【正文】 所示。 高低壓控制在一點程度上改善了震動和噪音，第一次提出細分控制步進電機的概念，同時也提出了停止時電流減半的工作模式。數(shù)據(jù)包格式如表 所示： 表 數(shù)據(jù)包格式 Packet format 起使標志位 下位機地址 操作命令 數(shù)據(jù)長度 數(shù)據(jù)內(nèi)容 和校驗 結束標志 起始標志位 :1 個字節(jié) 分機地址 : 1 個字節(jié) 命令 / 數(shù)據(jù) : 1 個字節(jié) 數(shù)據(jù)長度 : 1 個字節(jié) 數(shù)據(jù)內(nèi) 容 : n 個字節(jié) 和檢驗 : 2 個字節(jié) 結束標志位 : 1 個字節(jié) 電機驅(qū)動方式 電機主要分交流電機和直流電機兩大類，驅(qū)動方式有直流直接驅(qū)動，交流直接驅(qū)動，直流變頻驅(qū)動和交流變頻驅(qū)動。 （ 2）有兩個單獨的移位寄存器，輸入 /輸出移位寄存器。 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 23 圖 單片機引腳圖 Pin diagram 二 、通訊方式 異步模式（ UART）的選擇 MSP430F149 單片機支持兩種不同的串行協(xié)議，異步通信（ UART）協(xié)議和同步通信（ SPI）協(xié)議。在地址位多機模式中地址位包括在校驗計算中。 USART 的硬件構成： MSP430F149 的串行通訊模塊的作用主要是實現(xiàn)對外通信，它可以實現(xiàn)異步通信和同步通信兩中通訊功能。 第四步：單片機計算 echo 端高電平的時間，計算距離并顯示。 } unsigned int Distance(void) { unsigned char Data_H,Data_L。 輸出的距離值共兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是距離的高 8 位（ HDate），第二個字節(jié)為距離的低 8 位（ LData），單位為毫米 [9]。它們的定義如下： 1 號 Pin：接 VCC 電源（供電范圍 ~）。 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 14 繼電器 在本設計中采用的是 HK4100F 型繼電器。具有 12 位的模數(shù)轉換器可以得到很高的精度，并且省去了使用專門的模數(shù)轉換器給設計電路板帶來的麻煩。 端口 P1 和 P2 的所有 8 位對外部事件的中斷處理完全實現(xiàn)。然后對 JTAG進一步的訪問完全不可能。 引導裝載程序的功能：將外部設備寄存器或存儲器中的數(shù)據(jù)施加并發(fā)送到引腳 上 (BSLTX)。 表 列出了 六種運行模式由軟件配置 下的運行模式 ： 表 單片機的運行模式 The operation mode of SCM 低功耗模式0 低功耗模式1 低功耗模式 2 低功耗模式 3 低功耗模式 4 CPU 關閉 CPU 關閉 CPU 關閉 CPU 關閉 CPU 關閉 ACLK、SMCLK 活動 ACLK、SMCLK 活動 MCLK、FLL+，DCOCLK關閉 MCLK、FLL+，DCOCLK關閉 ACLK、 MCLK、 FLL+，DCOCLK 關閉 MCLK關閉 MCLK關閉 DCO 的直流發(fā)生器保持 活動， ACLK 保持活動 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 11 若未使用DCO，則自動關閉 ACLK 保持活動 CO 的直流發(fā)生器關閉，晶體振蕩器停止 MSP430F149 單片機的地址分配如下表 所示： 表 單片機地址分配 Table MCU address allocation 地址 7 6 5 4 3 2 1 0 00h UTXIE０ URXIE０ ACCVIE NMIIE OFIE WDTIE rw0 rw0 rw0 rw0 rw0 rw0 WDTIE：看門狗定時器中斷使能信號。 