【正文】
距模塊 參數(shù) 實物圖 如圖 313 所示, 板上 各引腳 的含義: VCC供 5v 電源 、 Trig 觸發(fā)控制信號輸入 、 Echo 回響信號輸出 、 out(空腳)、 GND 為地線。 如此不斷的 循環(huán) 測 量 ,就可以達到移動測量 的 目的了。 基于 80C51 單片機的智能小車設計 22 圖 316 超聲波檢測電路 速度檢測模塊 采用光電編碼器對驅(qū)動輪后輪的轉(zhuǎn)速進行了實時檢測,將反饋信號輸入核心控制單元,并進 行處理,從而對直流電機的轉(zhuǎn)速、加減速進行準確快速的調(diào)節(jié)。與反射式光電開關(guān)不同的是,在這里 LED 管的亮度不需要很高。 電源模塊的設計 智能小車的供電設施是一塊充電電池,它有 低成本 , 循環(huán)壽命長 , 無污染 ,安全性能好 , 溫度使用范圍廣 等特點。因此,對電源中的高頻分量,電解電容均含有電感,而集成穩(wěn)壓器內(nèi)部帶有負反饋,在高頻下,通過 C1 C18 的耦合,可能會使穩(wěn)壓器的輸出端產(chǎn)生有害振蕩。 //轉(zhuǎn)換距離變量送數(shù)碼管顯示 deal[1]=temp/10%10。 P0=table[deal[1]]。 P1=data_wei[1]。 //關(guān)閉計數(shù)器 T1 } void sensor() { TH0=0。 //發(fā)送觸發(fā) 脈沖 delay_xus(1)。flag)。 sbit key2=P2^6。c++)。 if(key2==0) { n。如果操作者在場,就可以按下人工復位安鈕,強制系統(tǒng)復位 。 本設計采用第三種方案實現(xiàn) “ 看門狗”電路,下面就對該方案作以介紹。如果 Rs=450Ω, RT=45Ω, CT=1uF,則 f=10HZ。 圖 51看門狗電路圖 基于 80C51 單片機的智能小車設計 32 6 軟件的簡單介紹 Keil 軟件 簡介 單片機開發(fā)中除必要的硬件外,同樣離不開軟件,我們寫的 C 語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法,一種是手工匯編,另一種是機器匯編,目前已極少使用手工匯編的方法了。有時是 我程序編寫錯誤 的原因,有時可能是 組合程序時邏輯上 出了 錯誤 。最好是前后輪分開供電。通過我們師生的共同努力,本 次 設計 基本上達到題目 規(guī)定的要求 。 // 口輸出 持續(xù)時間 20us 的觸發(fā)脈沖給超聲波探測器 sbit echo=P3^2。 uchar code table[]={0xeb,0x88,0xb3,0xba,0xd8,0x7a,0x7b,0xa8,0xfb, 基于 80C51 單片機的智能小車設計 38 0xfa}。a1。 deal[0]=temp%10。 P1=0。 delay_xus(100)。 p3=0。 p3=0。 tri=0。amp。 init()。 } 基于 80C51 單片機的智能小車設計 41 } } e=500。 delay_nus(n)。 //設置最初的占空比為 50% d=1000。 //當 echo 為 1 計數(shù)并等待 TR0=0。 tri=1。 TL0=0。 //設 T0 為方式 1, GATE=1; EA=1。 delay_xus(100)。 delay_xus(100)。 deal[2]=temp/100。b1。 } } void T1_timer() interrupt 1 //T1 中斷用來計數(shù)器溢出 ,超過測距范圍 { flag=0。 sbit key1=P2^7。最后,對在畢業(yè)設計期間給予我?guī)椭乃卸鲙熀屯瑢W表示最誠摯地感謝和最衷心 的 祝福。 在懸空時 車輪轉(zhuǎn) 得很快,但一放到地上就跑的很慢。這使我深深感受到理論與實際間的差距。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案,通過一個集成開發(fā)環(huán)境( uVision)將這些部份組合在一起。 ● 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。 4060 記數(shù)頻率由 RT和 CT決定。為使程序脫離“死循環(huán)”,通常采用“看門狗技術(shù)”。//設置前進的時間 advance(uchar e) { while(e) { p1=1。 } } n==5。 for(a=0。 //關(guān)閉計數(shù) TR1=0。 while((!echo)amp。 flag=1。 P0=0。 P1=data_wei[2]。 P0=table[deal[0]]。 D1為電源指示燈。電機啟動時產(chǎn)生的電壓波動會嚴重影響單片機的正常工作,為了使系統(tǒng)更加穩(wěn)定,系統(tǒng)采用兩組電源供電如圖 318, 319所示∶ 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 28 D e c 2 00 8 S h e e t of F il e : E : \單片機材料 \材料 \自動進出庫小車 \ L ove Z Y X .D dbD r a w n B y:1 32V VG N DIN O U TI C 578 05D1L E D C 170. 1C 190. 15VG N D162534K G 112J6R 22 1KC 1810 00 UC 1647 0U12 V 圖 318 5V供電電路 基于 80C51 單片機的智能小車設計 24 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 28 D e c 2 00 8 S h e e t of F il e : E : \單片機材料 \材料 \自動進出庫小車 \ L ove Z Y X .D dbD r a w n B y:1 32V VG N DIN O U TI C 678 09 C 110. 1C 130. 19VG N DC 1210 00 UC 1047 0UC 1516 V \ 22 0uL168 U HC 140. 