【正文】 引腳； MAX232 芯片的 T1out 引腳連接 DB9 針接口的第 2 引腳， MAX232 芯片的 R1in 引腳連接 DB9 針接口的第 3 引腳。 CMOS 電路的電平范圍一般是從 0 到電源電壓。該芯片有兩個 TTL/CMOS 兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性 ?？紤]到小車是個不斷運動的實驗設(shè)備，采用干電池供電。那么如何知道是黑線還是白線呢？原來紅外光線有一個反射特性。 15K 電阻：紅外接收探器的光信號變電信號電阻（完成將反射回來的光信號）。這樣使單片機具有良好的抗干擾能力。10pF。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號（ RST）送施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。除了進入系統(tǒng)的正常初始化外，由于程序運行時出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為使單片機正常工作，也需按復(fù)位鍵以從新啟動。 AT89C52RC的引腳功能如圖 3所示。 2個串行中斷 AT89C52有 PDIP、 PQFP/TQFP及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 3 智能小車硬件設(shè)計 智能小車硬件分配 智能小車采用 AT89C52 單片機進行智能控制， 開始由手動啟動小車， 并復(fù)位。不過 P， I， D 三個湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 參數(shù)的設(shè)定較難，需要不斷的進行調(diào)試，憑經(jīng)驗來設(shè)定，因此其適應(yīng)性較差。 L9110 被廣泛應(yīng)用于玩具汽車電機驅(qū)動、步進電機驅(qū)動和開關(guān)功率管等電路上。 主要特點是：工作電壓高， 3~46V，輸出電流大，瞬間峰值電流可達 3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W。功率電路 對其輸入端應(yīng)有良好的信號隔離，防止有高電壓大電流進入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或光電耦合器實現(xiàn)隔離 4）對電源的影響。同時隨著微機化的保護控制設(shè)備的 廣泛采用，光電傳感器可以直接向二次設(shè)備提供數(shù)字量，這樣就能省去原來保護裝置中的變換器和 A/D 采樣部分，使二次設(shè)備得到大大的簡化。但是對于本項目來說，使用 CCD 傳感器也有其不足之處。 傳感器設(shè)計方案 在傳感器方案的選擇中，有兩種方案供參考。 若 選用 8031 單片機系統(tǒng) ， 8031 單片機內(nèi)不帶程序存儲器ROM，使用時用戶需外接程序存儲器 8255 和一片 2764，來進行擴展。 總體 設(shè)計 圖 1 本系統(tǒng)的框架圖 智能尋跡小車能尋跡主要是由前方的兩對紅外發(fā)射與接收探頭來完成的。對水庫堤壩、海岸護岸堤、江河大壩進行質(zhì)量和安全性檢測。 (3)車輛自動駕駛 系統(tǒng)，這是智能車輛技術(shù)的最高層次，它由車載計算機全部自動地實現(xiàn)車輛操作功能。 (3)傳感器設(shè)備，車速傳感器用來獲得當前車速，障礙物傳感器用來獲得前方、側(cè)方、后方障礙物等信息。當時斯坦福研究院 (SRI)的 Niles Nielsen和 Charles Rosten等人，在 1966年至1972年中研制出了取名 shaky的自主式移動機器人，目的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在復(fù)雜環(huán) 境下，完成機器人系統(tǒng)的自主推理、規(guī)劃和控制。這一代單片機中，在總線方面最重要的進展是為單片機配置了芯片間的串行總線，為單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計提供了更加靈活的方式?？蓪崿F(xiàn)簡單的聲控功能、報警功能。該設(shè)計是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。 結(jié)論 ............................................... 37 參考文獻 ........................................... 39 致謝 ............................................... 40 附錄 A .............................................. 40 附錄 B .............................................. 42 附錄 C .............................................. 