【正文】 各個(gè)功能部件同時(shí)存在，小車在運(yùn)行的過程中只有一個(gè)功能模塊發(fā)揮作用，其余功能處屏敝狀態(tài)；在各個(gè)功能之間可通過人工切換。 6 當(dāng)給小車燒寫光敏電阻程序時(shí)通過刺激光敏電阻可以聽到小車滴滴的報(bào)警聲。 此外 Vision2 還只有極強(qiáng)的軟件環(huán)境，友好的操作界面和簡(jiǎn)單快捷的操作方法，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（ 1）豐富的菜單欄；（ 2）可以快色選擇命令按鈕的工具欄；（ 3）一些源代碼文件窗口；（ 4）對(duì)話框窗口；（ 5）直觀明了的信息顯示窗口。 這個(gè)工具套件足為專業(yè)軟件開發(fā)人員設(shè)計(jì)的，但任何層次的編程人員都可以使用，并獲得 80C51 微控制器的部分應(yīng)用。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編 譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil for C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 13 所示。根據(jù)小車的指示燈來判斷小車的運(yùn)行情況。間歇振蕩的頻率是由電路的參數(shù)決定的。與此原理相同的芯片還有 MAX20 AD 公司的 ADDt101 以及 SIL 公司的IC1232 芯片。電路圖示見圖 9，管腳定義見表 1。所以說當(dāng) 下 方的紅外發(fā)射出來的光線遇到物體時(shí)，就會(huì)形成反射的光線，而這個(gè)經(jīng)反射的紅外光線剛好被紅外接收探頭接收到。如圖 6 所示。若使用頻率為 6MHZ 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過 4微秒才能完成復(fù)位操作。 低功耗空閑和掉電模式 AT89C52有 40個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 在本次設(shè)計(jì)中小車只要求按照跑道行駛，跑道簡(jiǎn)單。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 23 電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 方案三： L9110 驅(qū)動(dòng)電路 ： L9110 是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片 IC 之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。 2）效率，高的效率不僅意味著節(jié)省電源，也會(huì)減少驅(qū)動(dòng)電路的 發(fā) 熱。 方案二：使用 CCD 傳感器來采集路面 信息。 2 方案論證 單片機(jī)選擇論證 按照題目要求，控制器主要用于控制電機(jī)，通過相關(guān)傳感器對(duì)路面的軌跡信息進(jìn)行處理，并將處理信號(hào)傳輸給控制器，然后控制器做出相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的前進(jìn)和后退，保證在允許范圍類實(shí)現(xiàn)蹺蹺板的平衡。民用方面，可以探測(cè)化學(xué)泄漏物質(zhì)，可以進(jìn)行地鐵滅火，以及在強(qiáng)烈地震發(fā)生后到廢墟中尋找被埋人員等。智能車輛在原有車輛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一些智能化技術(shù)設(shè)備 : (1)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，主要完成對(duì)來自攝像機(jī)所獲取的圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、分析、識(shí)別等工作 。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 8ｘ C152﹑ 80C51FA/FB﹑ 80C51GA/GB﹑ 8ｘ C451﹑ 8ｘ C452,還包括了 PHILIPS﹑SIEMENS﹑ ADM﹑ FUJUTSU﹑ OKI﹑ HARRIAMETRE﹑ 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)。 同時(shí)具有智能防撞功能。移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支，出現(xiàn)于 20世紀(jì) 06年代。主要包括 :巡航控制、車輛跟蹤系統(tǒng)、準(zhǔn)確泊車系統(tǒng)及精確機(jī)動(dòng)系統(tǒng)。 很明顯，我們要設(shè)計(jì)的小車是要能沿黑線跑道正常行駛，并在此基礎(chǔ)上，盡量提高小車行駛速度。 由此可見選用 AT89C52RC單片機(jī)。 在本次設(shè)計(jì)中， 由于光電傳感器下傳的就是光數(shù)字信號(hào)，與通信網(wǎng)絡(luò)容易接口，且傳輸過程中沒有測(cè)量誤差。該芯片采用 15 腳封裝。 方案二 PID 控制 PID 控制在比例控制的基礎(chǔ)上加入了積分和微分控制，可以抑制振蕩，加快收斂速度，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膮?shù)可以 有效地解決方案一的不足。 AT89C52 有 40個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 時(shí)鐘頻率 024MHz 復(fù)位操作方式 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF177。所以根據(jù)單片機(jī)電源減去二極管管壓降除以流過二極管電流，就可以得到所需要的電阻。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 供電電路：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)供電采用雙電源分別對(duì)電機(jī)和控制器供電。