1u12 V 圖 319 9V供電電路 第一組電源通過三端穩(wěn)壓器 7805 穩(wěn)壓后給單片機和其它電路供電,另外一組電源經(jīng) 7809 穩(wěn)壓后給電機驅(qū)動芯片 L298N 供電,考慮到模塊間的相互干擾問題,兩個電源之間還添加了隔離措施,這樣有效的解決了驅(qū)動電路會對單片機最小系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的問題,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,可以從高阻值的電阻開始選用 (約 1 kΩ ),當發(fā)生誤差信號問題時,只需將電阻值下調(diào)。光柵編碼器由光柵盤和光柵式光電開關(guān)組成。一旦檢測到有回波信號則輸出回響基于 80C51 單片機的智能小車設計 21 信號。但是此模塊應先插好在電路板上再通電,避免產(chǎn)生高電平的誤動作,如果產(chǎn)生了,重新通 電方可解決。每個 H 橋電路原理大體如圖 310所示: 圖 310 H橋電路圖 表 31輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系 IN1(IN3) IN2(IN4) 電機運行情況 1 0 正轉(zhuǎn) 0 1 反轉(zhuǎn) 1 1 剎車 0 0 停止 若 H 橋的 1端為低電平, 2端為高電平時,三極管 Q4導通, Q1 截止,此時Q3 的基極為低電平, Q2 的基極為高電平,因此三極管 Q2 和 Q6 導通, Q3 和 Q5截止,電流流向如圖 311所示,電機正轉(zhuǎn)。 可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)及調(diào)速、啟動性能好 、 啟動轉(zhuǎn)矩大 、 可同時驅(qū)動兩臺直流電機 。 L298N 雙 H 橋直流電機驅(qū)動芯片 簡介 電機驅(qū)動模塊主要功能是將主控芯片發(fā)出的信號通過電機控制芯片轉(zhuǎn)化為小車實際的動作。嚴格地講,平均速度與占空比 D并不是嚴格的線性關(guān)系,在一般的應用中,可將其近似地看成線性關(guān)系。 直流電機轉(zhuǎn)速控制可分為勵磁控制法與電樞電壓控制法。直流電機能夠?qū)⑤斎氲碾妷盒盘栕兂赊D(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出,改變控制電壓即可改變電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,用途很廣泛,主要有如下優(yōu)點 : ● 寬廣的調(diào)速范圍。 ● 高精度。動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應的位選,利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用,使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。圖中 C為上電復位電容,它是利用電容充放電來實現(xiàn)的。最簡單的上電自動復位電路中上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。在設計印刷電路板時,晶體和電容應盡可能靠 近單片機芯片安裝,以減少寄生電容,更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 單片機 雖然有內(nèi)部振蕩電路,但要形成時鐘,必須外部附加電路。 ● 特殊功能寄存器 共有 21個,用于對片內(nèi)的個功能 的部件進行管理、控制、監(jiān)視。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。 ● 用開發(fā)板自帶的數(shù)碼管顯示時間、里程、以及到障礙物的距離。但是不如單電源方便靈活。 用超聲波傳感器進行避障。因此決定采用 L298N 控制直流電機。 綜合以 分析 選 用了 比較普通的 且 更為熟悉的 STC89C52 單片機為整個系統(tǒng)的控制核心。 加速減速依靠后面的電機帶動后面一組車輪完成。 基于 80C51 單片機的智能小車設計 3 2 總體 方案 設計 整體方案 的 設計思 想 利用 超聲波檢測 模塊 檢測道路前面的障礙物,然后把回響信號交給單片機處理,如果前面有障礙物,單片機的引腳會輸出兩個高電平信號 控制 小車剎車,當距離接近到一定程度以后控制小車向左轉(zhuǎn),與此同時繼續(xù)檢測障礙物。 課題的目的和意義 本題目設計的是具有自動避障功能的智能小車,其設計思想與一些日常生活迫切需要的 智能 機器人類似。 關(guān)鍵詞 : 智能小車;單片機;超聲波 檢測 ; PWM 調(diào)速 基于 80C51 單片機的智能小車設計 II Abstract As a new product of modern society, intelligence is the trend in future development. It can work in some specific environment according to the mode which sets in advance. Dispensing with behavior adjustment management,but it can achieve the expected, even higher goal. Smart car is a means through programming specific tasks to plete the iniaturi zation of the robot, it has produced lowcost, circuit structure is simple and conveni ent debugging. Because of its highly interesting, intelligent robot car enthusiasts, as well as by the broad masses of college students love. This system regards the request of the topic, adopting 80C51 for controlling core, super sonic sensor for test the hinder. It can run in a high and a low speed or stop automatically. It also can record the time, distance and the speed automatically and the construction of whole s