【正文】 四只手；軌道不好制作，我便有好幾個(gè)人幫忙；程序有問(wèn)題，大家就一起討論，提出自己的想法。說(shuō)實(shí)話(huà)，在實(shí)踐的整個(gè)過(guò)程中，我遇到了很多次的失敗，好幾次都想放棄一些東西，將系統(tǒng)簡(jiǎn)化?？梢砸宰陨頌槔?，以本系統(tǒng)為最簡(jiǎn)單的模型。 測(cè)試總結(jié)本車(chē)經(jīng)測(cè)試完成了題目全部要求。把鐵片檢測(cè)模塊和聲光報(bào)警模塊的程序下載到小車(chē)上，當(dāng)小車(chē)在行駛中，當(dāng)小車(chē)經(jīng)過(guò)鐵片時(shí)，鐵片檢測(cè)模塊是否能及時(shí)檢測(cè)到鐵片，當(dāng)檢測(cè)到鐵片時(shí)，聲光報(bào)警模塊應(yīng)立即報(bào)警提醒。第5章 系統(tǒng)調(diào)試 循跡功能調(diào)試將尋跡模塊的程序燒錄到小車(chē)中，把小車(chē)放到軌道上，上電復(fù)位后查看小車(chē)的循跡模塊是否能正常工作，即小車(chē)能否循線(xiàn)行走，并在偏向后自動(dòng)校正。當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在輪胎上的圓形遮光板轉(zhuǎn)動(dòng)，每通過(guò)一個(gè)黑白條時(shí)便產(chǎn)生一個(gè)脈沖，由累計(jì)脈沖的總數(shù)便可得到行駛的路程。檢測(cè)到三口信號(hào)之后進(jìn)行反應(yīng)選擇。 整體軟件控制流程圖該系統(tǒng)中小車(chē)的啟停加減速運(yùn)行狀態(tài)的改變是由傳感器檢測(cè)到鐵片時(shí)給單片機(jī)發(fā)送信號(hào)確定的。C51工具包中的uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。目前已經(jīng)有很多種嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，如：Linux、RTX51及UC/OS等，可以更有效的利用系統(tǒng)的各種資源，簡(jiǎn)化編程，縮短開(kāi)發(fā)周期。74HC138特有3個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（E1和E2）和一個(gè)高有效（E3）。因?yàn)楫?dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)P0、PPP3都會(huì)置高，所以選用PNP型三極管，如果選用NPN型三極管，在復(fù)位時(shí)會(huì)讓三極管導(dǎo)通，必須進(jìn)行軟件調(diào)整，這樣增大系統(tǒng)的復(fù)雜性和不可靠性，盡管如此還是不能完全避免這種現(xiàn)象，所以這用PNP型三極管9015。這一震蕩的變化，即被開(kāi)關(guān)的后置電路放大處理并轉(zhuǎn)換為一確定的輸出信號(hào)，觸發(fā)開(kāi)關(guān)并驅(qū)動(dòng)控制器件，從而做非接觸式目標(biāo)檢測(cè)。通過(guò)前面敘述的原理，就可以算出小車(chē)的速度和行走的距離。假設(shè)在車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中均勻地得到M個(gè)脈沖信號(hào)，那么距離測(cè)量的最大誤差就變?yōu)長(zhǎng)/M，如果在時(shí)間t內(nèi)得到的計(jì)數(shù)脈沖為N個(gè)，那么小車(chē)行駛的距離為：。我們用t表示時(shí)間，S表示路程，υ表示瞬時(shí)速度，那么它們的數(shù)學(xué)定義為：，小車(chē)的平均速度為：。每個(gè)尋跡傳感器由一個(gè)ST188反射式紅外光電傳感器組成，內(nèi)部由高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成。而IN1~IN4四個(gè)接口則用來(lái)選擇電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)脈沖頻率在10Hz以下時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)有明顯的跳動(dòng)現(xiàn)象，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，本車(chē)在脈沖頻率為15～20Hz時(shí)控制效果最佳。 STC89C52復(fù)位電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)本電路采用的是基于PWM原理的H型驅(qū)動(dòng)電路。 復(fù)位電路STC89C52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng) 時(shí)鐘電路STC89C52雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外部附加電路。掉電保護(hù)方式下，內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)顯示器﹑打印機(jī)﹑A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。