【正文】 生活的重要性。[3] 方建軍．何廣平．智能機(jī)器人[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．4648。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生活中最后階段的工作，是真正考驗(yàn)我們能力的一項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，在這個(gè)過程中我們認(rèn)真思考，努力發(fā)現(xiàn)解決在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題。在此，向所有關(guān)心和幫助過我們的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)表示由衷的謝意！衷心感謝你們的付出。畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，我會(huì)吸取畢業(yè)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在今后的學(xué)習(xí)工作中不斷進(jìn)步。 [5] 武慶生，仇梅．單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].電子科技大學(xué)出版，1998．12 [6] 滕志軍．基于超聲波檢測(cè)的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)[J]．今日電子，2006，(5):3234。讓我知道做任何事情都應(yīng)腳踏實(shí)地，刻苦努力地去做。同時(shí)，在圖書館里、網(wǎng)上查閱資料，攻克了畢業(yè)設(shè)計(jì)中的道道難題。躲避障礙物子程序流程圖。當(dāng)檢測(cè)到金屬鐵片時(shí)，產(chǎn)生中斷，進(jìn)行聲光提示。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑中斷程序（探測(cè)金屬和測(cè)量里程）、躲避障礙物子程序構(gòu)成。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。 H型全橋式驅(qū)動(dòng)電路4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)(Programming)是指設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試程序的方法和過程。當(dāng)全部關(guān)斷時(shí)，電機(jī)將自由滑行[8]。因此，汽車后輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾元件產(chǎn)生個(gè)脈沖，將其送入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)小汽車車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)，轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的正負(fù)方波總長(zhǎng)度，即是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期T。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓(相對(duì)于地電位)，使三極管導(dǎo)通，此時(shí)OC門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)稱為開。(5) 第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。它根據(jù)照射在它上面的光線的強(qiáng)弱，阻值發(fā)生變化，輸出電壓隨之變化。 LM2907N原理框圖將LM2907N的8腳接到單片機(jī)輸入口?？梢姼淖兛刂贫说目刂齐妷褐悼梢愿淖兩舷掠|發(fā)電平值。一般可以把 LM555 電路等效成一個(gè)大放電開關(guān)的RS 觸發(fā)器。 LM555 時(shí)基電路內(nèi)部由分壓器、比較器、觸發(fā)器、輸出管和放電管等組成，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。利用超聲波的特性，可做成各種超聲波傳感器，結(jié)合不同的電路，可以制成超聲波儀器及裝置，在通訊、醫(yī)療及家電中獲得廣泛應(yīng)用。振蕩器通過傳感器的感應(yīng)面，在其前方產(chǎn)生一個(gè)高頻交變的電磁場(chǎng)?？刂破湎蜃筠D(zhuǎn)。當(dāng)小車在白色地面行駛時(shí)，裝在車下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線信號(hào)， 經(jīng)白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號(hào)，輸出低電平，經(jīng)LM306電壓比較器送單片機(jī)控制。二是系統(tǒng)配置，既要按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器﹑打印機(jī)﹑A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等，又要設(shè)計(jì)合適的接口電路。3系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)（SCM）是單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microputer）的簡(jiǎn)稱。(3) 方案三：采用H型脈沖寬度調(diào)制（PWM）全橋式驅(qū)動(dòng)電路。在齒輪箱中安裝透射式光電開關(guān)，測(cè)出變速齒輪的每秒轉(zhuǎn)速，用變速比和車輪周長(zhǎng)計(jì)算出線速度，積分求行駛里程。故不予采用。(2) 方案二：采用LCD1602液晶顯示器。當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流很小。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、國(guó)防、醫(yī)學(xué)等方面。(1) 方案一：采用激光傳感器探測(cè)障礙物。它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測(cè)裝置，可用于檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制等。所以本設(shè)計(jì)采用方案三。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。下面幾種方案是根據(jù)本原理設(shè)計(jì)的。但對(duì)輸入輸出都是模擬量的小裝置，假如采用數(shù)字化方案，則要先用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)過數(shù)字電路處理后，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模+擬量。2智能電動(dòng)小車的總體設(shè)計(jì)方案 (1) 方案一：采用AT89C51單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點(diǎn)是向外部接口電路擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)Microputer完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計(jì)數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時(shí)器)﹑高速I/O口﹑計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)顯示時(shí)間、速度、里程，具有自動(dòng)尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法及測(cè)試結(jié)果分析。