【正文】 高， [10]很適合 52單片機(jī)這種低功耗的開發(fā)板。 MOTOR_IN11=OFF。 //直流電機(jī)瞬間倒轉(zhuǎn)前做停止延時(shí)操作 } CAR_STATE=ON。 delay_ms(300)。 BACK_FLAG=OFF。 MOTOR_IN12=ON。 check()中，主要做兩件事，一件。 合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 39 MOTOR_IN22=ON。 break。 MOTOR_IN11=ON。 MOTOR_IN12=OFF。 MOTOR_IN21=ON。可以通過串口發(fā)送指令到藍(lán)牙模塊以便設(shè)置 SPPCA模塊的內(nèi)部參數(shù)及屬性， SPPCA模塊的主要指令如下表（發(fā)送 AT指令時(shí)需要加回車換行）： 表 34 SPPCA藍(lán)牙串口模塊指令表 功能 指令 響應(yīng) 參數(shù) 測(cè)試指令 AT OK 無 模塊復(fù)位（重啟） AT+RESET OK 無 獲取版本號(hào) AT+VERSION +VERSION=Param OK Param:版本號(hào) 合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 35 恢復(fù)默認(rèn)狀態(tài) AT+DEFAULT OK 無 查詢藍(lán)牙地址碼 AT+LADDR +LADDR=Param OK Param:地址碼 默認(rèn)地址碼： “ AA:BB:CC:11:22:33” 設(shè)置藍(lán)牙地址碼 AT+LADDRParam OK 查詢?cè)O(shè)備名稱 AT+NAME +NAME=Param OK Param:藍(lán)牙設(shè)備名稱 默認(rèn)名稱“ SPPCA” 設(shè)置設(shè)備名稱 AT+NAMEParam OK 查詢模塊角色 AT+ROLE +ROLE=Param OK Param:參數(shù)取值如下： 0 從角色（ Slave） 1 主角色（ Master） 默認(rèn)值： 0 設(shè)置模塊角色 AT+ROLEParam OK 查詢配對(duì)碼 AT+PIN +PIN=Param OK Param:配對(duì)碼 默認(rèn)值：“ 1234” 設(shè)置配對(duì)碼 AT+PINParam OK 查詢串口波特率 AT+BAUD +BAUD=Param OK Param:波特率 1— 1200 2— 2400 3— 4800 4— 9600 5— 19200 6— 38400 7— 57600 8— 115200 9— 230400 A— 460800 B— 921600 C— 1382400 默認(rèn)： 4— 9600 設(shè)置串口波特率 AT+BAUDParam OK 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 下位機(jī)的程序開發(fā)環(huán)境為 Keil uVision4，開發(fā)語言為 C52。 直流電機(jī)的兩個(gè)端口的電壓不同，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式不同。模擬量經(jīng)過 PCF8591轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)濃度的公式為： co=co*4。 _Nop()。 //發(fā)送結(jié)束條件的時(shí)鐘信號(hào) SCL=1。 _Nop()。 _Nop()。 PCF8591具有 4個(gè)模擬輸入、 1個(gè)模擬輸出和 1個(gè)串行 I178。 dat = DQ1。 _nop_()。 _nop_()。 DQ1=1。本次課題因?yàn)榫偷厝〔牡木壒?，設(shè)計(jì)之初選擇了溫濕度傳感器 DHT11，但是通過查找手冊(cè)發(fā)現(xiàn) DHT11檢測(cè)溫度的范圍在 0~50℃ ， [7]不符合實(shí)際檢測(cè)溫度的范圍要求，但是 DHT11對(duì)于濕度的檢測(cè)范圍符合要求，所以 DHT11的工作主要是檢測(cè)濕度，而溫度的檢測(cè)則使用檢測(cè)范圍更大的 DS18B20， DS18B20的測(cè)量范圍為 55℃ ~+125℃ 。 （ 6）串行口 片內(nèi)包含了一個(gè) 全雙工的串行口，有 4中工作方式，串行口一般是用來進(jìn)行串口通信的，但是也用來擴(kuò)展并行 IO口，和多機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。 別看 這塊芯片很小，但是 它 具備了計(jì)算機(jī)所需的 大部分屬性，因此 其 也被稱 為單片微 小 型計(jì)算機(jī)。amp。 zuo2=0。//pwm調(diào)速 you1=0。 當(dāng)照在 黑色路面 ( ( 避障 時(shí)為前方 無障礙物 ) ) ， out 輸出高電平 1 。 in3=0。 in3=0。 sbit in3=P1^6。} //標(biāo)志位 n值賦值 0， 響應(yīng)結(jié)果是控制小車 停止 If(S20) //如果 測(cè)量距離小于 20厘米 {n=1。 while(ECHO)。 } 以上 為 US級(jí) 的延時(shí)函數(shù) ， 因?yàn)榫д竦臑?， 一個(gè)機(jī)器周期大概為 1us。（ 超聲波在空氣中的傳播速度大概 為 340m/s ， 根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄 出 的時(shí)間 t， 就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 s， 即： s=340t/2 ）。 //低位 合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 10 if(countangle)//判斷 次數(shù)是否小于角度標(biāo)識(shí) pwm=1。// 晶振， ET1=1。 、 控制原理 ： 舵機(jī)的控制信號(hào)周期為 S 為 20MS 的脈寬調(diào)制 （ PWM ） 信號(hào) ， 其中脈沖寬度( ( 占空比 ) )從 , 與之 相對(duì)應(yīng)的舵盤位置為 0 － 180 度 ， 呈線性 的 變化 。 。 )、測(cè)試 供電 電壓 選擇 (V)及 私服 舵機(jī) 重量 (g)等基本 參考 資料。微型 私服 舵機(jī)內(nèi)部 大 多數(shù)都是塑料齒 的 ， 9g 私服 舵機(jī)有金屬齒的型號(hào) 也有 塑料齒型號(hào)的 ，扭力 一般 比 塑料齒的要大些。電源 電壓 有兩種規(guī)格，一 種 是 ，另一個(gè) 是 ，分別有 不同的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)，即輸出力矩大小 不同， 對(duì)應(yīng) 力矩 的要大一些 ，更 強(qiáng)勁 一些 ，具體看應(yīng)用條件 （本 設(shè)計(jì)舵機(jī)用來帶動(dòng)超聲波 來回轉(zhuǎn)動(dòng)掃描，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的要求沒有那么高， 足夠了） ；另外一根 信號(hào)線是控制信號(hào) 線， Futaba 的一般為白色 的 ， JR 的一般為桔黃色 信號(hào)線 。 開發(fā)環(huán)境簡介 上位機(jī) 程序?qū)儆?Android 應(yīng)用程序的開發(fā)。 單 片 機(jī) 超聲波 傳感器 紅外 循跡傳感器 1 紅外 循跡傳感器 2 舵機(jī)轉(zhuǎn)向 電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊 左 電機(jī) 右電機(jī) 合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 3 第二章 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)需求分析 對(duì) 本系統(tǒng)整體思路的考量 可知 ， 發(fā)現(xiàn)玩具 小車在開發(fā)小孩 智力 方面有著非常重要的作用 。 還有其他 領(lǐng)域?qū)Τ暡▊鞲衅鲬?yīng)用的比較廣泛 ，未來 玩具 智能化是必然的社會(huì)趨勢(shì)！ 關(guān)鍵詞： STC12C5A60S2；傳感器； 舵機(jī) ；距離感知 II Design and implementation of automatic toy car system based on distance perception ABSTRACT With continuous development and progress of the times, more and more office workers, parents didn39。 基于以上 傳感器設(shè)計(jì)的小車 ， 結(jié)構(gòu)簡單 成本較低 ， 設(shè)計(jì)的 空間巨大， 在 玩具 市場(chǎng)占據(jù)較大份額，所以 相關(guān)設(shè)計(jì) 較多 ，取材容易。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與基本組成 本 小車 系統(tǒng) 的具體設(shè)計(jì)思路非常簡單 ， 控制芯片 選用 型號(hào)為 STC12C5A60S2 的 常用單片機(jī) ，傳感器 主要用到超聲波傳感器 HCSR04 和紅外循跡傳感器 E18D50NK， 還有 一個(gè)舵機(jī)伺服器 Futaba S3003，還有 一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 L298N 和 穩(wěn)壓模塊 78M05 集成在一起的 模塊，以下 下統(tǒng)一稱為 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊 ， 基本設(shè)計(jì) 思路非常簡單， 2 個(gè) 外循跡傳感器 E18D50NK 分別安裝在 小車 最前端的左右兩邊，用來感知前方物體的方位，通過 細(xì)心的 調(diào)試，可以確保能感知前方的物體 一致性 ，正確性！ 超聲波 傳感器 HCSR04 安裝 在舵機(jī)伺服器 Futaba S3003 的轉(zhuǎn)盤上上面 通過 舵機(jī)轉(zhuǎn)盤的不斷左右 掃描 帶動(dòng)超聲波不斷的對(duì)前方的 物體 位置加以再次的判斷和卻 認(rèn) 達(dá)到更加 精確 的作出相應(yīng)的反應(yīng) ， 最后 將 單片機(jī)對(duì)信號(hào)的處理結(jié)果用軟件語言組織起來通過 IO 口 驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)作出 正確 的相應(yīng)， 可以畫出系統(tǒng)組成框圖 如下 圖 11 所示 ： 合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 2 圖 11 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 其中， 電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊還是整個(gè)系統(tǒng)供電模塊， 供電 能力 遠(yuǎn)遠(yuǎn) 滿足系統(tǒng)所需 功率 的 最大 要求 。 