【正文】 是在這樣的背景下提出的，指導(dǎo)教師已經(jīng)有充分的準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)采用對(duì)比選擇，模塊獨(dú)立，綜合處理的研究方法。80C51是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation），簡(jiǎn)稱PWM。本系統(tǒng)共設(shè)計(jì)兩個(gè)光電三極管，分別放置在電動(dòng)車車頭的左、右兩個(gè)方向，用來(lái)控制電動(dòng)車的行走方向，當(dāng)左側(cè)光電管受到光照時(shí)，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)向左轉(zhuǎn)；當(dāng)右側(cè)光電管受到光照時(shí)，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)向右轉(zhuǎn)；當(dāng)左、右兩側(cè)光電管都受到光照時(shí)，單片機(jī)控制直行。檢測(cè)放大器方案：方案一：使用普通單級(jí)比例放大電路。因此比較器的性能分析方法與放大、運(yùn)算電路是不同的。簡(jiǎn)單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說(shuō)如果輸入信號(hào)因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會(huì)反復(fù)的從一個(gè)電平跳到另一個(gè)電平。遮光盤在凹槽中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，缺口進(jìn)入凹槽時(shí)，紅外線可以通過(guò)，缺口離開(kāi)凹槽紅外線被阻擋。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。二 最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)80C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單﹑可靠。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。對(duì)被測(cè)對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試一般都離不開(kāi)傳感器或敏感元件，這是因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象的狀態(tài)參數(shù)常常是一些非電物理量，如溫度、壓力、載荷、位移等，而計(jì)算機(jī)是一個(gè)數(shù)字電路系統(tǒng)。首先因其只能在10m以內(nèi)有效使用，所以并不適合ITS系統(tǒng)。但是仍存在性價(jià)比的問(wèn)題。但后向通道是一個(gè)輸出通道，而且輸出電平較高，不易受到直接損害。脈寬調(diào)制原理：脈寬調(diào)制器本身是一個(gè)由運(yùn)算放大器和幾個(gè)輸入信號(hào)組成的電壓比較器。過(guò)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)。記時(shí)開(kāi)始 zhond equ 3bh zhodu equ 3ch zhon equ 3eh maicho equ 3fh jinweb equ 40h bhcs equ 41h dpan equ 42h fenchu equ 43h fencun equ 44h pand equ 45h fenmc equ 51h org 0000h ajmp main org 000bh ajmp st0 org 001bh ajmp st1 org 0100h main: mov limiw,00h mov miao,00h mov fenmi,00h mov fmiao,00h mov meter,00h mov fenzh,00h mov point,0bh mov shimi,00h mov shifn,00h mov jishk,00h mov zhond,00h mov zhodu,00h mov zhon,00h mov maicho,00h mov jinweb,03h mov bhcs,00h mov sp,6fh mov tmod,21h mov th0,3ch mov tl0,0b0h mov th1,9ch mov tl1,9ch setb ea setb et0 setb et1 mov p1,0aah acall xianshi軟件流程 ： 流程圖二 顯示子程序設(shè)計(jì)程序清單如下：xianshi: mov p1,0aah mov p1,0cch mov a,limiw swap a add a,miao mov p1,a nop nop mov p1,0ddh mov a,fenmi swap a add a,fmiao mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,0b0h add a,point mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,meter swap a add a,fenzh mov p1,a nop nop mov p1,0ffh mov a,shimi swap a add a,shifn mov p1,a ret三 避障子程序設(shè)計(jì)紅外避障模塊子程序流程圖如圖43所示。數(shù)字濾波可以對(duì)頻率很低的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。當(dāng)程序彈飛到某一字節(jié)指令上時(shí)，便自動(dòng)納入正軌。