程序機應用實例》 西安電子科技大學出版社 10． 蘇長贊 《使用遙控技術手冊》 人民郵電出版社 11． 白駒珩 雷曉平 《單片計算機及其應用》 電子科技大學出版社 12． 李廣弟 《單片機基礎》 北京航空航天大學出版社 13． 張洪潤、易濤編 《單片機應用技術教程》 清華大學出版社 14． 湯鈺鵬 《 MCS－ 51 系列單片機應用及其接口技術 》 人民郵電出版社 15. 李建忠 《單片機原理及應用》 西安電子科技大學出版社 湖南工業(yè)職業(yè)技術電氣工程系 畢業(yè)設計 第 39 頁 共 52 頁 附 錄 /*簡單智能小車軟件部分 */ /*軟件的主要功能 :接收傳感器信號 ,控制小車的狀態(tài) */ include unsigned int flag_1=0。 } void GoAheadCtr_fast(int n) //快速前進 { int i。 if(flag_2==1) { if(0xffff==(Control|0xfffe)) { TurnRightCtr_slow(50)。 i=0x0049。 int time=0。 在這次設計中我學會了 SPCE061A 芯片的工作原理。 } 總 結 本設計設計了一個基于 SPCE061A 的單片機智能電動車。 } if(0xffff==(L|0xfffb)) //IOA2 為高電平右黑白傳感器探測出黑線，小車到達右邊界 { flag_2=6。 //只有左光敏元件接受到光信號時，小車左轉 flag_2=3 第 36 頁 共 52 頁 TurnLeftCtr(300)。我在程序中定義了判斷程序 2 的一個標志 flag_2，標志位出現(xiàn)，讓各個子程序能更輕松的判斷出小車為什么調用程序，同時能輕松應對各種組合狀態(tài)。 } } GoAheadCtr_fast。 //慢速左轉 return 1。小車正中間的黑白傳感器作為小車的糾正傳感器，左右兩個傳感器為防止小車脫離黑線的保護措施。 //讀取 A口信息 if(0xffff==(Control|0xff7f)) //判斷 IOA7 是否為高電平 time+=1。 //B 口端口設置 *P_IOB_Attrib=0x007f。 流程圖 圖 51 實時掃描 流程圖 N N 開始 設定 I/O 端口 掃描 A 口IOA9?=0 轉彎選擇控制 1 延時 5 秒 掃描 A 口IOA8?=0 轉彎選擇控制2 小車停機 第 30 頁 共 52 頁 主程序 根據(jù)系統(tǒng)要求，程序分為三部分。當 B 口處于輸入狀態(tài)時，寫入是將數(shù)據(jù)寫入 B 口的數(shù)據(jù)寄存器；讀出則是從 B口數(shù)據(jù)寄存器里讀其數(shù)值。 Data 位在口位的輸出狀態(tài)下被 寫入的是輸出數(shù)據(jù)，不過，數(shù)據(jù)是經(jīng)過反相器輸出還是經(jīng)過同相緩存器輸出要由 Attrib 位來決定。 讀該單元以鎖存 A 口上的輸入數(shù)據(jù)，用于進入睡眠狀態(tài)前的觸鍵喚醒功能的啟動。當 A 口處于輸入狀態(tài)時，寫入是將 A 口的數(shù)據(jù)向量寫入 A口的數(shù)據(jù)寄存器；讀出則是從 A 口數(shù)據(jù)寄存器內讀其數(shù)值。 A口和 B 口的 Data、 Attribution 和 Direction 的設定值均在不同的寄存器里，用戶在進行 I/O 口設置時要特別注意這一點。 圖 46 是 SPCE061A 的 I/O 端口結構圖。 SPCE061A 有兩個 16 位通用的并行 I/O 口：A 口和 B 口。 【 1】可將 PFUSE 接 5V, PVIN 接 GND 并維持 1s 以上即可將內部保險絲熔化，此后就無法讀取和向閃存加載數(shù)據(jù)。它的排列如 312 所示。小車電機由 SPCE061A單片機 控制。因我用的是十進制計數(shù)芯片所以個位會自動清零，主要對 10 進制位，進行邏輯電路設計，改十進制計數(shù)器為六進制計數(shù)。因此熱釋電效應只能探測輻射的變化。熱電型吸收紅外光線后變?yōu)闊崮?，使材料的溫度升高，電學性質發(fā)生變化，人們利用這個現(xiàn)象制成了測量光輻射的器件。假設紅外線的監(jiān)測范圍為lcm ，傳感器長 Lcm ，兩傳感器尾部接觸處沒有間隙。圖32 為金屬計數(shù)電路的電路圖。外圍采用 TTL 門電路 74 系列芯片和 LED完成對金屬片計數(shù)顯示，時間計時顯示，實際路程顯示，速度顯示等 。由于該系統(tǒng)是從玩具電動車改變而來的，其電動機和變速系統(tǒng)已無法更換。 （ 4）電動車 完成上述任務后應立即停車，但 全程行駛時間不 能 大于 90秒， 第 4 頁 共 52 頁 行駛時間達到 90秒時必須立即自動停車 。 綜上所述，本系統(tǒng)設計選用方案 。 第 2 頁 共 52 頁 第一章 方案選擇及設