51 單片機(jī)的程序開發(fā)很方便，而且可用資源較多，完全具有開發(fā)下位機(jī)的能力。 圖 22 舵機(jī)外形 圖 合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 6 舵機(jī)組成 ： 一般來講， 私服舵機(jī)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu) 成，舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)、直流電機(jī)、控制電路等，如圖 圖 8 所示 圖 23 舵機(jī) 的組成示意圖 圖 24 舵機(jī)組成 私服 舵機(jī)的輸入線 總 共有三條，如圖 25 所示，紅色 信號(hào) 線 中間，是 舵機(jī) 電源線，一邊黑色的是 舵機(jī)地線，這兩 根 供電線給舵機(jī)提供最基本的電 保證，主要是 小型 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)消耗。小舵機(jī) 一般 被 稱為微型 私服 舵機(jī)，扭力都 相對(duì)較 小，市面上 所 見到的 ， ， ， 7g， 9g 等 私服 舵機(jī)指的是 私服 舵機(jī)的重量分別是多少克 重 ， 相應(yīng) 的 體積和扭力也是逐漸增大 的 。廠商所提供的 私服 舵機(jī)規(guī)格資料 中 ， 一般 都會(huì)包含 有 外形尺寸 大小 (mm)、 扭力 (kg/cm)、 速度 (秒/60176。在 時(shí)扭力 平均 為 、速度 平均 為 秒 /60176。但是如果連接 電路 像飛思卡爾之類的芯片 那樣 ， 由于飛思卡爾內(nèi)部帶有 PWM 模塊 控制 ， 可以直接輸出 PWM 信號(hào) 大小 ， 此時(shí)應(yīng)將 PWM信號(hào) 線 連于專用的 PWM 輸出引腳上。 TL0=0xa3。 //定時(shí) 器 0 高位重新 賦值，因?yàn)槎〞r(shí)中斷溢出導(dǎo)致寄存器的值清零 TL0=0xa3。具體的作法 為 超聲波發(fā)射器向某 個(gè) 方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)計(jì)時(shí)開始 ， 超聲波在空氣中傳播 過程中 ，途中碰到障礙物就立即返回來 一個(gè) 波 ， 超聲波接收器一旦 收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。 而且 不利于近距離的多個(gè)使用干擾很大！ 超聲波 模塊的編程 由 以上設(shè)計(jì) 基礎(chǔ) 之后可以很方便的編寫出相應(yīng)的代碼如下所示： void DelayUs2x(uchar t) { 合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 14 while(t)。//等待高電平 TR1=1。S20) //如果 測(cè)量的距離 在 2025CM之間 {n=0。 sbit in2=P1^5。 in2=1。 in2=0。 。 delay(105)。 zuo1=1。 } while((z==0)amp?？?操作性比較強(qiáng)！ 那單片機(jī) 具體 是什么呢？個(gè)人理解為 單片機(jī)就是在一塊 半導(dǎo)體 硅片上把 CPU， 各種 存儲(chǔ)器， 引腳 I/O等集成 在 一起成為一塊 可控 芯片，其中， CPU是單片機(jī)執(zhí)行 各種指令進(jìn)行控制和運(yùn)算的核心 ，存儲(chǔ)器是 協(xié)調(diào) CPU存儲(chǔ) 相關(guān) 信息的部件，單片機(jī) 與外部設(shè)備之間的控制 及數(shù)據(jù)傳輸是通過 引腳 I/O實(shí)現(xiàn)的。定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器部件可以在實(shí)際應(yīng)用中提高單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制能力。 （ 1）溫度與濕度 溫度與濕度是檢測(cè)是否構(gòu)成可燃性氣體爆炸的重要外界因素，所以需要選擇靈敏的傳感器 。 _nop_()。 圖 37 單總線讀時(shí)序 DQ1=0。 _nop_()。 _nop_()。小車開發(fā)板中自帶了 PCF8591，是 A/D和 D/A雙轉(zhuǎn)換器，這里只用到了 A/D轉(zhuǎn)換功能。 SCL=1。 //起始條件鎖定時(shí)間大于 4μ _Nop()。 //發(fā)送結(jié)束條件的數(shù)據(jù)信號(hào) _Nop()。 //發(fā)送 I2C總線結(jié)束信號(hào) _Nop()。 MQ2有 TTL和模擬量兩種輸出口，這里讀取模擬量的輸出口以便可以實(shí)時(shí)檢測(cè)氣體濃度。這里是通過 L9110合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系畢業(yè)論文 34 芯片對(duì) I/O進(jìn)行功率放大，然后間接控制直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車的控制。 SPPCA模塊可以直接將串口數(shù)據(jù)輸入輸出口 RX和 TX與 STC89C52RC的 TXD和 RXD相連，單片機(jī)向藍(lán)牙模塊傳輸數(shù)據(jù)時(shí)和串口操作相同，但是需要將兩者的波特率設(shè)置一致。 MOTOR_IN12=OFF。 MOTOR_IN11=ON。 //直流電機(jī)瞬間倒轉(zhuǎn)前做停止延時(shí)操作 } CAR_STATE=ON。 stop_car()。 MOTOR_IN21