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正文內(nèi)容

基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能車設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)

2025-06-02 00:20 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內(nèi)具有互用、相互操作的性能(interoperability)。其程序?qū)懺谝粋€(gè)9mm9mm的微芯片中。 在android遙控模塊我們采用藍(lán)牙技術(shù)來無線傳輸信息,因?yàn)閷?duì)安卓系統(tǒng)藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)不是很了解,短期內(nèi)不容易驅(qū)動(dòng),所以我們用成熟的藍(lán)牙耳機(jī)傳送特定頻率的正弦波信號(hào),并且將信號(hào)通過lm324進(jìn)行電壓放大,達(dá)到STC89C52RC芯片所需的TTL電平。芯片通過T1計(jì)數(shù)器檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)高電平個(gè)數(shù),以便識(shí)別所發(fā)出的特定信號(hào)后,單片機(jī)將進(jìn)行判斷,從而進(jìn)行執(zhí)行特定的工作。在準(zhǔn)確性方面我們通過兩次記錄高電平個(gè)數(shù),然后比較兩次是否相同,防止波形失真對(duì)信號(hào)造成影響以此提高了智能車執(zhí)行命令的準(zhǔn)確性。如圖361所示,大康牌藍(lán)牙耳機(jī):圖361 大康牌藍(lán)牙耳機(jī) 安卓平臺(tái)模塊控制平臺(tái)采用安卓平臺(tái),主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化之后,智能手機(jī)連接藍(lán)牙耳機(jī)后啟動(dòng)控制程序,通過程序控制小車的行為。安卓端控制程序使用Eclipse搭配Android SDK進(jìn)行開發(fā)。通過安裝ADT插件,使得開發(fā)者能夠可視化開發(fā)安卓應(yīng)用程序,可視化編程是與傳統(tǒng)的編程方式相比而言的,指的是無須編程,僅通過直觀的操作方式即可完成界面的設(shè)計(jì)工作。因此對(duì)于程序的界面布局,是通過相關(guān)控件的添加和設(shè)置來完成,而真正的控制代碼,則是通過對(duì)于相關(guān)控件的操作的響應(yīng)事件來完成的。事件是可以被控件識(shí)別的操作,如按下確定按鈕,選擇某個(gè)單選按鈕或者復(fù)選框。每一種控件有自己可以識(shí)別的事件,如窗體的加載、單擊、雙擊等事件。當(dāng)產(chǎn)生了一個(gè)事件,系統(tǒng)將會(huì)通過某種途徑調(diào)用類中的有關(guān)處理這個(gè)事件的方法或者觸發(fā)控件事件的對(duì)象就會(huì)調(diào)用該控件所有已注冊(cè)的事件處理程序,以達(dá)到事件的響應(yīng)和處理。而在該控制程序中,對(duì)于用戶的一個(gè)具體操作事件會(huì)調(diào)用相應(yīng)的處理程序,從而發(fā)射不同的信號(hào),達(dá)到與小車通信的目的。 4. 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 系統(tǒng)安裝 檢查元件的好壞按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞,按各元件的檢測(cè)方法分別進(jìn)行檢測(cè),一定要仔細(xì)認(rèn)真。而且要認(rèn)真核對(duì)原理圖是否一致,在檢查好后才可上件、焊件,防止出現(xiàn)錯(cuò)誤焊件后不便改正。 放置、焊接各元件按原理圖的位置放置各元件,在放置過程中要先放置、焊接較低的元件,后焊較高的和要求較高的元件。特別是容易損壞的元件要后焊,在焊集成芯片時(shí)連續(xù)焊接時(shí)間不要超過10s,注意芯片的安裝方向。 小車整體調(diào)試運(yùn)行首先燒入電機(jī)控制程序,控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),停止均正常。說明電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路無誤。