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 7 ULN20xx 的電氣特性如表 所示 ： 表 ULN20xx 的絕對最大額定值及電氣特 性 Table The electrical characteristics of the absolute maximum ratings of the ULN20xx 特點 符號 等級 單位 輸出電流（最大值） IOUT 500 毫安 工作溫度 ? OPR 85 攝氏度 工作溫度 ? OPR 40 攝氏度 儲存溫度（最大） ? 英鎊 150 攝氏度 儲存溫度（最小值） ? 英鎊 55 攝氏度 輸出擊穿電壓 V CE（ SUS） 50 V 特點 條件 單位 等級 直流電流增益（最 小值） ? FE 1000 單位 V IN（ ON）（最大值） VIN（ ON） 24 V IN（ ON）（最小值） VIN（ ON） V 推薦系統(tǒng)電源電壓（最大值） V IN（推薦） 24 V 推薦系統(tǒng)電源電壓（最小值） V IN（推薦） 0 V 輸入 5VTTL 電平，輸出可達 500mA/50V。 ULN20xx 實物圖如圖 所示： 圖 ULN20xx 實物圖 ULN20xx physical map ULN20xx的每一對復合三極管都串聯(lián)一個 2700歐姆的基極電阻 ,在 5V 的工作電 壓下它能與 “晶體管 晶體管邏輯電路 ”和 “金屬 氧化物 半導體結構的晶體管構成的集成電路 ”直接相連，它能夠處理原本需要用標準邏輯緩沖器來緩沖處理的數(shù)據(jù)。 論文結構安排 第 1 章，緒論。 可移動的智能機器人自適應能力強，高度的自規(guī)劃能力和較強自組織能力使其性能強勁，操作方便，在沒有人類的干預和擾動條件下，不用特定環(huán)境和外部因素的改變，就能夠在初始設定中有效的完成設計時的目標，完成任務。它可以作為人類勞動成產(chǎn)中的主要力量，可以在很大程度 上幫助人們減輕工作負擔，減小工作量；不會危及到人類的安全，在人類不適宜去到的環(huán)境下可以驅(qū)使只能小型機器人代替人類涉足，將信息傳回人類所能接受到的媒介中，使人總結并得出應有的結論。若司機沒有采取措施，汽車便會制自行制動，避免發(fā)生危險。什么是智能呢？職能作為新時代的產(chǎn)物，被定義為“它 能夠按照人類預先給定的模式，在某個特定的環(huán)境和條件下自動運行，不需人為的管理，就可以完成預期所想要達到的或者是更高級的目標。對將來步入社會都起 著舉足輕重的作用。 畢業(yè)設計 基于超聲波的智能避障小車的研究與設計 基于超聲波的智能避障小車的研究與設計 摘 要 在這個智能普及的時代，智能小車也逐漸吸引著高校學生和研究工作者們的眼球。比較考驗本人的知識融合能力以及動手操作的實踐能力。 在進入 21 世紀以來，世界發(fā)展的總體大方向是“智能”。在頂尖的汽車中，都會應用到超聲波的智能避障，當汽車與障礙物之間的距離小于一定距離的時候，系統(tǒng)就會提示車主，讓車主做出相對應的處理措施。 機器人是現(xiàn)代社會的發(fā)展產(chǎn)物，是人類文明進步的標志，是世界發(fā)展史上的一個重要的里程碑。其被開發(fā)出的主要目的就是完成一些危險的，費時費力的，一些對人們正常生活有障礙的工作，此時，智能避障小車就能很好的去完成這些工作，并達到預期的目的，障礙物檢測是智能移動機器人、智能汽車對周邊環(huán)境感知技術研究 領域中的重要方面。 智能避障小車也會在倉庫管理等方面有廣泛的應用，設計并實現(xiàn)智能避障小車的控制算法，在 鍛煉學生動手能力、提高學生理論聯(lián)系實際能力的同時，可以為工程實踐積累經(jīng)驗。 小車車輪 2 個 本設計中小車的車輪如圖 所示： 圖 小車車輪實物圖 The car wheel physical map 萬向輪 1 個 本設計中小車轉彎是由如圖 所示的萬向輪控制的： 圖 小車萬向輪 The car wheel 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 6 亞克力 TT 電機支架 4 個 銅柱 4 個與 螺絲 3X6MM 8 個（固定萬向輪） 螺絲 3X30mm 4 個 螺帽 3mm 4 個 （ 固定電機 ） ULN20xx 復合晶體管 IC—ULN20xx 是高耐壓、大電流復合晶體管陣列，由七個硅 NPN 復合晶體管組成 [3]。可直接驅(qū)動繼電器等負載 [5]。