【正文】 許 T1 中斷 基于 80C51 單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 40 TR1=1。 //厘米 } void main() { int m,n。 //占空比為： n*100/1000 p1=0。 TR1=0。 flag=1。 P0=0。 P0=table[deal[0]]。 //中斷溢出標(biāo)志 ,超出測(cè)量范圍 TH1=0。 基于 80C51 單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 36 參考文獻(xiàn) [1]閆石 .數(shù)字 電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京 :高等教育出版社 .2020. [2]陳大欽 .電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) .北京 :高等教育出版社 .2020. [3]謝自美 .電子線路設(shè)計(jì) ?實(shí)驗(yàn) ?測(cè)試 .武漢 :華中科技大學(xué)出版社 .2020. [4]郭天祥 .新概念 51單片機(jī) C語(yǔ)言教程 .電子工業(yè)出版社 .2020. [5]譚浩強(qiáng) .C語(yǔ)言設(shè)計(jì) .北京 .清華大學(xué)出版社 .2020. [6]崔炳哲 .電子控制入門(mén) .北京 :科學(xué)出版社 .2020. [7]樊昌信 ,曹麗娜 .通信原理 .北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 .2020. [8]李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .2020. [9] 徐瑋 .51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)步電機(jī)控制 .電子制作 .2020 [10]戴仙金等 .51單片機(jī)及其 C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .北京 :清華大學(xué)出版社 .2020 [11]柳郭等 .單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用技能與技巧 .北京 :中國(guó)電力出版社 .2020 [12] 宋永冬 .高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì) .現(xiàn)代電子 技術(shù) . 2020. [13] .科學(xué)技術(shù)出版社 .1992. 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高電平， 2端為低電平時(shí)，三極管 Q1導(dǎo)通， Q4截止，此時(shí)Q3 的基極為 高 電平， Q2 的基極為 低 電平，因此三極管 Q3 和 Q5 導(dǎo)通， Q2 和 Q6截止，電流流向如圖 312所示，電機(jī) 反 轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)中采用的電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片 L298N。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合都使用電樞電壓控制法。在本次設(shè)計(jì)中對(duì)電機(jī)的響應(yīng)精度要求較高，因?yàn)槲覀兯拥拿}沖寬度是毫秒級(jí)得，有時(shí)甚至是微秒級(jí)的。在接電瞬間， RESET 端的電位與 VCC 相同，隨著充電電流的減少， RESET的電位逐漸下降。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用 NPO 電容。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的 RAM區(qū)。 基于 80C51 單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 7 3 系統(tǒng) 單元電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)基本結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)介 本模塊采用 STC89C52 單片機(jī)作為核心處理器。超聲波傳感器的原理是：超聲波由壓電陶瓷超聲波傳感器發(fā)出后，遇到障礙物便反射回來(lái)，再被超聲波傳感器接收。 在選用驅(qū)動(dòng)芯片的過(guò)程 中，剛開(kāi)始我考慮了與小車(chē)配套的 傳統(tǒng)的功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。當(dāng)然小車(chē)啟動(dòng)的時(shí)候就要 求開(kāi)始顯示小車(chē)與前面障礙物的距離。 智能小車(chē)可以理解為機(jī)器人的一種特例，它是一種能夠通過(guò)編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人。與普遍意義上的機(jī)器人相比智能小車(chē)制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，程序調(diào)試方便，具有很強(qiáng)的趣味性，為此其深受廣大機(jī)器人愛(ài)好者以及高校學(xué)生的喜愛(ài)。當(dāng)小車(chē)又檢測(cè)到障礙物時(shí)，說(shuō)明剛才向左轉(zhuǎn)的動(dòng)作行不通，此時(shí)就要求小車(chē)退后，一定時(shí)間以后再向右轉(zhuǎn)，然后再檢測(cè)障礙，如果又遇到障礙物就停車(chē)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電阻的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大。超聲波傳感器在避障的設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。 STC89C52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 10000 次 以上 的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型 計(jì)算機(jī)的STC89C52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 由上可見(jiàn)， STC89C52 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)。 圖 3－ 4是單片機(jī)時(shí)鐘振蕩電路圖： 圖 3－ 4 單片機(jī)時(shí)鐘振蕩電路 單片機(jī)復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，例如復(fù)位后 PC＝ 0000H，使單片機(jī)從第 — 個(gè)單元取指令。只要保證 RESET 為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。從廣義上而言，直流電機(jī)特性的線性度基于 80C51 單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 14 和失靈區(qū)會(huì)直接影響到系統(tǒng)的精度。