45 附錄 D........................................................................... 44 附錄 E........................................................................... 45 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前言 國內(nèi)外隨著計算機技術(shù)，控制技術(shù)，信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)的生產(chǎn)和管理進入了自動化，信息化和智能化的時代，智能化已經(jīng)成為時代發(fā)展的需要。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論 課題背景 目前 ，在企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、對自動化技術(shù)要求不斷加深的環(huán)境下，智能車輛以及在智能車輛基礎(chǔ)上開發(fā)出來的產(chǎn)品已成為自動化物流運輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。智能車輛的主要特點是在復(fù)雜的道路情況下 ，能自動地操縱和駕駛車輛繞開障礙物并沿著預(yù)定的道路 (軌跡 )行進。碰撞預(yù)警系統(tǒng)可以給出前方碰撞警告、盲點警告、車道偏離警告、換道 /并道警告、十字路口警告、行人檢測與警告、后方碰撞警告等 .湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括駕駛員打噸警告系統(tǒng)、駕駛員位置占有狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等。戰(zhàn)場上，可以使用智能車輛掃除路邊炸彈、尋找和銷毀地雷。 （或在懸崖處），小車能夠避開危險并報警，同時進行相應(yīng)的處理措施，當再次運行時能夠有明顯的提示，并完成夜間自動照明。能夠聲控小車的起停功能工作，通過指示燈來判定小車接下來的運行狀況，同時也能用電腦給次奧 單片機 STC89C52 指 示 燈 紅外發(fā)射 電 機 驅(qū) 器 電機 M1 電機 M2 紅外接收 紅外發(fā)射 紅外發(fā)射 紅外接收 紅外接收 尋跡 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 車發(fā)送數(shù)字信號。顯而易見，這種單片機對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。 光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸、性能可靠等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電傳感器在工業(yè)自動化裝置和機器人的檢測和控制中廣泛應(yīng)用。 2． 性能：對于 PWM 調(diào)速的電機驅(qū)動電路，主要有以下性能指標 1）輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅(qū)動多大功率的電機。但是 L298芯片的硬件電路比較復(fù)雜。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高； H橋電路保證了可以簡單地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很高，是一種廣泛采用的調(diào)速技術(shù)， 其電路原理簡圖如圖 23 所示。比例算法簡單有效，參數(shù)容易調(diào)整，算法實現(xiàn)簡單，不需要復(fù)雜的數(shù)字計算。最少拍控 制系統(tǒng)的設(shè)計與被控對象的零極位置有很密切的關(guān)系。 AT89C52RC 單片機簡介 AT89C52 是 51 系列 單片機 的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52RC單片機管腳簡介 AT89C52是一個低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央 處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52單片機可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3級加密位 其中復(fù)位電路、晶振電路和電源構(gòu)成了單片機的最小系統(tǒng)。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù)湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 24 個振蕩脈沖周期（即兩個機器周期）以上。