電平范圍是電路能夠安全可靠識(shí)別信號(hào)的電壓范圍。超外差原理利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號(hào)混頻，將輸入信號(hào)頻率變換為某個(gè)預(yù)定的頻率的電路。根據(jù)發(fā)射端調(diào)制載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。下面先從簡(jiǎn)單情形開始介紹最少拍控制器的設(shè)計(jì)。這時(shí)應(yīng)有 k n m?? （ 47） 這是過渡過程所能達(dá)到的最低極限節(jié)拍數(shù)，它規(guī)定了“最少拍”的極限數(shù)。 KeilC 51 集成開發(fā)環(huán)境的主要環(huán)境的主要功能是以下幾點(diǎn)： 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 （ 1） mVision2 for WindowsTM：是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理，源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的 Z1環(huán)境中。絕對(duì)地址目標(biāo)文件或模塊包括不可重定位的代碼和數(shù)據(jù)，所有的代碼和數(shù)據(jù)都被個(gè)在具體的存儲(chǔ)器單元中。小車行走時(shí)會(huì)通過, 的紅外接收探頭來進(jìn)行檢測(cè)。 通過一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì) ,從理論和實(shí)踐都證實(shí)了智能小車的研制與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的可行性。可以改進(jìn)為：用一個(gè)攝象頭把小車所要行走的區(qū)域拍攝下來然后經(jīng)過圖像的處理，把區(qū)域變成一張表格，再用一個(gè)二維數(shù)組來表示這張表格。本設(shè)計(jì)主要是把傳統(tǒng)智能循跡小車系統(tǒng)和可編程電子器件結(jié)合起來設(shè)計(jì)智能循跡小車系統(tǒng)，并通過人工智能算法實(shí)現(xiàn)一定的智能化的方法。, 分別通過 LG9110 電機(jī)驅(qū)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)電機(jī) 1 和電機(jī) 2。當(dāng)連接器處理一個(gè)庫時(shí)，僅僅使用了庫中程序使用的目標(biāo)模塊而不是全部加以引用。 KeilC51 mVision2 集成開發(fā)環(huán)境是 KeiSoftwre， lnc/KeilElektronikGmbH 開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺(tái)，內(nèi)以多種符合當(dāng)前工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具，可以完成從工和建立、管理，編譯，連接，目標(biāo)代碼的生成，軟件訪真，硬件訪真等完整的開發(fā)流和。將式（ 44）代入 D(z)表示式，得 )]([ )()(1)(1 )()(1)( zFz zFzGzH zHzGzD k ?????? （ 45） 如果 m和 n分別為對(duì)象和保持器的組合脈沖傳遞函數(shù) G(z)的分子和分母的階次，l 為式（ 45）中 F(z)的階次，要使 D(z)能實(shí)現(xiàn)，就應(yīng)使分母的階次大于分子的階次 k n m l? ? ? （ 46） 由式（ 46）可見，當(dāng) 0l? 時(shí)， H(z)的分子 0()F z F??常數(shù)，暫態(tài)響應(yīng)的持續(xù)節(jié)拍數(shù)最少。也就是說讓小車在行駛出跑道后，能在最短的時(shí)間內(nèi)回到跑道上。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。如果是多路控制可以采用 每一路寬度不同的方波，或是頻率不同的方法去調(diào)制高頻載波，組成一組組的已調(diào)制波，作為控制信號(hào)向空中發(fā)射。 所以采取此方案。返回的電壓值為低電平，而單片機(jī)就可以進(jìn)行各種智能化控制了。 （ 2） 傳感器電路圖如圖 8 所示 ， 詳細(xì)全圖見附錄 圖 8 紅外發(fā)射與接收探頭相關(guān)的匹配電阻 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 220 電阻：紅外發(fā)射器的降壓與限流電阻（完成對(duì)紅外發(fā) 射器的保護(hù)）。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。其中復(fù)位電路、晶振電路和電源構(gòu)成了單片機(jī)的最小系統(tǒng)。 256x8bit 內(nèi)部 RAM AT89C52RC 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。比例算法簡(jiǎn)單有效，參數(shù)容易調(diào)整，算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的數(shù)字計(jì)算。但是 L298芯片的硬件電路比較復(fù)雜。 光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，因此 ,光電傳感器在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人的檢測(cè)和控制中廣泛應(yīng)用。顯而易見，這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。 （或在懸崖處），小車能夠避開危險(xiǎn)并報(bào)警，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理措施，當(dāng)再次運(yùn)行時(shí)能夠有明顯的提示，并完成夜間自動(dòng)照明。