但操作者不能一直監(jiān)視著系統(tǒng)，也往往是在引起不良后果之后才進(jìn)行人工復(fù)位。4060的振蕩頻率和Qi(i=6,7,8,9,10,12,13,14)的選擇要根據(jù)情況確定。當(dāng)a為其他值時(shí)，小車保持當(dāng)前模式。其主要任務(wù)是在小車行走過(guò)程中不斷讀取傳感器采集到的數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，來(lái)控制小車行走。直接采用TTL邏輯電平控制。為了保證小車沿黑線行駛，采用了四個(gè)檢測(cè)器并行排列，在小車行走過(guò)程中，結(jié)合查詢方式，通過(guò)程序控制小車行走軌跡。反之，如果頻率較高，接收靈敏度較好，但抗干擾性能變差。 //紅外避障頭信號(hào) 有障礙物為低int a=1。sensor = sen_port。 //定義電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊sbit JDQ=P3^0。超再生檢波接收器：超再生檢波電路（如圖38）實(shí)際上是一個(gè)受間歇振蕩控制的高頻振蕩器，這個(gè)高頻振蕩器采用電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致[12]。即當(dāng)小車底部的某邊紅外線收發(fā)對(duì)管遇到黑帶時(shí)輸入電平為高電平，反之為低電平。Uav圖33 PWM控制波形圖 電壓平均值描述為：??t1t，Uav?1Us??Us （） TTt1——通電時(shí)間；T——周期；?——占空比；。⑵ 測(cè)距精度分析 測(cè)速系統(tǒng)采用了電機(jī)軸光電碼盤檢測(cè)技術(shù)。此子程序使用超再生簡(jiǎn)易無(wú)線電遙控器接收發(fā)器，通過(guò)單片機(jī)讀取接收器解碼后的信息，通過(guò)無(wú)線信息控制小車的“動(dòng)作”。(2)參數(shù)選擇4060的振蕩頻率f由 RT 、CT決定。 (2)未使用的大片ROM空間 (3)表格 程序區(qū)由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序執(zhí)行效率，在當(dāng)前EPROM容量不成問(wèn)題的條件下，還是多多益善。只要有可能，其重復(fù)周期盡可能短些。所謂數(shù)字濾波，就是通過(guò)一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號(hào)中的比重。小數(shù)點(diǎn)位 shimi equ 37h 。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重要地位。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用了常用的雙極式H型變換器，它是由4個(gè)三極電力晶體管和4個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。（2） 是一個(gè)輸出通道。但是算法復(fù)雜，處理速度慢。探測(cè)障礙的最簡(jiǎn)單的方法是使用超聲波傳感器，它是利用向目標(biāo)發(fā)射超聲波脈沖，計(jì)算其往返時(shí)間來(lái)判定距離的。在前向通道設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到傳感器或敏感元件選擇、通道結(jié)構(gòu)、信號(hào)調(diào)節(jié)、電源配置、抗干擾設(shè)計(jì)等。所以本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇6MHZ,電容選擇65pF。由上可見(jiàn)，80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。 系統(tǒng)原理圖第三章 硬件設(shè)計(jì)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?，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。 行車距離檢測(cè)電路所示： 行車距離檢測(cè)電路紅外測(cè)距儀由測(cè)距輪，遮光盤，紅外光電耦合器及凹槽型支架組成的。(2) 選用集成電壓比較器。比較器有各種不同的類型。三極管導(dǎo)通時(shí)，電橋通過(guò)三極管接地，電機(jī)電樞中有電流通過(guò)；三極管截止時(shí)，電橋浮空，電機(jī)電樞中沒(méi)有電流通過(guò)。二 檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)，即利用各種傳感器對(duì)電動(dòng)車的避障、位置、行車狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是運(yùn)行條件要求高，維護(hù)運(yùn)行麻煩。 根據(jù)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)應(yīng)包括以下模塊：80C51主控模塊、路徑檢測(cè)模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、E18D80NK 紅外避障傳感器、TCRT5000紅外反射式接近開(kāi)關(guān)傳模塊、輔助調(diào)試模塊等。根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的智能控制。摘 要智能作為現(xiàn)代社會(huì)的新生產(chǎn)物，是未來(lái)的發(fā)展的一個(gè)重要方向，它可以按照預(yù)定的模式在特定的環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)作，無(wú)需人為管理，便可以完成預(yù)期目標(biāo)。