【正文】 當(dāng)不 錯(cuò)的 USB 轉(zhuǎn)串口芯片。當(dāng)三個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)（障礙物較大）接收部分的傳感器，就能根據(jù)反射回來的紅外線進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整，從而使小車的運(yùn)行軌跡達(dá)到自動(dòng)避障的目的。傳感器采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成，輸出信號(hào)經(jīng)施密特電路整形，穩(wěn)定可靠 。 其最大檢測(cè)距離往往和被檢物的尺寸、形狀、顏色及表面狀態(tài)有關(guān)。 光電傳感器是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無的 [15]。 所以將 L297 與 L298n 同時(shí)相連組成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，無論對(duì)硬件的系統(tǒng)集成和控制軟件，都是省時(shí)省力的事，因?yàn)榻M合后每只步進(jìn)電機(jī)只需步進(jìn)脈沖、正反轉(zhuǎn)兩個(gè)信號(hào)便行。 本設(shè)計(jì)中選用的是 42HS02 型 兩相四線步進(jìn)電機(jī)，它 有 多 種控制方式 ，本設(shè)計(jì)中采用的是 雙二拍整步方式，即采用通電次序兩相，四拍： (+A)(+B)(A)(+B)(A)(B)(+A)(B)— 。 但是，這種電機(jī)也有自身的缺點(diǎn)。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 圖 36 單片機(jī)穩(wěn)壓電路圖 步進(jìn)電機(jī)介紹 步進(jìn)電機(jī)的概述 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu) [9]。 AMS1117 的片上微調(diào)把基準(zhǔn)電壓調(diào)整到 %的誤差以內(nèi)，而且電流限 制也得到了調(diào)整，以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。 Y1 也可以采用 6MHz 或者 ，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振， 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。 單片機(jī)選用 目前應(yīng)用 廣泛的單 片機(jī)為 51 系列單片機(jī)， 89C52 單片機(jī)的內(nèi)部 RAM、 ROM 要大于 89C51 單片機(jī)，能允許更大的程序運(yùn)行，并且其它一些指標(biāo)要優(yōu)于后者，故本設(shè)計(jì)選用了前者作為主控制芯片。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。 其主要特點(diǎn)如下 : （ 1）片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小 :原因是受集成度的限制。因此還可以讓小車設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)循跡與避障兩個(gè)功能，讓小車在接收傳感器反饋信號(hào)的情況下，完成預(yù)想的任務(wù)。 其次，單片機(jī)包括很多種類，在大致了解單片機(jī)之后應(yīng)該為設(shè)計(jì)選擇一款合適的單片機(jī)，之后再對(duì)這款單片機(jī)經(jīng)行深入研究，了解這款單片機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)與內(nèi)部構(gòu)造，才能知道單片機(jī)與其他芯片的連接方法。它是用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的微電動(dòng)機(jī) ，它最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制及制動(dòng)等，并且用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非常可行，因此在打印機(jī)等辦公自動(dòng)化設(shè)備以及各種控制裝置等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。 （ 2） 位置誤差不會(huì)積累 。 關(guān)鍵詞： STC89C52；步進(jìn)電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ；循跡；避障 Stepping motor vehicles drive system design based on SingleChip Microputer Abstract This design with STC89C52 SCM smallest system as the core, designed a two phase fourwire stepping motor drive circuit. The whole system by single chip microputer control stepping motor drives the output signal, to control the motion of the stepper motor, and realizes the car to walk. Articles including the stepper motor are turning, inversion, acceleration, deceleration, these basic rotation, and on this basis at the same time control two stepper motors, implement the car move forward, backward, turn left and turn right. And add some on the car sensor module, MCU to normal driving stepping motor, drive car corresponding tasks at the same time, according to the feedback of sensor module, the correction unceasingly, until the task to realize the car tracking and obstacle avoidance function. At this point to prove the feasibility of the designed driver circuit. Not only included in the article based on step motor drive circuit of single chip microputer extended circuit, also included for MCU power supply 5 v voltage regulator circuit analysis and design, and make the microcontroller serial port and the puter USB interface directly municate superior mechanical and electrical design of the road. Keywords: STC89C52。整個(gè)系統(tǒng)通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小車的行走動(dòng)作。 tracking。 步進(jìn)電機(jī)的品種規(guī)格很 多 ， 按照它們的結(jié)構(gòu)和工作原理可以劃分為磁 阻式 (也稱反應(yīng)式或變磁阻式 )電機(jī)、混合式電機(jī)、永磁式電機(jī)和特種電機(jī)等四種主要型式?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而精確地控 制轉(zhuǎn)動(dòng)角度；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的正反與速度及兩個(gè)電機(jī)之間的協(xié)調(diào)配合，從而達(dá)到控制目的。 