【正文】 機總要對控制對象實現(xiàn)操作，因此，在這樣的系統(tǒng)中，總要有后向通道。但是仍存在性價比的問題。不能直接測量距離，算法復雜，處理速度慢。首先因其只能在10m以內(nèi)有效使用，所以并不適合ITS系統(tǒng)。故只要反映外界狀態(tài)的信號輸入通道都可稱為前向通道。對被測對象狀態(tài)的測試一般都離不開傳感器或敏感元件，這是因為被測對象的狀態(tài)參數(shù)常常是一些非電物理量，如溫度、壓力、載荷、位移等，而計算機是一個數(shù)字電路系統(tǒng)。其中電平復位是通過RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通而實現(xiàn)的。復位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復位操作所需要的信號。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。二 最小應用系統(tǒng)設計80C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠?？捎脕磉M行串行通訊，擴展并行I/O口，甚至與多個單片機相連構(gòu)成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應用更廣。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。三 顯示電路本設計中用兩片4位八段數(shù)碼管gem4561ae作顯示器,并具有雙重功能,在小車不行駛時其中一片顯示年﹑月,另一片顯示時﹑分； 當小車行駛時,分別顯示時間和行駛距離。遮光盤在凹槽中轉(zhuǎn)動時，缺口進入凹槽時，紅外線可以通過，缺口離開凹槽紅外線被阻擋。綜合考慮系統(tǒng)的各項性能，最后我們決定采用數(shù)字器件——施密特觸發(fā)器。簡單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說如果輸入信號因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會反復的從一個電平跳到另一個電平。但實際集成運放的最大轉(zhuǎn)換速率總是有限的，因此比較器輸出電壓的跳變不可能是理想的階躍信號。因此比較器的性能分析方法與放大、運算電路是不同的。但在實際操作中，往往滿足了高共模抑制比的要求，卻使運算放大器輸出飽和；為獲得單片機能識別的TTL電平卻又無法抑制共模干擾。檢測放大器方案：方案一：使用普通單級比例放大電路。最后經(jīng)反接制動實現(xiàn)停車。本系統(tǒng)共設計兩個光電三極管，分別放置在電動車車頭的左、右兩個方向，用來控制電動車的行走方向，當左側(cè)光電管受到光照時，單片機控制轉(zhuǎn)向電機向左轉(zhuǎn)；當右側(cè)光電管受到光照時，單片機控制轉(zhuǎn)向電機向右轉(zhuǎn)；當左、右兩側(cè)光電管都受到光照時，單片機控制直行。脈寬調(diào)速也可通過單片機控制繼電器的閉合來實現(xiàn)，但是驅(qū)動能力有限。脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation），簡稱PWM。且技術落后，因此擱置不用。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。尤其是在足球機器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應用到了超聲波傳感器進行檢測。80C51是一款八位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評?？梢娖溲芯恳饬x很大。設計采用對比選擇，模塊獨立，綜合處理的研究方法。結(jié)合實際情況對比方案優(yōu)劣選出最優(yōu)方案進行設計。本設計就是在這樣的背景下提出的，指導教師已經(jīng)有充分的準備。它是第三代單片機的代表。所以本設計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強。一 直流調(diào)速系統(tǒng)方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。VM系統(tǒng)是當今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導通時間，即通過改變脈沖寬度來進行直流調(diào)速。為順利實現(xiàn)電動小汽車的前行與倒車，本設計采用了可逆PWM變換器。 電動車的方向檢測電路(a)。前行與倒車控制電路的核心是橋式電路和繼電器。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、價格低廉。方案三：電壓比較器方案。⑵ 非線性。電壓比較器的輸出從低電平變?yōu)楦唠娖剿毜臅r間稱為響應時間。如果用這樣的輸出電壓控制電機或繼電器，將出現(xiàn)頻繁動作或起?，F(xiàn)象。施密特觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的變形，它有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)方式為電平觸發(fā)，只要外加觸發(fā)信號的幅值增加到足夠大，它就從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。