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。 80C51主控模塊，作為整個(gè)智能車的的“大腦”，紅外避障和接近開(kāi)關(guān)傳感器的信號(hào)，根據(jù)控制算法做出控制決策，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)完成對(duì)智能車的控制。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。1．行車起始、終點(diǎn)及光線檢測(cè)：本系統(tǒng)采用反射式紅外線光電傳感器用于檢測(cè)路面的起始、終點(diǎn)（2cm寬的黑線），玩具車底盤上沿黑線放置一套，以適應(yīng)起始的記數(shù)開(kāi)始和終點(diǎn)的停車的需要。系統(tǒng)通過(guò)電橋的輸出端為轉(zhuǎn)向電機(jī)供電。對(duì)它的要求是：鑒別要準(zhǔn)確，反應(yīng)要靈敏，動(dòng)作要迅速，抗干擾能力要強(qiáng)，還應(yīng)有一定的保護(hù)措施，以防止因過(guò)電壓或過(guò)電流而造成器件損壞。(3) 如果選用集成運(yùn)放構(gòu)成比較器，為了提高響應(yīng)速度可以加限幅措施，以避免集成運(yùn)放內(nèi)部的管子進(jìn)入深飽和區(qū)。測(cè)長(zhǎng)輪的周長(zhǎng)為記數(shù)的單位，最好取有效值為單一的數(shù)值（），精度根據(jù)電動(dòng)車控制的需要確定。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(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，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。特別值得一提的是該單片機(jī)CPU中的位處理器，它實(shí)際上是一個(gè)完整的1位微計(jì)算機(jī)，這個(gè)一位微計(jì)算機(jī)有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。在通道電路設(shè)計(jì)中還涉及到模擬電路諸多問(wèn)題。該方法被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人的研究上。雷達(dá)傳感器在軍事和航空領(lǐng)域已經(jīng)使用了幾十年。輸出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制信號(hào)，而伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的狀態(tài)反饋信號(hào)通常是作為檢測(cè)信號(hào)輸入前向通道。4個(gè)電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電壓分為兩組。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件更為重要。十米位 shifn equ 38h 。故實(shí)質(zhì)上它是一種程序?yàn)V波。外設(shè)設(shè)備接受到一個(gè)被干擾的錯(cuò)誤信息后，還來(lái)不及作出有效的反應(yīng)，一個(gè)正確的信息又來(lái)了，就可及時(shí)防止錯(cuò)誤動(dòng)作的產(chǎn)生。五 “看門狗”技術(shù) PC受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序陷入“死循環(huán)” [6]。Rs用于改善振蕩器的穩(wěn)定性，Rs 要大于RT。超再生簡(jiǎn)易無(wú)線電遙控器發(fā)射器有四個(gè)按鈕：A，B，C，D經(jīng)過(guò)接收器解碼后分別通過(guò)四個(gè)端口輸出（按鈕按下時(shí)對(duì)應(yīng)端口輸出高電平），讀取數(shù)據(jù)時(shí)將四個(gè)P口的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)a中。電機(jī)軸與車輪軸之間采用了齒輪箱二級(jí)減速，變比1/16。當(dāng)電源電壓不變的情況下，電樞端電壓取決于占空比的大小，改變占空比就可以改變端電壓的平均值。電路中的可調(diào)電阻可調(diào)節(jié)靈敏度，以滿足小車在不同光度的環(huán)境中能夠?qū)ほE。而間歇振蕩又是在高頻振蕩的振蕩過(guò)程中產(chǎn)生的，反過(guò)來(lái)又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。 //繼電器控制端口sbit djkz=P2^7。sensor //P1^7P1^0 但其中P1^0P1^3接了傳感器輸出,所以這里采用4個(gè)信號(hào),其它的屏蔽//其它的,被置為0
。 //無(wú)線識(shí)別信號(hào)sbit HW=P3^1。如果頻率較低，則電路的抗干擾性能較好，但接收靈敏度較低。在該電路中，加比較器LM339的目的是使模擬量轉(zhuǎn)化為開(kāi)關(guān)量，便于處理。 L298工作原理L298是雙H高電壓大電流功率集成電路。 最小系統(tǒng)電路本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為中央處理器。當(dāng)a=0001時(shí)，小車停止一切動(dòng)作；當(dāng)a=1000時(shí)，小車進(jìn)入無(wú)線遙控方向模式；當(dāng)a=0100時(shí)，小車進(jìn)入循跡模式；當(dāng)a=0010時(shí)，小車進(jìn)入避障模式。如