【正文】 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁(yè) 共 47 頁(yè) 如圖是電機(jī)底板的共振頻率分析圖，我是以底板邊緣的四個(gè)安裝孔為固定點(diǎn)，由于智能車(chē)的整車(chē)車(chē)體重 500g,所以在底盤(pán) 的中心處加 5N 的力，經(jīng)過(guò)電腦的自動(dòng)網(wǎng)格劃分， 通過(guò)軟件的 共振頻率計(jì)算后得到圖示的應(yīng)力分布圖。因此在這次的設(shè)計(jì)中我采用了四 輪驅(qū)動(dòng)，雖然四輪驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)相對(duì)于三輪式的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，但其穩(wěn)定性得到明顯加強(qiáng)，并且因?yàn)?4 個(gè)輪子都為驅(qū)動(dòng)輪，其偏差更為離散，不一定是同側(cè)的偏差方向一致，所以在小車(chē)前進(jìn)過(guò)程中很難偏向。特別值得一提的是該單片機(jī) CPU 中的位處理器，它實(shí)際上是一個(gè)完整的 1 位微計(jì) 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 47 頁(yè) 算機(jī)，這個(gè)一位微計(jì)算機(jī)有自己的 CPU、位寄存器、 I/O 口和指令集 ，計(jì)算速度比普通的 8051 快 8 ~12 倍 。在圖 中，使 ENA 與 ENB 兩個(gè)使能端始終為 1，通過(guò)控制 IN1 ~IN4輸入端的狀態(tài)來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。加在運(yùn)算放大器反相輸入端上的有三個(gè)輸入信號(hào)。 //裝入比較初值 CCAP1H=PWM1_DATA。 P0口做為數(shù)據(jù)寫(xiě)入端 。 Delay10us(1)。 根據(jù)信息的傳送方向，串行通訊可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙工三種。 圖 WE40C 藍(lán)牙模塊實(shí)物圖 WE40C 特點(diǎn)： ，兩模塊通電后自動(dòng)連接，非常方便。 ，無(wú)線(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)。 AMS1117 應(yīng)用高效線(xiàn)性穩(wěn)壓器后置穩(wěn)壓器，用于交換式電源 5V至 SCSI 終端筆記本電源管理電池供電設(shè)備 。 特殊情況下，當(dāng)器件管腳較密，寬度較窄時(shí)，可按適當(dāng)減小線(xiàn)寬和線(xiàn)間距。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件更為重要。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁(yè) 共 47 頁(yè) 在主程序中最主要的一段程序是串口通訊程序 ，串口通訊函數(shù) 如下例程 1，單片機(jī)的串口通訊是為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸 ，單片機(jī)是通過(guò)管腳 RXD 和管腳TXD 與外界通訊的， SUBF 是串行口的緩沖寄存器，單片機(jī) 與上位機(jī)的通信數(shù)據(jù)都是臨時(shí)存放在 SUBF 寄存器中的，通過(guò)軟件的讀寫(xiě)操作就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊了。此時(shí)該軟件就會(huì)通過(guò)藍(lán)牙與小車(chē)連接，這時(shí)就可以隨心所欲的遙控 小車(chē)了（當(dāng)然遙控距離有限制）。 紅外 循跡 程序 設(shè)計(jì) 開(kāi)始初始化檢測(cè)按鍵是否按下啟動(dòng)小車(chē)N Y 左側(cè)檢測(cè)到黑線(xiàn) 右側(cè)檢測(cè)到黑線(xiàn) 兩側(cè)檢測(cè)到黑線(xiàn)沒(méi)有檢測(cè)到黑線(xiàn)左轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) 停車(chē)加速前行 圖 紅外循跡流程圖 程序見(jiàn) 附錄 B 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 28 頁(yè) 共 47 頁(yè) 第六章 調(diào) 試結(jié)果分析 各模塊功能調(diào)試 藍(lán)牙遙控 調(diào) 試 及 結(jié)果分析 在小車(chē)上電后 WE40C 藍(lán)牙模塊 上 的 Status 工作狀態(tài)指示燈 會(huì) 快速 閃爍 ，當(dāng)主從模塊配對(duì)成功 進(jìn)行通訊時(shí)， 藍(lán)牙模塊上的 Link 連接指示燈常亮 且 Status 狀態(tài)指示燈會(huì)間斷閃爍。如果左 方 有障礙物，則小車(chē)右轉(zhuǎn)。 Right_InSen==1) { L_flag++。 Stop()。 程序中是通過(guò) L_flag 標(biāo)志位判斷小車(chē)是否被障礙物卡住的if(L_flag==150)在標(biāo)志位自加到 150 次時(shí)，說(shuō)明小車(chē)右轉(zhuǎn) 后依然檢測(cè)到障礙物，這時(shí)執(zhí)行下一段程序。//前進(jìn) while(Left_InSen==0 amp。 //左轉(zhuǎn) while(Left_InSen==1 amp。 