一個中斷事件可以將芯片從五種低功耗模式中的任何一種模式中喚醒，請求服務并在從中斷程序返回時恢復低功耗模式 [7]。引導裝載程序只能在 F 版本的器件上使用。安全熔絲燒斷是不可逆的 。任何輸入輸出和中斷 條件的組合都是可能的。 ④ 12 位 ADC，具有內(nèi)部參考電壓源，并且具有采樣、保持、自動掃描等功能。 ⑨ 雙串口 ⑩ 支持超小型封裝： 64PQFP、 64PQFN。板上有兩個半徑為 1mm 的機械孔，如圖 所示 : 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 18 圖 US100 超聲波測距模塊尺寸圖 US100 ultrasonic ranging module size map 從左到右依次編號 1， 2， 3， 4， 5。 串口觸發(fā)測距工作原理 在模塊上電前，首先插上模式選擇跳線上的跳線帽，使模 塊處于串口觸發(fā)模式。 return RXBUF0。 第三步：如果有信號返回，模塊 echo 端輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā) 射到返回的時間 [11]。 單片機串口配置 一、 MSP430 的串口通訊模塊（ USART） 由于本設計解決的是串口通訊問題，所以通信的基本原理是利用 MSP430 的串口通訊模塊（ USART）來實現(xiàn)單片機和 PC 機之間的串口通信 [12]。該位為 0 不允許校驗；為 1 時，允許校驗，且在發(fā)送時產(chǎn)生校驗位，在接收時希望接收到校驗位。該位為 0 表示發(fā)送的數(shù)據(jù)為 7 位，該位為 1 時表示發(fā)送的數(shù)據(jù)為 8 位。 單片機的主流程序如下圖 所示： 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 24 圖 單片機主流程序圖 The main MCU program diagram 下面是 UART 通信的一些特點： 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 25 （ 1）異步通訊模式，包括線路空閑 /地址位通信協(xié)議。數(shù)據(jù)格式采用數(shù)據(jù)包的形式，一次傳輸一組數(shù)據(jù)。 且危險系數(shù)較高。因此添加了繼電器以及 ULN20xx 來間接控制電機的轉動，并且成功的驅(qū)動小車前進。因為單片機的輸出電壓為3V，不能夠驅(qū)動電機正常運作，而繼電器又能完美的達到預想的目的，所以采用本繼天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 29 電器。 圖 HK4100F 電磁繼電器驅(qū)動原理圖 HK4100F electromagic relay drive schematic 電機 直流電機是實現(xiàn)直流電能和機械能相互轉換的一種旋轉電機，分為直流發(fā)電機和直流電動機。因為單片 機的輸出電壓較低，難以驅(qū)動本電機。已經(jīng)達到我們最初設計的目的。 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 33 圖 小車在障礙物距離小于 20CM 時進行自動避障實際效果圖 Car automatic obstacle avoidance effect diagram in obstacle distance is less than 20CM 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 34 第五章 結論 從去年的 11 月開始，就著手開始了大學四年最后的一件重要的事情：畢業(yè)設計。 本次設計中超聲波避障小車的實物主 體框架由劉繼偉老師負責指導完成，包括硬件電路的設計與焊接和最初的組裝，程序軟件上的編寫主要是靠自己的閱讀和實驗調(diào)試修改。不禁使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理 。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 3）其它