由此可見，測距輪每轉(zhuǎn)一周，紅外光接收管均能接收到一個脈沖信號經(jīng)過整形器后送入計數(shù)器或直接送入單片機中。 四 系統(tǒng)原理圖 簡易智能電動車采用80C51單片機進行智能控制。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。7 P1口、P2口、P3口、P4口為4個并行8位I/O口。用80C51單片機構(gòu)成最小應用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可， 80C51單片機最小系統(tǒng)所示。本設計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTALXTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式。時鐘頻率選用6MHZ時，C取22uF,Rs取200Ω，RK取1KΩ。因此，在前向通道中，傳感器、敏感元件及其相關電路占有重要地位。并不是所有單片機應用系統(tǒng)都有前向通道，例如時序控制系統(tǒng)，只根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的時間序列來控制外部的運行狀態(tài)；分布式測控系統(tǒng)中的智能控制總站完成上級主計算機與現(xiàn)場測、控子站計算機之間的指令、數(shù)據(jù)傳送。另外超聲波傳感器的工作原理基于聲，即使可以使之測達100m遠，但其更新頻率為2Hz，而且還有可能在傳輸中受到它信號的干擾，所以在CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實際的。對水、灰塵、燈光敏感。（2）超聲波障礙檢測[4]超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩，其頻率超過20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。后向通道是計算機實現(xiàn)控制運算處理后，對控制對象的輸出通道接口。但這些干擾易從系統(tǒng)的前向通道竄入。（3） 數(shù)/模轉(zhuǎn)換。運算放 雙極式H型可逆PWM變換器電路原理圖大器工作在開換狀態(tài)，稍微有一點輸入信號就可使其輸出電壓達到飽和值，當輸入電壓極性改變時，輸出電壓就在正、負飽和值之間變化，這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉(zhuǎn)換作用。管腳vss串上10k電阻后與vcc管腳相接后再接+5v電源，管腳gnd接地。為了完成上述任務，在進行軟件設計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。分秒位 meter equ 34h 。此子程序利用漫反射型紅外線光電傳感器檢測前方障礙物（通過紅外避障模塊的電位器可以調(diào)節(jié)紅外傳感器的檢測距離）在定距（15cm）之內(nèi)便視為出現(xiàn)阻礙行動的障礙物，反之視為無阻礙行動的障礙物。對于這類信號，采用積分時間等于20ms的整數(shù)倍的雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，可有效的消除其影響。數(shù)字濾波器具有以上優(yōu)點，所以數(shù)字濾波在微機應用系統(tǒng)中得到了廣泛應用。慣性大的輸出設備（如各類電磁執(zhí)行機構(gòu)）對‘毛刺’干擾有一定的耐受能力。當彈飛到某一雙字節(jié)指令上時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。首先，彈飛的程序必須落到程序區(qū)；其次，必須執(zhí)行到冗余指令。為使程序脫離“死循環(huán)”，通常采用“看門狗技術”。4060記數(shù)頻率由RT和CT決定。(3)幾個原則看門狗電路必須由硬件邏輯組成，不宜由可編程計數(shù)器充當，因為CPU失控后，可能會修改可編程器件參數(shù)，使看門狗失效。80C51按鍵電路直接由80C51接口電路查詢。 無線遙控模塊方向控制模式子程序本子程序中無線遙控模塊方向控制模式子程序流程圖如圖45所示，當進入此子程序后，再次通過讀取外部超再生簡易無線接收器的信息判斷小車的移動方向，當a=1001時，即發(fā)射器的A，D鍵同時按下時，小車退出該模式。 測試方法 數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止/導通狀態(tài)等參數(shù)；信號發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號的接收與傳輸； MCS51仿真機用于測試軟件；直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電；秒表用于產(chǎn)品測試，按照任務書的基本要求對制成的電動車進行產(chǎn)品測試。AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案[7]。直流電機可以通過改變電機電樞電壓接通時間與通電周期的比值即占空比(t1/T)來控制電機的轉(zhuǎn)速?？梢则?qū)動繼電器、直流電動機、步迸電動機等電感性負載[9]。