電流分兩路，一路通過(guò)7805穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后向控制系統(tǒng)和傳感器供電，另一路加到電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，這樣利用了雙電源減少耦合的優(yōu)點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有提高了空間的利用率。綜上所述，決定本系統(tǒng)采用方案二。電感式接近開(kāi)關(guān)本身就是理想的傳感器。通過(guò)對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)測(cè)速。方案二：采用反射式紅外發(fā)射－接收器。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。針對(duì)本設(shè)計(jì)特點(diǎn)——多開(kāi)關(guān)量輸入的復(fù)雜程序控制系統(tǒng)，需要擅長(zhǎng)處理多開(kāi)關(guān)量的標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)，而不能用精簡(jiǎn)I/O口和程序存儲(chǔ)器的小體積單片機(jī)，D/A、A/D功能也不必選用。但CPLD在控制上較單片機(jī)有較大的劣勢(shì)。（4）電動(dòng)車(chē)完成上述任務(wù)后應(yīng)立即停車(chē)，但全程行駛時(shí)間不能大于60秒，行駛時(shí)間達(dá)到60秒時(shí)必須立即自動(dòng)停車(chē)。 設(shè)計(jì)構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)是基于51系列單片機(jī)的智能小車(chē)系統(tǒng)的總體方案，主要是循跡檢測(cè)模塊、金屬片檢測(cè)模塊、速度測(cè)量模塊、聲光報(bào)警模塊、LED顯示模塊、單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)。2004年1月，美國(guó)的“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”火星探測(cè)車(chē)再度登陸火星。全國(guó)電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車(chē)這方面的題目，全國(guó)各高校也都很重視該題目的研究。本課題所設(shè)計(jì)的智能小車(chē)，既具有操作機(jī)機(jī)械本體、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成靈活運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。世界各國(guó)開(kāi)發(fā)、研制星球探測(cè)車(chē)系統(tǒng)己經(jīng)有了多年的歷史。Intel公司的STC89C52單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。 跑道示意圖軌跡為2cm寬的黑線(xiàn)，A為起點(diǎn)，D為終點(diǎn)。47第2章 系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu) 工作原理和結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)要求，確定如下方案：在現(xiàn)有小車(chē)的基礎(chǔ)上，加裝檢測(cè)黑線(xiàn)傳感器和金屬探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的智能控制。為此，我們不采用該種方案，進(jìn)而提出了第二種設(shè)想。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案一：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到分壓的目的。因此決定采用方案二使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。在基本不影響效果的前提下，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，我們選用了方案二。相反方案二適用于精度較高的場(chǎng)合，可以車(chē)輪上加較多的遮光條來(lái)滿(mǎn)足脈沖計(jì)數(shù)的精度要求，因此采用方案二。綜上所述，本系統(tǒng)中采用方案二。優(yōu)點(diǎn)是供電電路簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是由于電機(jī)的特性，電壓波動(dòng)較大，嚴(yán)重時(shí)可能造成單片機(jī)系統(tǒng)掉電。動(dòng)力和轉(zhuǎn)向部分：采用L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)方向控制。使用宏晶高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造。