【正文】 .............................................................. 12 循線硬件電路設(shè)計(jì) .................................................................................... 12 循線傳感器的安裝 .................................................................................... 14 避障模塊 .............................................................................................................. 16 避障硬件電路設(shè)計(jì) .................................................................................... 17 避障硬件電路的制作與安裝 .................................................................... 23 硬件完成后的小車總體圖 .................................................................................. 24 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 26 主程序設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 26 循線模塊程序設(shè)計(jì) .............................................................................................. 27 障礙檢測模塊程序設(shè)計(jì) ...................................................................................... 28 語音 播放程序設(shè)計(jì) .............................................................................................. 30 5 使用說明 ...................................................................................................................... 32 結(jié)論 .................................................................................................................................... 34 謝辭 .................................................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 36 附錄 1 ................................................................................................................................. 37 附錄 2 ................................................................................................................................. 39 附錄 3 ................................................................................................................................. 40 附錄 4 ................................................................................................................................. 42 附錄 5 ................................................................................................................................. 43 1 基于單片機(jī)控制的智能小車設(shè)計(jì)與制作 摘 要 : 課題的 主要 任務(wù)是設(shè)計(jì)并制作一輛智能小車 ， 要求 實(shí)現(xiàn) 小車 的 語音控制、循線行走、避免撞到障礙物三大功能。s design and the program’s establishment and debugging are finished. Finally pletes the software and hardware39。所以立“ 基于單片機(jī)控 制的智能小車設(shè)計(jì)與制作 ”一題作為嘗試。 下面 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，針對各模塊 需要 完成的功能，本著簡單、實(shí)用、廉價(jià)、容易操作、穩(wěn)定的原則，對 各 模塊進(jìn)行充分的理論分析和方案論證。 6～ 3。同時(shí)還提供大量的編程函數(shù)庫， 特別是語音播放和語音識(shí)別的相關(guān)函數(shù)， 大大加快了軟件開發(fā)的進(jìn)程。 所以，本設(shè)計(jì)亦采用此種驅(qū)動(dòng)方式。 傳感器的選用是個(gè)艱難的過程， 放棄 使用 前幾屆師兄所采用的那種一般的紅外發(fā)射接收對管，因?yàn)?那種管子太大， 不適合安裝， 而且發(fā)射和接收為獨(dú)立的部分，之間沒有遮擋，容易造成干擾。 B． 利用超聲波。 圖 TCT4016T/R1 9 3 系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 在第 2 章方案 論證 的基礎(chǔ)上 ，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對各模塊 的硬件 進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 現(xiàn)以 后輪驅(qū)動(dòng)電路為例，對其進(jìn)行詳細(xì)介紹。 圖 TCRT5000的 Ic— d 關(guān)系 13 當(dāng)反射距離一定時(shí)，其集電極電流就主要和 反射 率有關(guān)了，反射率越大，則集電極電流越大 ；反之則越小 。 