經(jīng)過 20 多年的推廣與發(fā)展， 51 系列單片機(jī)形成了以個(gè)規(guī)模龐大、功能齊全、資源豐富的產(chǎn)品群。系統(tǒng)軟件 (如 :程序指令 ,常數(shù) ,表格 )固化在 ROM 中，不易受病毒破壞。例如工廠流水線的智能化管 理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。它的主要功能特性如下 [6]： MCS51 指令系統(tǒng) 可反 復(fù)擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 個(gè)雙向 I/O 口； 內(nèi)部 RAM； 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷； 024MHz； 個(gè)串行中斷，可編程 UART 串行通道； 個(gè)外部中斷源，共 8 個(gè)中斷源； 個(gè)讀寫中斷口線， 3 級(jí)加密位； ，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。但只有信號(hào)不能驅(qū)動(dòng)外加模塊，因此在外接引腳的旁邊另接一排同樣數(shù)量引腳的排母，并且接 5V 的電源，與同樣數(shù)量的接地的排母。對(duì)于固電壓版本，可采用更小的電容，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定。 步進(jìn)電機(jī)也是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 3．沒有角累積誤差。 SA 通電時(shí) A 磁極接通，產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引轉(zhuǎn)子 2 靠近磁極 A；之后 SA 斷開， SB 接通，產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引轉(zhuǎn)子 3 靠近磁極 B；接著 SB斷開， SC 接通產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引轉(zhuǎn)子 4 靠近磁極 C，周而復(fù)始電機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì) 常用的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片有兩種，一種是 L297，另一種是 L298n[14]。在電路圖中 in in2 與 in3 是分別接收由單片機(jī)輸出的信號(hào)的端口， in1 接收使能控制信號(hào)， in2 接收方向控制信號(hào)， in3 接收時(shí)鐘控制信號(hào)， in in2 與 in3 分別與單片機(jī)的 P1^0、P1^ P1^2 口相連。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。 被檢物與背景的色差如何周圍環(huán)境光強(qiáng)如何，是否存在自然光或人工照明檢測(cè)線路上是否有灰塵，灰塵會(huì)大大減小光電傳感器的檢測(cè)距離。如圖 310 所示。 上位機(jī)電路設(shè)計(jì) 對(duì)于一些需要計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通信的場(chǎng)合來說，電腦的串口非常重要，例如很多設(shè)備都必須采用串口和電腦端軟件連接，很多電路模塊可以非常直觀方便地利用串口調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)試，很多儀器必須通過串口進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換 [17]。為了防止高速信號(hào)在端口附近產(chǎn)生反射現(xiàn)象 , 需要在 USB 端口引腳 D1 和 D2 上分別接上一個(gè)阻值為 18Ω左右的終端匹配電阻。 3. 下載串口選擇。 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)小車 控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 } 方向控制子函數(shù)： void move_left(uint speed_l,uchar cw,uchar en) { speed=speed_l。 void timer1_serve() interrupt 3 { TH1=(65536100)/256。具體 具體程序見附錄Ⅰ。 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)小車 控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 開 始初 始 化啟 動(dòng) 小 車 前 行是 否 遇 到 障 礙前 方 有 障 礙避 前 方 障礙 子 程 序右 前 方 有 障 礙左 前 方 有 障 礙避 右 前 方 障礙 子 程 序避 左 前 方 障礙 子 程 序NY是 否 結(jié) 束NY結(jié) 束 圖 42 避障流程圖 第 5 章總結(jié)與展望 23 第 5 章總結(jié)與展望 總結(jié) 本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了 STC89C52 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，由電機(jī)的基本正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，到小車的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎，再到最后根據(jù)傳感器的反饋控制步進(jìn)電機(jī)小車進(jìn)行循跡與避障，并為實(shí)現(xiàn)這些功能設(shè)計(jì)了穩(wěn)壓電路與上位機(jī)電路，最終實(shí)現(xiàn)了任務(wù)。//左電機(jī)方向控制位 sbit clk_left= P1^2。 //延時(shí)函數(shù) //////////////////變量定義 //////////////////////////////////////////////// uint n。}} } /*******************************/ void timer1_init() { TMOD=0X10。 } else { cw_left=0。 } } void main (void) { delay(10)。 clk_right=~clk_right。//右電機(jī)脈沖控制位 sbit ir_left=P2^5。//電機(jī)速度控制變量 /**************函數(shù)體 ******************************************/ void delay(unsigned int k) { unsigned int i,j。 EA=1。 } else { en_left=0。 while(1) { 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)小車 控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 if(ir_left==0amp。 delay(100)。ir_right==1) { move_left(15,0,1)。 clk_right=~clk_right。//右電機(jī)脈沖控制位 sbit ir_left=P1^6。//進(jìn)定時(shí)器 1 中斷次數(shù)計(jì)數(shù) uint speed。 ET1=1。 } if(en==1) { en_left=1。 timer1_init()。 } if(ir_left==0amp。amp。ir_mid==1amp。amp。ir_right==1)//前有障礙，右轉(zhuǎn) 基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)小車 控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 { move_left(15,0,1)。 move_right(15,1,1)。 } } } void timer1_serve() interrupt 3 { TH1=(65536100)/256。 the same time you can control the pulse frequency to control the motor rotation speed a