用STC89C52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可， STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTALXTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)U1為低電平，U2為高電平時(shí)，6管截止，5管導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)K=1時(shí)，相當(dāng)于加入直流電壓，這時(shí)電機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，；當(dāng)K=0時(shí)，相當(dāng)于電機(jī)兩端不加電壓，電機(jī)靠慣性運(yùn)轉(zhuǎn)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī)，OUTOUT2和OUTOUT4之間分別接2個(gè)電動(dòng)機(jī)。為了檢測(cè)路面黑線(xiàn)，在車(chē)底的前部安裝了三只反射式紅外傳感器。*5mm，為了防止光束照射范圍超出軌跡線(xiàn)，將探測(cè)器的接收管集中在中部。假設(shè)車(chē)輪的周長(zhǎng)為L(zhǎng)，在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)了N圈，則小車(chē)行駛的距離為：S=N原理如下： 反射式光電傳感器原理圖由發(fā)射管TX發(fā)射的紅外線(xiàn)經(jīng)被檢測(cè)物表面反射，反射光被接收管RX接收，接收管將接收的紅外線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 金屬探測(cè)模塊的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)使用電感型接近開(kāi)關(guān)探測(cè)金屬片。使用時(shí)，我們將其固定在智能車(chē)的正前端，將探測(cè)面固定在與地面距離10mm左右的位置。動(dòng)態(tài)掃描過(guò)程通過(guò)控制鎖存器74HC573與譯碼器74HC138的所存控制，減少了IO口的占用。 74HC138集成譯碼器真值表數(shù)據(jù)顯示過(guò)程如下：選通位選，送位選數(shù)據(jù)，鎖存位選；選通段選，送出數(shù)碼管段選數(shù)據(jù)，鎖存數(shù)據(jù)。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。10S后小車(chē)倒退行駛，當(dāng)檢測(cè)到第5塊鐵片時(shí)小車(chē)加速，當(dāng)檢測(cè)到第6塊時(shí)減速運(yùn)行，當(dāng)檢測(cè)到第7塊鐵片時(shí)小車(chē)停止，并交替顯示往返總行駛時(shí)間和往返總行駛路程。如是中間傳感器檢測(cè)到黑線(xiàn)，小車(chē)前進(jìn)；如是左邊傳感器檢測(cè)到黑線(xiàn)時(shí)，右轉(zhuǎn)，當(dāng)中間循跡模塊檢測(cè)到黑線(xiàn)時(shí)前進(jìn)；如是右邊傳感器檢測(cè)到黑線(xiàn)時(shí)，左轉(zhuǎn)，當(dāng)中間循跡模塊檢測(cè)到黑線(xiàn)時(shí)前進(jìn)。當(dāng)小車(chē)停止時(shí)，通過(guò)智能算法計(jì)算小車(chē)行駛平均速度。將測(cè)速模塊的程序下載到小車(chē)中，把小車(chē)放到賽道上，上電復(fù)位后查看測(cè)速模塊是否正常工作，即當(dāng)小車(chē)行駛時(shí)，測(cè)速傳感器是否對(duì)測(cè)速板的黑、白影部分產(chǎn)生不同反應(yīng)，主要看此模塊的指示燈是否閃爍不停。第二部分是結(jié)合尋跡子程序，在尋跡過(guò)程中檢測(cè)看是否可以準(zhǔn)確的在按照黑線(xiàn)精準(zhǔn)運(yùn)行的同時(shí)顯示行程的總時(shí)間。整個(gè)設(shè)計(jì)知識(shí)面比較廣泛，最關(guān)鍵的是應(yīng)用性強(qiáng)。的確，實(shí)踐是檢驗(yàn)理論的唯一途徑。第二，我要感謝的是我的指導(dǎo)老師，譚周文老師。 //電機(jī)驅(qū)動(dòng)sbit A2=P1^1。 sbit SPEAKER=P3^5。//路程unsigned char CYCLE。 A2=1。 temp=count2。 } }void display_length() //路程顯示程序{ int temp,i。 temp=temp*10。 IR_MID =1 amp。 IR_RIGHT=1) 。amp。amp。 PWM_ON2=25。 EX0=1。 TH1=(6553550000)/256。 for(。 IR_direction()。 PWM_ON2=25。 ENA=1。 } }void tim(void) interrupt 1 using 1 //定時(shí)器0電機(jī)PWM調(diào)速{ static unsigned char count。 B2=0。}void timer1() interrupt 3//在循跡完以后的定時(shí) { TH1=(6553650000)