解決方 法 ：在主函數(shù)里加上障礙檢測(cè)標(biāo)志位，當(dāng)?shù)谝淮螜z測(cè)到障礙物時(shí) 將標(biāo)志位置位，在下一次的掃描中判斷標(biāo)志位是否與之前的相等，若相等則不發(fā)送字符串。還有小車(chē)的輪子可以改成坦克式的履帶輪，這樣小車(chē)的越障礙能力會(huì)更強(qiáng)，更能適應(yīng)崎嶇的道路。 本設(shè)計(jì)采用的是 STC12C5A60S2 單片機(jī)，這主要是因?yàn)樵搯纹瑱C(jī)的穩(wěn)定性 比較好 和執(zhí)行指令的速度很快 。 經(jīng)過(guò)自己不斷的搜索努力以及 李老 師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成。當(dāng)然，沒(méi)有任何事物可以做到完美無(wú)缺的，我相信只要我們不斷努力去完善，那做出來(lái)的產(chǎn)品才會(huì)更出色。 （ 3） 在循跡檢測(cè)時(shí)，小車(chē)會(huì)駛出預(yù)定的軌道并出現(xiàn)無(wú)法檢測(cè)到黑線(xiàn)的情況 。 Right_InSen==1)//如果兩邊傳感器都檢測(cè)到 黑線(xiàn) ，小車(chē)停止。 Right_InSen==1)//如果右邊傳感器檢測(cè)到 黑線(xiàn) ，小車(chē)右轉(zhuǎn)。這里的 300ms 停車(chē)時(shí)間是為了給小車(chē)電機(jī)換向的緩沖時(shí)間。 Forward(20,250)。 Delay1ms(10)。 如果 右方 有障礙物，則小車(chē) 左轉(zhuǎn)。統(tǒng)計(jì)本次調(diào)試的結(jié)果表明， WE40C藍(lán)牙模塊的有效通訊距離為 0m到 25,在此范圍內(nèi)電腦與小車(chē)通訊正常 表 距離對(duì)通訊的 影響 距離 （ M） 5 10 15 20 25 30 35 通訊 狀態(tài) 正常 正常 正常 正常 正常 無(wú)法通訊 無(wú)法通訊 紅外 避 障調(diào)試及分析 在進(jìn)行紅外避障時(shí) ，首先要調(diào)節(jié)紅外傳感器的靈敏度，如果發(fā)現(xiàn)傳感器在距離障礙物很遠(yuǎn)時(shí)就檢測(cè)到了障礙，就將 滑動(dòng)電阻調(diào)大些，降低紅外 線(xiàn) 的發(fā)射頻率；如果發(fā)現(xiàn)傳感器在距離障礙物很近時(shí)才檢測(cè)到了障礙，就將滑動(dòng)電阻調(diào)小些，提高紅外的發(fā)射頻率。 這時(shí)就 可以對(duì)藍(lán)牙模塊的參數(shù)經(jīng)行自定義設(shè)置了： 設(shè)置配對(duì)密碼：命令格式 【 AT+PSWD=4 位密碼 】，查詢(xún)當(dāng)前密碼格式【發(fā)送AT+PSWD?】 設(shè)置串口參數(shù)：命令格式【 AT+UART=波特率 ?,幾位停止位 ?,幾位校驗(yàn)位 ?】 ,查詢(xún)當(dāng)前串口參數(shù)【發(fā)送 AT+UART?】 模塊主從機(jī)設(shè)置：命令格式【 AT+ROLE=0 或 1 或 2】，查詢(xún)當(dāng)前藍(lán)牙模塊角色【 AT+ROLE?】 0：從機(jī) (Slave)，被動(dòng)連接。//關(guān)閉串口中斷 flag1=0。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。 PCB 板上設(shè)計(jì)的元件安裝孔徑比元件管腳的實(shí)際尺寸大～ 左右。如，紅外傳感器、藍(lán)牙模塊、 超聲波模塊、 電機(jī) 驅(qū)動(dòng)芯片 。 電源電路設(shè)計(jì) GND15VOUT2IN3U2GND15VOUT2IN3U17. 2VGNDBLU_VCC7. 2V220UFC1GND123546S1220UFC2GNDUSB_PowerGNDGNDD1DIODE500maF17. 2VVCCGND220UFC3VCC_Motor21J1jump12J6123546S2 圖 電源電路 圖 如圖 中 J6 為電池接口 ， U1為 ASM1117 穩(wěn)壓芯片， C C C3 為濾波電容， D1為續(xù)流二極管，當(dāng)小車(chē)斷電時(shí)，電路板中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流通過(guò) D1流向地端，這樣減小了感應(yīng)電流對(duì)元器件的損壞。 ，可綁定模塊地址指定通訊。 串行通訊又分為異步通訊和同步通訊兩種方式。 Delay10us(1)。 //檢測(cè)忙 LCM_Data = WDLCM。液晶顯示器顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，因此，液晶顯示器的畫(huà)面質(zhì)量高不會(huì)閃爍。只要改變控制電壓的極性 ,也就改變了 PWM 變換器輸出平均電壓的極性 ,因而改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向 .改變控制電壓的大小 ,則調(diào)節(jié)了輸出脈沖電壓的寬度 ,從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 .只要鋸齒波的線(xiàn)性度足夠好 ,輸出脈沖的寬度是和控制電壓的大小成正比的 。 L293D_IN2=0。該芯片采用 16 腳封裝，內(nèi)部是由雙極性管組成的 H橋電路。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備， 在本設(shè)計(jì)中包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 ﹑ 紅外 傳感器 模塊 、 藍(lán)牙模塊 ﹑ 顯示模塊 等， 還 要設(shè)計(jì)合適的接口電路。 