【正文】
的距離,s為聲波的來(lái)回的路程,c為聲速,t為聲波來(lái)回所用的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波的反射波時(shí),在接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變,在單片機(jī)的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào),單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求,執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序,讀取時(shí)間差,計(jì)算距離,結(jié)果輸出給LCD 顯示。 c)粘滯衰減:聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點(diǎn)之間的內(nèi)壁摩擦,從而使一部分聲能變?yōu)闊崮?。本設(shè)計(jì)包括超聲波接收電路、超聲波發(fā)送電路、距離顯示電路組成。 b)工作電壓:~(5V 單片機(jī))/~(3V 單片機(jī))。 j)共3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。 正常工作模式:典型功耗 4Ma~7mA 典型功耗。 STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口,分別位P0、PPP3口,每個(gè)口有8位(8根引腳),共32根。 模塊參數(shù)介紹表 電氣參數(shù) US100超聲波測(cè)距模塊 工作電壓 DC 靜態(tài)電流 2MA 工作溫度 20~~+70度 輸出方式 電平或UART(跳線帽選擇) 探測(cè)距離 2cm ~~450cm 。L298各引腳功能。8) 驅(qū)動(dòng)形式:雙路大功率H橋驅(qū)動(dòng)。 舵機(jī)輸出轉(zhuǎn)角與輸入信號(hào)脈沖寬度的關(guān)系 舵機(jī)的控制信號(hào)為PWM信號(hào),利用占空比的變化改變舵機(jī)角度。所以排除此方案。綜合電源模塊的缺優(yōu)點(diǎn),和電路的實(shí)際需求,我們采用了兩塊獨(dú)立穩(wěn)壓電源,一塊給小車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電,一塊給小車的芯片供電,這樣彌補(bǔ)了單個(gè)獨(dú)立電源供電出現(xiàn)電力不足的情況??梢钥吹剑尚酒珻X20106 在接收部分電路中起了很大的作用。相關(guān)軟件、電路模塊和器件清單。 b) 模塊可以共存,一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用。 b)同樣由于開關(guān)頻率高,若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合,系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶,因此快速響應(yīng)性能好,動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。接收到超聲波回波后,程序進(jìn)入中斷。5 超聲波避障系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試過(guò)程a)連接,連接實(shí)物圖如連接圖51。解決方法:把障礙物的距離調(diào)大點(diǎn)或?qū)π≤嚰俺绦蜻M(jìn)行改進(jìn)。結(jié) 論本智能小車電路在硬件上采用了超聲波來(lái)測(cè)量小車距前方障礙物的距離,顯示結(jié)果快速,準(zhǔn)確。硬件上沒有錯(cuò)誤,主要瓶頸在于探測(cè)模塊的靈敏度,因?yàn)檐浖耆刻綔y(cè)模塊返回的信號(hào)作為依據(jù)進(jìn)行下一步控制的操作,無(wú)法確認(rèn)該信號(hào)是否準(zhǔn)確,使小車轉(zhuǎn)彎欠準(zhǔn)確與智能。由于自身水平有限,設(shè)計(jì)中難免存在很多不足之處,敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。從電路的設(shè)計(jì)到調(diào)試整個(gè)過(guò)程中,我都從倪瑛老師那里學(xué)會(huì)了很多專業(yè)方面的知識(shí)。本文的總結(jié)有如下點(diǎn): 1)本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)試方便,系統(tǒng)反映快速靈活,硬件電路由可拆卸模塊拼接而成,有很大的擴(kuò)展空間。 距系統(tǒng)測(cè)量值與實(shí)際值(單位: cm) 障礙物實(shí)際距離(cm) 測(cè)量距離(cm)45 60 75 100 125 150 175 200 從表中的數(shù)據(jù)可以看出,測(cè)量值總是比實(shí)際值大出大約7cm,經(jīng)過(guò)分析原因主要有三個(gè)方面:第一方面,超聲波傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)受環(huán)境溫度的影響;第二方面,指令運(yùn)行需占用一定的時(shí)間而使得測(cè)量的數(shù)據(jù)偏大;第三方面,為了防止其他信號(hào)的干擾,單片機(jī)開始計(jì)數(shù)時(shí),驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送16 個(gè)脈沖串。1)打開電源。進(jìn)入中斷后,首先將計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)存入緩存區(qū),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行軟件濾波,如信號(hào)為噪聲信號(hào),則直接退出,如信號(hào)為有效信號(hào),計(jì)算障礙物的距離。 