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 晶振電路是單片機不可缺少的，這種電路是單片機內(nèi)部振蕩電路，由只需要在單片機的 XTAL1 和 XTAL2引腳邊接一個晶體振蕩器或一個陶瓷振蕩器，并通過兩個電容后接地即可， XTAL1 和 XTAL2 分別為單片機片內(nèi)反相器的輸入和輸出端口，因為單片機內(nèi)部工 作 需要時鐘，產(chǎn)生機器周期，振蕩電容一般選取 1030PF，振蕩電路的頻率要滿足單片機的工作頻率要求，單片機才能正常工作。 （ 2） 傳感器電路圖如圖 8 所示 ， 詳細全圖見附錄 圖 8 紅外發(fā)射與接收探頭相關(guān)的匹配電阻 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 220 電阻：紅外發(fā)射器的降壓與限流電阻（完成對紅外發(fā) 射器的保護）。我們知道光有反射的特性。返回的電壓值為低電平，而單片機就可以進行各種智能化控制了。 直流電機的控制一般由單片機的 PWM 信號來完成，因為單片機引腳產(chǎn)生的電流很小，不足以驅(qū)動需要大電流的電機，所以在這里我們采用電機驅(qū)動芯片L9110，讓單片機控制他，來間接的驅(qū)動電機，他的輸入只要一個單片機信號，輸出腳可以輸出很大的電流。 所以采取此方案。12V 的單電源系統(tǒng)。如果是多路控制可以采用 每一路寬度不同的方波，或是頻率不同的方法去調(diào)制高頻載波，組成一組組的已調(diào)制波，作為控制信號向空中發(fā)射。而間歇振蕩又是在高頻振蕩過程中產(chǎn)生的，反過來又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 4 智能小車軟件設(shè)計 開始 系統(tǒng)初始化 執(zhí)行主程序小車前進 電機模式選擇 電機左轉(zhuǎn) 電機反轉(zhuǎn) 電機右轉(zhuǎn) N 是否偏離跑道 控制算法 控制算法 控制算法 返回跑道否 返回跑道否 返回跑道否 N N Y N Y Y Y 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 11 整體程序流程 圖 流程圖說明：首先開始啟動，進入系統(tǒng)初始化定義引腳，執(zhí)行主程序小車前進。也就是說讓小車在行駛出跑道后，能在最短的時間內(nèi)回到跑道上。在典型輸入信號作用下，經(jīng)過最少拍，使輸出量采樣時刻的數(shù)值能完全跟蹤參考輸入量的數(shù)值，跟蹤誤差為零的系統(tǒng)稱 為最少拍系統(tǒng)。將式（ 44）代入 D(z)表示式，得 )]([ )()(1)(1 )()(1)( zFz zFzGzH zHzGzD k ?????? （ 45） 如果 m和 n分別為對象和保持器的組合脈沖傳遞函數(shù) G(z)的分子和分母的階次，l 為式（ 45）中 F(z)的階次，要使 D(z)能實現(xiàn)，就應(yīng)使分母的階次大于分子的階次 k n m l? ? ? （ 46） 由式（ 46）可見，當 0l? 時， H(z)的分子 0()F z F??常數(shù)，暫態(tài)響應(yīng)的持續(xù)節(jié)拍數(shù)最少。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 KeilC51 mVision2 集成開發(fā)環(huán)境是 KeiSoftwre， lnc/KeilElektronikGmbH 開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)以多種符合當前工 業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成從工和建立、管理，編譯，連接，目標代碼的生成，軟件訪真，硬件訪真等完整的開發(fā)流和。 （ 7） RTX51實時操作系統(tǒng)：簡化了復(fù)雜的實時應(yīng)用軟件項口的設(shè)計。當連接器處理一個庫時，僅僅使用了庫中程序使用的目標模塊而不是全部加以引用。這個內(nèi)核完全集成在 C51 編譯器中，使用非常簡單，任務(wù)描述表和操作系統(tǒng)的統(tǒng)一性由 BL51 連接器 /定位器自動進行控制。, 分別通過 LG9110 電機驅(qū)動來驅(qū)動電機 1 和電機 2。 5 當燒寫話筒識別功能時小車可以實現(xiàn)通過話筒感應(yīng)外界干擾 當在話筒上方有響聲出現(xiàn)時小車前段的兩個狀態(tài)指示燈通過閃爍可以實現(xiàn)話筒識別功能。本設(shè)計主要是把傳統(tǒng)智能循跡小車系統(tǒng)和可編程電子器件結(jié)合起來設(shè)計智能循跡小車系統(tǒng)，并通過人工智能算法實現(xiàn)一定的智能化的方法。各個功能在硬件和軟件的設(shè)計上都實現(xiàn)了模塊化。可以改進為：用一個攝象頭把小車所要行走的區(qū)域拍攝下來然后經(jīng)過圖像的處理，把區(qū)域變成一張表格，再用一個二維數(shù)組來表示這張表格。 （ 2）本設(shè)計的創(chuàng)新之處在于把一個人工智能算法（ A*算法）引入小車的設(shè)計中，實現(xiàn)控制小車的作用。 通