理論上 555 的使用不是非常的必要，但是其 在實(shí)際中 能使得輸出的信號(hào)更加的穩(wěn)定可靠， 濾去了沒用的噪聲信號(hào)，所以還是比較重要的。 TCRT5000 的 相對 安裝 位置 示意圖 如圖 所示： 圖 TCRT5000 的相對安裝位置示意圖 很多循線小車設(shè)計(jì)都不止 用 兩個(gè)傳感器，一般為四個(gè)或更多， 安裝形式為中心對稱分布， 主要是用來防止由于小車慣性太大而沖出第一對傳感器的檢測范圍。那個(gè)半圓的作用是避開 調(diào)整前輪轉(zhuǎn)向平衡桿 ，使的即使安裝了傳感器也不能影響它的功能。 表 TCT4016T/R1的產(chǎn)品性能 性能 要求 標(biāo)稱頻率（ KHz） 40 發(fā) 射聲壓 at40KHz（ 0dB=） min 117dB 接收靈敏度 at40KHz (0dB=V/Pa) min － 65dB 靜電容量 at1KHz,1V(PF) 2400 25％ 阻抗（ Ohm） 1000 － 6dB 帶寬（ KHz） 2 － 6dB 指向角 45 很明顯， TCT4016T/R1 的發(fā)射和接收電路 都要 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 于是我繼續(xù)在網(wǎng)絡(luò)上尋找，最后有一位網(wǎng)友給我介紹了一個(gè)專門設(shè)計(jì)多諧振蕩器的小軟件，其不但能確定各元件的最佳物理量，也能設(shè)計(jì)出能1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eA4D a t e : 17 A ug 20 04 S he e t o f F i l e : D : \ 電 子 教 案 \ D Z J A 0 4 . S C H D r a w n B y :7621CO5384R U c cOUTDTHTRGNDI C 1N E 55 5R1R2V C CC1 C2uot w 1 w 2tU OHU OL 19 產(chǎn)生頻率為 40KHz 占空比為 50%的方波的振蕩電路 。 20 RTCT4016C6104R610KC5224R410KR710kR51MC730PC91000PR810KC830PR101MR11F1IN+2IN3V4S6O7V+8B5U4LM311R91MBACK_PLUSR1320KR1422K814321U1ANE5532AJG847562U1BNE5532AJGVCCVCCVCCVCC 圖 超聲波回波接收處理電路 電路有了，接下來配置 所有的元件，用面包板組出了 和 所示的電路，經(jīng)過仔細(xì)的檢查后用凌陽提供的測距標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行測試，試驗(yàn)很不如意，要么收不到回波要么有干擾，根本不能正常工作。 其電路圖如圖 。但 C4的改變會(huì)影響到頻 率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為 R5=， C4=1μ F。 電路 確定 后，買了 CX20206A 和 一對 TCT4016T/R1， 開始試驗(yàn)， 最開始 ， 并 沒有在超聲波頭之間 并 連 563 電容， 結(jié)果 總 是存在干擾，后來把那個(gè)電容加上 后 ，實(shí)驗(yàn)非常順利，超聲波也非常穩(wěn)定了， 電路就 基本 確定 下來。 圖 焊接好的電路板 圖 中左端兩個(gè)圓頭形狀的元件就是超聲波傳感器，黑色為接收頭，白色的為發(fā)射頭，在其周圍相應(yīng)的便是接收電路和發(fā)射電路。 其中 由于 語音識(shí)別程序部分基本都是用 的 凌陽提供的函數(shù)庫里的函數(shù)， 而且在主程序里有 所介紹， 在本章將不 再單獨(dú) 說明。 圖 循線程序流程圖 流程描述： 在循線的時(shí)候 是 不會(huì)識(shí)別 語音命令的 ，所以首先關(guān)閉語音識(shí)別器以避免干擾，然后初始化循線用到的端口， 再檢測循線傳感器是否有信號(hào)輸入，如果進(jìn)入 關(guān)識(shí)別器 初始化 退出 有無信號(hào) PWM 調(diào)速 停車 判斷狀態(tài) 全沒信號(hào)：停車 左有右無：右拐 右有左無：左拐 都有信號(hào)：前進(jìn) 開識(shí)別器并停車 判斷 KEY2 是 否 有 無 28 有了 就跳 出循環(huán)，用 PWM 調(diào)速的方式 給后輪一個(gè)速度， 接下來就是判斷兩個(gè)傳 感器的狀態(tài)，根據(jù)它們的狀態(tài)執(zhí)行小車方向的修正，同時(shí)檢測 KEY2 鍵是否按下，如果按下，則停車并退出循環(huán)，打開識(shí)別器，返回主程序。 圖 前進(jìn)程序流程圖 流程描述：在接到前進(jìn)命令時(shí)， 調(diào)用小車的前進(jìn)命令，首先關(guān)閉識(shí)別器，防止干擾，然后初始化相關(guān)端口， 然后 調(diào)用避 障程序，看看是否小車前面本來就有障礙，如果有，則不前進(jìn)并播放遇到障礙語音提示，沒有的話就開始前進(jìn)，前進(jìn)的過程中不斷的調(diào)用 避障 程序，并檢測障礙標(biāo)志， 當(dāng)障礙標(biāo)志為 1 時(shí)立即停車，并播放遇到障礙的語音提示。訓(xùn)練成功后語音提示“ 準(zhǔn)備就緒開始辨識(shí) ” 和“請選擇模式” ，就可以對小車進(jìn)行語音控制了。 34 結(jié)論 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求， 我 系統(tǒng)地閱讀了大量的資料， 并 認(rèn)真分析了設(shè)計(jì)課題的需求 ，還系統(tǒng)學(xué)習(xí)了 凌陽單片機(jī)的工作原理 及其使用方法 ， 并 獨(dú)自設(shè)計(jì) 智能小車的整個(gè)項(xiàng)目 。 35 謝辭 回首大學(xué)四年，感慨萬千！ 值此畢業(yè)論文完成之際，謹(jǐn)向給予我指導(dǎo)的張利老師表示誠摯的感謝！從論文的開題，到系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)，以至論文的成稿，張老師給了我諸多的幫助和悉心的指導(dǎo)，其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度感染了我，使我認(rèn)識(shí)到，學(xué)習(xí)不僅要注重方法，更要有嚴(yán)謹(jǐn)、主動(dòng)的態(tài)度，這將對我以后的工作學(xué)習(xí)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響！再次向我的指導(dǎo)老師張利老師致以最誠摯的謝意！ 另外，我還要感謝所有在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我?guī)椭膭⒄饔罾蠋熀涂萍紭莿⒗蠋?以及張偉偉 師兄 。 //返回標(biāo)志 *P_IOA_Data = 0xf