超聲波測(cè)距模塊軟件設(shè)計(jì) 此方案中超聲波測(cè)距的觸發(fā)方式為電平觸發(fā)方式。 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu),由主程序﹑定時(shí)子程序、避障子程序﹑中斷子程序顯示子程序﹑調(diào)速子程序﹑算法子程序構(gòu)成。Win7 1 ZK4WD小車4 超聲波避障系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)控制系統(tǒng)中,大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制兩個(gè)基本類型。故本次設(shè)計(jì)用它來(lái)做接收電路。40kHz左右的方波脈沖信號(hào)的產(chǎn)生通常有兩種方法:采用硬件如由555振蕩產(chǎn)生或軟件如單片機(jī)軟件編程輸出,本系統(tǒng)采用后者。方案四:采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示價(jià)格低廉,不僅減少了對(duì)I/O口的浪費(fèi),而且能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)數(shù)碼管??刂凭€的輸入是一個(gè)寬度可調(diào)的周期性方波脈沖信號(hào),方波脈沖信號(hào)的周期為20ms(即頻率為50Hz)。 舵機(jī) 一般來(lái)講,舵機(jī)主要由以下幾個(gè)部分組成,舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)5k、直流電機(jī)、控制電路板等。2) 驅(qū)動(dòng)部分輸入電壓Vs:~46V。用單片機(jī)控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài),精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于超聲波也是一種聲波其聲速C與溫度有關(guān)。STC89C52具體介紹如下: a) 主電源引腳(2根)。 k)外部中斷4 路,下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路,Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 d)用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支,也是一種非常活躍且頗具生命力的機(jī)種。由介質(zhì)吸收引起的衰減叫做粘滯衰減。許多超聲波測(cè)距系統(tǒng)都采用這種設(shè)計(jì)方法。測(cè)距誤差s△t() ≈ 。 超聲波測(cè)距技術(shù) 超聲波測(cè)距的方法有多種,如相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法和往返時(shí)間檢測(cè)法。 b)能量大:聲強(qiáng)與振幅,質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)頻率的關(guān)系I=1/2ρCA^2ω^2,相同振幅條件下,能量與頻率的平方正比。采用模糊控制算法非常適合移動(dòng)機(jī)器人的避障,模糊控制器的輸入是超聲傳感器的距離信號(hào),輸出是機(jī)器人的動(dòng)作,規(guī)定機(jī)器人只能有前進(jìn)或旋轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)方式。這里探測(cè)裝置必不可少,因?yàn)槌暡ㄔ诰嚯x檢測(cè)方面的較準(zhǔn)確定位。因此,20世紀(jì)80年代后期,許多國(guó)家有組織有計(jì)劃的開展了移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的硏究?!备爬ㄕf(shuō)來(lái),機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。智能小車可以理解為機(jī)器人的一種特例,它是一種能夠通過(guò)編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人。如果汽車偏離車道或距障礙物小于安全距離時(shí),汽車就會(huì)發(fā)出警報(bào),提醒駕駛員注意,如果駕駛員沒有及時(shí)作出反應(yīng),汽車就會(huì)自動(dòng)減速或??坑诼愤?。關(guān)鍵字:智能小車 避障 設(shè)計(jì)方案畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)外文摘要Title Ultrasonic car obstacle avoidance technology designAbstractSmart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students39。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)收測(cè)試,該智能小車的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)試方便,系統(tǒng)反映快速、靈活,設(shè)計(jì)方案正確、可行,各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定、可靠。 智能小車系統(tǒng)最誘人的前景就是可用于未來(lái)的智能汽車上了,當(dāng)駕駛員因疏忽或打瞌睡時(shí)這樣的智能汽車的設(shè)計(jì)就能體現(xiàn)出它的作用。可以完成正常的測(cè)距功能;障礙物材質(zhì)及表面形狀試驗(yàn)的結(jié)論,可為其他超聲波障礙物檢測(cè)和移動(dòng)車輛安全避障策略設(shè)計(jì)提供參考;自主研發(fā)的超聲波測(cè)距與避障系統(tǒng),通過(guò)進(jìn)一步的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究,可應(yīng)用于農(nóng)用車輛安全避障系