碰撞預(yù)警系統(tǒng)可以給出前方碰撞警告、盲點(diǎn)警告、車道偏離警告、換道 /并道警告、十字路口警告、行人檢測(cè)與警告、后方碰撞警告等 .湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括駕駛員打噸警告系統(tǒng)、駕駛員位置占有狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 課題背景 目前 ，在企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、對(duì)自動(dòng)化技術(shù)要求不斷加深的環(huán)境下，智能車輛以及在智能車輛基礎(chǔ)上開發(fā)出來的產(chǎn)品已成為自動(dòng)化物流運(yùn)輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。該設(shè)計(jì)是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類課題。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更加靈活的方式。 (3)傳感器設(shè)備，車速傳感器用來獲得當(dāng)前車速，障礙物傳感器用來獲得前方、側(cè)方、后方障礙物等信息。對(duì)水庫堤壩、海岸護(hù)岸堤、江河大壩進(jìn)行質(zhì)量和安全性檢測(cè)。 若 選用 8031 單片機(jī)系統(tǒng) ， 8031 單片機(jī)內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器ROM，使用時(shí)用戶需外接程序存儲(chǔ)器 8255 和一片 2764，來進(jìn)行擴(kuò)展。但是對(duì)于本項(xiàng)目來說，使用 CCD 傳感器也有其不足之處。功率電路 對(duì)其輸入端應(yīng)有良好的信號(hào)隔離，防止有高電壓大電流進(jìn)入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離 4）對(duì)電源的影響。 L9110 被廣泛應(yīng)用于玩具汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和開關(guān)功率管等電路上。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 3 智能小車硬件設(shè)計(jì) 智能小車硬件分配 智能小車采用 AT89C52 單片機(jī)進(jìn)行智能控制， 開始由手動(dòng)啟動(dòng)小車， 并復(fù)位。 AT89C52有 PDIP、 PQFP/TQFP及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 AT89C52RC的引腳功能如圖 3所示。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)（ RST）送施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。這樣使單片機(jī)具有良好的抗干擾能力。那么如何知道是黑線還是白線呢？原來紅外光線有一個(gè)反射特性。該芯片有兩個(gè) TTL/CMOS 兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性 。 MAX232 芯片的 T1in 引腳連接 AT89C51 單片機(jī)的 （ TXD）引腳， MAX232 芯片的 R1out 引腳連接 AT89C51 單 片機(jī)的 （ RXD）引腳； MAX232 芯片的 T1out 引腳連接 DB9 針接口的第 2 引腳， MAX232 芯片的 R1in 引腳連接 DB9 針接口的第 3 引腳。超再生式接收方式具有電路簡(jiǎn)單、性能適中、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)所以在實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用。直到小車跑回跑道，正常前進(jìn)。 圖 14 最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)框圖 根據(jù)上述方框圖可知，有限拍系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為： )()(1 )()()( )()( zGzD zGzDzR zCzH ??? (41) )()(1 1)( )()(1 zGzDzR zEzH ???? (42) 由 (41) 、 (42)解得： )(1 )()(1)( zHzHzGzD ??? （ 43） 首先要使系統(tǒng)的過渡過程在有限拍內(nèi)結(jié)束， 顯然，這樣對(duì)系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù) )(zH 提出了較為苛刻的要求，即其極點(diǎn)應(yīng)位于 z 平面的坐標(biāo)原點(diǎn)處。下面詳細(xì)介紹 Keil for C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 （ 1） C51 便宜器和 ASI 匯編器 由 mVision21DE 創(chuàng)建的潭文件，可以被 C51 便宜器或 A51 匯編器處理，生成可重定位的 object 文件。下面詳細(xì)介紹下載過程。較好的實(shí)現(xiàn)循跡功能。這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的智能算法，但有這樣的基礎(chǔ)之后，就可以把更多的智能算法用于玩具的開發(fā)，這也是小車智能化的一個(gè)重要方法。 現(xiàn)將本文主要工作總結(jié)如下： （ 1）本設(shè)計(jì)使用模塊化的設(shè)計(jì)方法。 3 當(dāng)燒寫數(shù)碼管顯示程序時(shí)數(shù)碼管上的數(shù)字依次顯示數(shù)字 4 當(dāng)燒寫數(shù)碼管與流水燈程序時(shí)開機(jī)就可以看見數(shù)碼管