內(nèi)江師范學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)目 錄1緒論 1 1 12智能電動(dòng)小車的總體設(shè)計(jì)方案 3 3 4 5 避障模塊 6 6 7 7 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 83系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 9 9 檢測(cè)金屬片電路 11 檢測(cè)障礙物電路 11 16 16 18 194 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 21 程序設(shè)計(jì) 21 21 探測(cè)金屬程序設(shè)計(jì) 22 測(cè)量里程程序設(shè)計(jì) 23 23結(jié)束語(yǔ) 25參考文獻(xiàn) 26附錄A 源程序 27附錄B 總硬件圖 33致謝 34畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。第三代單片機(jī)包括了Intel公司發(fā)展MCS51系列的新一代產(chǎn)品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452，還包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Jujutsu﹑OKI﹑HarriaMetra﹑ATMEL等公司以80C51為核心推出的大量各具特色﹑與80C51兼容的單片機(jī)。所以本設(shè)計(jì)與生活實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)。采用數(shù)字電路對(duì)外圍探測(cè)軌跡信號(hào)，檢測(cè)金屬信號(hào)，避障信號(hào)，尋找光源信號(hào)分部進(jìn)行處理。利用這個(gè)原理，可以控制電動(dòng)小車行走的路跡。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。因此本方案易于實(shí)現(xiàn)，也比較可靠。接近開關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。根據(jù)上述要求，提出下列方案。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生明顯反射，形成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。光敏電阻是用光電導(dǎo)體制成的光電器件，又稱光電管，它是基于半導(dǎo)體內(nèi)光電效應(yīng)工作的。缺點(diǎn)是只能顯示0～9的數(shù)字和一些簡(jiǎn)單的字符，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，且占用空間。但該方案受電池電量、路面介質(zhì)等因素的影響，在大多數(shù)情況下均暴露出誤差較大的缺點(diǎn)。(3) 方案三：采用透射式光電開關(guān)。缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢，易損壞，壽命較短，可靠性不高。綜合三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，決定選擇方案三。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定時(shí)/記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。紅外發(fā)光二極管發(fā)射一定強(qiáng)度的紅外線照射物體，紅外光敏三極管在接收到反射回來(lái)的紅外線后導(dǎo)通，發(fā)出一個(gè)電平跳變信號(hào)?？刂破湎蛴肄D(zhuǎn)；如果右方向偏離黑線，則左側(cè)的探頭就會(huì)檢測(cè)到黑線，把信號(hào)傳送到單片機(jī)，進(jìn)行處理校正。振蕩器即是由纏繞在鐵氧體磁芯上的線圈構(gòu)成的LC振蕩電路。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減。 超聲波發(fā)射電路該電路用到時(shí)基電路LM555。8腳為電源（VCC），1腳為地（GND）。如果在控制端CV加上控制電壓VC，這時(shí)上觸發(fā)電平就變成VC值，而下觸發(fā)電平則變成 1/2VC。，LM2907N的引腳功能如下： ① 腳（F）和11腳（IN）為運(yùn)算放大器／比較器的輸入端；② 腳接充電泵的定時(shí)電容（C1）；③ 3腳接充電泵的輸出電阻和積分電容（R1/C2）； ④ 4腳（IN+）和10腳（UF1）為運(yùn)算放大器的輸入端；⑤ 5腳為輸出晶體管的發(fā)射極（U0）；⑥ 8腳為輸出晶體管的集電極，一般接電源（UC）； ⑦ 9腳為正電源端（VCC）； ⑧ 12腳為接地端（GND）； ⑨ 6，7，13，14腳未用。為了檢測(cè)光線的強(qiáng)弱，我們?cè)谛≤囎笄胺健⒂仪胺郊恿?只光敏傳感器，即光敏電阻。(4) 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選指令寄存器。在輸入端輸入電壓VCC，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差HV輸出，該HV信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到OC門輸出。每經(jīng)過一對(duì)N、S極，就出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波或一對(duì)正、負(fù)方波。當(dāng)全部導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)處于剎車狀態(tài)。IN1IN4輸入引腳為標(biāo)準(zhǔn)TTL 邏輯電平信號(hào)，用來(lái)控制H橋的開與關(guān)即實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，ENA、ENB引腳則為使能控制端，用來(lái)輸入PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。(5) 模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。當(dāng)檢測(cè)到障礙物時(shí)，調(diào)用躲避障礙物子程序，達(dá)到躲避障礙物的目的。單片機(jī)控制小車后退并左轉(zhuǎn)，若左轉(zhuǎn)不能避開障礙物，則右轉(zhuǎn)，直到避開障礙物。通過網(wǎng)上找資料、理清了思路。同時(shí)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也使我受益匪淺。[4] 張立．電子世界[M]．電動(dòng)小車的循跡，2004．3031。在這 過程中我們體會(huì)到一分耕耘一封收獲的道理。內(nèi)江師范學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)理與信息工程學(xué)院《單片機(jī)原理及應(yīng)用》期末課程設(shè)計(jì)——單片機(jī)智能電動(dòng)小車設(shè)計(jì)3