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，改變電樞電壓可通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)，其中 PWM(脈寬調(diào)制 )便是常用 的改變電樞電壓的一種調(diào)速方法。 L298N 是歐洲著名的SGS 公司的產(chǎn)品 ，為單塊集成電路、高電壓、高電流、四通道驅(qū)動(dòng)。 圖 312 電機(jī) 反 轉(zhuǎn) 示意圖 HC— SR04 超聲波測(cè)距模塊 模塊特點(diǎn) HC— SR04 超聲波測(cè)距模塊可提供 2cm400cm 的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)高到 3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。由此通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)的時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。如果接收端使用的是 PNP型光敏三極管，則采用電路 C。 基于 80C51 單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 25 4 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序流程圖 圖 41系統(tǒng)主程序流程圖 N 前方有障礙否 前進(jìn) 倒車(chē) Y 右轉(zhuǎn) 發(fā)射檢測(cè)信號(hào) 減速 左轉(zhuǎn) 前方有障礙否 Y N 開(kāi)始 初始化 小車(chē) 加速 勻速前進(jìn) 顯示距離 里程 發(fā)射檢測(cè)信號(hào) 基于 80C51 單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 26 顯示子程序設(shè)計(jì) 及流程圖 顯示程序： uchar code data_wei[]={0x01,0x02,0x04,0x08}。 P0=0。 echo=0。 low=TL0。 //設(shè)置等待按鍵按下的時(shí)間 ，通過(guò)按鍵改變 n的值即可改變占空比 while(d) { if(key1==0) { delay(0)。 “ 看門(mén)狗”技術(shù)可由硬件實(shí)現(xiàn)，可由軟件實(shí)現(xiàn)，也可由兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)。若沒(méi)有微分電路，掃描輸入信號(hào)上的“ 1”狀態(tài)封死 4060，使之不能記數(shù)，看門(mén)狗不起作用。每天在實(shí)驗(yàn)室 查資料學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識(shí) ，還可以上機(jī)編程，使我軟件調(diào)試 水平 也提高了。 sbit p1=P2^1。 TL1=0。 delay_xus(100)。 P1=0。//先做好在測(cè)距范圍的準(zhǔn)備 tri=1。 high=TH0。 delay_nus(1000n)。 temp=*(high*256+low)*。 ET1=1。 p1=0。 delay_xus(100)。 //關(guān)閉計(jì)數(shù)器 T1 } void delay_100us() // 100us 固定延時(shí)函數(shù) { uchar a,b,c。 //為高時(shí)左拐 sbit p3=P2^3。 這個(gè)問(wèn)題主要是由于直流電機(jī)的內(nèi)驅(qū)力不夠，還有就是 小車(chē)的前輪轉(zhuǎn)向時(shí)拉低了驅(qū)動(dòng)后輪所需的電壓導(dǎo)致小車(chē)不能前進(jìn)。否則，正好在哪里有死循環(huán)，看門(mén)狗就不產(chǎn)生記滿輸出信號(hào)，不能重新啟動(dòng) CPU。實(shí)現(xiàn)硬件 “ 看門(mén)狗”電路方案較多，目前采用較多的方案有以下幾種： ● 采用微處理器監(jiān)控器； ● 采用單穩(wěn)態(tài)電 路來(lái)實(shí)現(xiàn) “ 看門(mén)狗”，單穩(wěn)定電路可采用 74LS123。 } } } d=1000。 //厘米 } 初始化 發(fā)送觸發(fā)信號(hào) 開(kāi)始計(jì) 時(shí) 等待回響信號(hào) 等待回響信號(hào)結(jié)束 關(guān)閉定時(shí)器 取出計(jì)數(shù)值 計(jì)算距離 基于 80C51 單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì) 28 按鍵改變占空比 程序設(shè)計(jì) sbit G=P2^0。 //允許 T1 中斷 圖 43 測(cè)距子程序流程圖 TR1=1。 P0=table[deal[2]]。 void display() { uchar deal[3]。但光電開(kāi) 關(guān)直接輸出的信號(hào)并不理想，為了使光電開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)數(shù)字化，提高抗噪聲能力，應(yīng)用施密特觸發(fā)器。此信號(hào)被物體反射回來(lái)由接收頭接收，接收頭實(shí)質(zhì)上是一種壓電效應(yīng)的換能器。能和國(guó)外的 SRF05,SRF02 等超聲波測(cè)距模塊相媲美。 L298N 芯片有一個(gè)電源引腳 VCC 和接地引腳 GND。在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)其速度增加，電機(jī)斷電時(shí)其速度減低。 ● 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn)的特性相同，且運(yùn)行特性穩(wěn)定。我們分別把他命名為 a、 b、 c、 d、 e、f、 g、 dp。單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使 RST/Vpd 或 RST 引腳 (9)加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期 (即 24個(gè)振蕩周期 )的高電平。 1位機(jī)在開(kāi)關(guān)決策、邏輯電路仿真、過(guò)程控制方面非常有效；而 8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長(zhǎng)處。利用 STC89C52 的 I/O 端口對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí) 判斷 監(jiān)控 來(lái) 控制 步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的反映 。 考慮到本系統(tǒng) 只需要檢測(cè) 前面的 障礙物， 基本上 沒(méi)有十分復(fù)雜的環(huán)境。 L298N 是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它相應(yīng)頻率高，一片 L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。 總體設(shè)計(jì)框圖 本系統(tǒng)基本框圖 21所示 ： 圖 21 總體設(shè)計(jì)框圖 各模塊分析選擇 小車(chē)部分分析 在 本 設(shè)計(jì) 中采用了實(shí)驗(yàn)室提供的玩具 電動(dòng)車(chē) 。