當小車在非黑色地面行駛時，裝在車下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線信號，經(jīng)反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號，那么圖34中光敏三極管將導通，輸出低電平，經(jīng)LM339電壓比較器送單片機控制。如果2號紅外對管和3號紅外對管檢測到黑線，則單片機控制小車向前直走；如果2號紅外對管偏離黑線，3號紅外對管檢測到黑線，則單片機控制小車輕微左移；如果3號紅外對管偏離黑線，2號紅外對管檢測到黑線，則單片機控制小車輕微右移；如果2號和3號紅外對管偏離黑線，1號紅外對管檢測到黑線，則單片機控制小車向左移動；如果2號和3號紅外對管偏離黑線，4號紅外對管檢測到黑線，則單片機控制小車向左移動。用來產(chǎn)生載頻振蕩和調(diào)制振蕩的電路一般有：多揩振蕩器、互補振蕩器和石英晶體振蕩器等。應根據(jù)實際情況二者兼顧。sbit EN2=P2^3。 //模式控制標示符int speed_R=0。j120。}/*******************循跡采樣***************/unsigned char sensor_inp(){unsigned char sensor。（范圍－100~100）int speed_L=0。sbit IN4=P2^5。還可以采用其它系列的單片機。如果是多路控制，則可以采用每一路寬度不同的方波，或是頻率不同的方波來調(diào)制高頻載波，組成一組組的己調(diào)制波，作為控制信號向空中發(fā)射。如圖311 紅外線避障電路原理圖。將檢測到的信號送到單片機I/O口，當I/O口檢測到的信號為高電平時，表明紅外光被地上的黑色引導線吸收了，表明小車處在黑色的引導線上；同理，當I/O口檢測到的信號為低電平時，表明小車行駛在白色地面上。具體驅(qū)動方式如下：當使能端為高電平時，輸人端1N1（IN3）為高電平信號，IN2（IN4）為低電平信號時，電機正轉(zhuǎn)；輸人端IN1（IN3）為低電平信號，IN2（IN4）為高電平信號時，電機反轉(zhuǎn)；IN1（IN3）與IN2（IN4）相同時，電機快速停止。直流電機得到的電壓波形如圖33所示。利用AT89S51的I/O端口對傳感器信號進行實時判斷監(jiān)控來控制步進電機做出相應的反映[7]。理論上的誤差不到1秒/年。此步驟中，四個方向的移動具有疊加效果（“前進指令”加“后退指令”除外）。七 無線遙控系統(tǒng) 無線遙控模塊模式判斷子程序無線遙控模塊模式判斷子程序流程圖如圖44所示。若沒有微分電路，掃描輸入信號上的“1”狀態(tài)封死4060，使之不能記數(shù)，看門狗不起作用CPU必須在正確完成所有工作后才能發(fā)掃描輸入信號，且程序中發(fā)掃描信號的地方不能太多。如系統(tǒng)工作不正常（如程序跑飛、死循環(huán)等），程序?qū)?060發(fā)不出掃描信號，分頻器記滿輸出一脈沖號使CPU復位?！翱撮T狗”技術可由硬件實現(xiàn)，可由軟件實現(xiàn)，也可由兩者結(jié)合實現(xiàn)。如果我們把這段程序的入口標號記為 ERR 的話，軟件陷阱即為一條無條件轉(zhuǎn)移指令，為了加強其捕捉效果，一般還在它前面加兩條 NOP 指令，因此真正的軟件陷阱由3條指令構(gòu)成： NOPNOP ERR軟件陷阱安排在以下四種地方： (1)未使用的中斷向量區(qū)。因此，我們應多采用單字節(jié)指令（NOP)或?qū)巫止?jié)指令重復書寫，這便是指令冗余。在軟件上，最為有效的方法就是重復輸出同一個數(shù)據(jù)。若多次采樣后，信號總是變化不定，可停止采集，給出報警信號，由于開關量信號主要是來自各類開關型狀態(tài)傳感器，如限位開關、操作按鈕、電氣觸點等，對這些信號的采集不能用多次平均的方法，必須絕對一致才行。對于隨機干擾，我們可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或濾除。 紅外避障模塊外圍電路信息處理編碼表將外部信息進行編碼后，通過對信號的判斷，控制小車的移動方向：探測結(jié)果000，表明前方15cm內(nèi)無障礙物單片機送出“前進”指令，小車保持前進狀態(tài)；探測結(jié)果111，表明前方及左右兩邊15cm內(nèi)均有障礙物，單片機送出“后退”指令；探測結(jié)果010，表明前方15cm內(nèi)有障礙物左右兩邊均無障礙物，單片機送出“右轉(zhuǎn)”指令（左右均無障礙物默認右轉(zhuǎn)）；探測結(jié)果110，表明前方及左邊15cm內(nèi)有障礙物，單片機送出“右轉(zhuǎn)”指令；探測結(jié)果011，表明前方及右邊15cm內(nèi)有障礙物，單片機送出“左轉(zhuǎn)”指令。分位 point equ 36h 。模塊程序設計法的主要優(yōu)點是： 單個模塊比起一個完整的程序易編寫及調(diào)試； 模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務在不同條件下調(diào)用； 模塊程序允許設計者分割任務和利用已有程序，為設計者提供方便。 EM78P458集成顯示電路D3D2D1D0顯示000000001100102001130100401015011060111710008100191010清小數(shù)點1011加小數(shù)點1100a1選通1101a2選通1110a3選通1111a4選通第四章 軟件設計系統(tǒng)軟件設計說明在進行微機控制系統(tǒng)設計時，除了系統(tǒng)硬件設計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需