電機(jī) 與底板的連接 支架設(shè)計(jì) 圖 電機(jī)支架圖 電機(jī)支架主要是用來(lái)將電機(jī)固定在底板上的，每個(gè)電機(jī)用兩塊支架板綁定固定，圖示電機(jī)支架的工程圖中， Ф 4 為支架的定位孔。 從整體的性能 來(lái)看四輪驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是很明顯的。由于單個(gè)發(fā)射器的照射范圍不能太小，因此不使用激光管。 方案一： 采用可見(jiàn)光發(fā) 光二極管和光敏二極管 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁(yè) 共 47 頁(yè) 采用普通可見(jiàn)光發(fā)光管和光敏管組成的發(fā)射－接收電路。脈沖寬度調(diào)制（ Pulse Width Modulation），簡(jiǎn)稱(chēng) PWM。 VM 系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。根據(jù)兩個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生的先后順序與兩個(gè)光電耦合器的位置關(guān)系，即可計(jì)算出 智能 車(chē)的行駛方向 。在過(guò)孔處接收器可以接收到信號(hào)。一般情況下自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)其元件的要求主要是高的精確度、靈敏度、可靠性等。 表 幾種典型顯示方式比較 數(shù)碼管顯示 LCD 顯示 PC 機(jī)顯示 開(kāi)發(fā)難易 易 易 較難 模塊成本 很低 低 高 觀察方式 繁瑣 繁瑣 方便 方案 ： 通過(guò) 表格可以看出， 方案三更加簡(jiǎn)單方便，且在智能車(chē)行駛過(guò)程中，通過(guò)LCD 來(lái)觀察智能車(chē)行駛信息也不方便，所以 我 最終選擇方案三為本設(shè)計(jì) 中的顯示 方案 。 顯示模塊 設(shè)計(jì) 顯示模塊的主要功能是顯示小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，位置及運(yùn)動(dòng)時(shí)間等信息。 當(dāng)然也 可通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)遙控來(lái)控制小車(chē)的行駛狀態(tài)。 本次設(shè)計(jì)可以對(duì)電動(dòng)車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控 ，可滿(mǎn)足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的。 rescue personnel. A multifunction smart car with bluetooth remote control is selected as my graduation thesis subject. The design of the system hardware circuit schematic and PCB diagram is present in paper. The control system circuit is mainly consist of a STC12C5A60S2 MCU as the main chip, as well as a L293D chip for motor driving, a bluetooth wireless munication module for remote control, a infrared photoelectric sensor module for object detection, a ultrasonic transmitter and receiver module for distance measurement. The smart car is implemented by the bination of the selfcontrol circuit, the control program code and fourwheel car mechanical structure. Experimental tests showed that some functions such as Bluetooth wireless remote control, automatic obstacle avoidance, automatic tracking route, autosensing objects and autodetecting distance were pletely achieved in the smart car. Keywords: Single Chip Microputer。 本 次 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 選擇 基于藍(lán)牙遙控的多功能智能小車(chē) 為對(duì)象 。 Optical Electronic Sensor 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) ......................................................................................................................................................2 無(wú)線(xiàn)模塊設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................................3 顯示模塊設(shè)計(jì) .................................................................................