然后加入避障子程序,小車運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí),調(diào)節(jié)超聲波模塊靈敏度使達(dá)到理想效果。接下來加入顯示距離子程序,看顯示模塊正常與否。在調(diào)試程序時(shí),發(fā)現(xiàn)程序邏輯不是太正確,液晶延時(shí)較長(zhǎng),比如小車進(jìn)入自動(dòng)模式后,如何從循環(huán)中跳出自動(dòng)模式,另外軟件程序中的延時(shí)有的過長(zhǎng)、有的過短。與之類似的現(xiàn)象比較多,在此不逐一列舉。特別是步進(jìn)電機(jī)開始沒有加ULN2003驅(qū)動(dòng)電路,導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間調(diào)試之后,才意識(shí)到了這個(gè)問題。待各個(gè)模塊調(diào)試運(yùn)行好了之后,將整個(gè)控制程序燒入,進(jìn)行硬件軟件整體測(cè)試,并觀察小車運(yùn)行狀態(tài)是否正常。實(shí)際調(diào)試之后,發(fā)現(xiàn)程序邏輯在驅(qū)動(dòng)各個(gè)模塊時(shí),出現(xiàn)了問題,因此在不斷的修改控制程序之后,小車的整體狀態(tài)趨于正常,基本實(shí)現(xiàn)了所要求的功能。在這個(gè)過程中也遇到了比較多的問題,雖然各個(gè)模塊測(cè)試完整,但是將其組合到一塊,進(jìn)行整體測(cè)試的時(shí)候,問題就會(huì)暴露出來,因此,在問題出現(xiàn)之后怎樣定位問題,并快速解決就是一個(gè)問題。比如,發(fā)現(xiàn)控制程序中默認(rèn)小車在遇到障礙物20cm的時(shí)候停止,但是實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn),并不會(huì)停止,而是小車前行一段距離之后碰到障礙物才會(huì)停下來,之后通過思考發(fā)現(xiàn)是由于液晶顯示距離的時(shí)候延時(shí)較長(zhǎng),導(dǎo)致整個(gè)車體反應(yīng)不太靈敏所致。 5. 結(jié)論及展望本智能小車電路在硬件上采用了超聲波傳感器來測(cè)量小車距前方障礙物的距離,顯示結(jié)果快速,準(zhǔn)確。由于采用雙電源供電使系統(tǒng)的抗干擾性得到加強(qiáng);電磁繼電器的應(yīng)用解決了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率和電機(jī)速度控制的問題;在軟件上,充分利用了89C52的系統(tǒng)資源,使智能小車完美的實(shí)現(xiàn)了障礙檢測(cè)、距離測(cè)量、速度切換等功能。課題中完成的工作任務(wù)如下:設(shè)計(jì),制作了智能小車的硬件部分。硬件部分包括電機(jī)驅(qū)動(dòng),無線藍(lán)牙控制,LCD液晶顯示,電源接口設(shè)計(jì),超聲波控制。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)試方便,系統(tǒng)反映快速靈活,硬件電路由可拆卸模塊拼接而成,有很大的擴(kuò)展空間。經(jīng)驗(yàn)收測(cè)試,該智能小車設(shè)計(jì)方案正確、可行,各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定。經(jīng)測(cè)定,距障礙物安全距離為20cm,前方有障礙物時(shí)左轉(zhuǎn)避障,左右有障礙物時(shí)向相反方向避障,若小車前方、左側(cè)、右側(cè)均有障礙物時(shí),小車旋轉(zhuǎn)180度倒車,然后前行。雖然智能小車系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn),但在設(shè)計(jì)當(dāng)中也存在著一些不足。如超聲波模塊受溫度的影響比較大,由于時(shí)間關(guān)系沒有添加溫度補(bǔ)償措施,所以在使用中需要注意環(huán)境影響。另外小車?yán)靡壕э@示前方距離障礙物距離與小車狀態(tài),與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)之間相互有影響,實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)液晶顯示延時(shí)較長(zhǎng),導(dǎo)航直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制與超聲波傳感器控制之間不能夠很好的協(xié)調(diào)。小車經(jīng)過測(cè)試,運(yùn)行結(jié)果良好。硬件上沒有錯(cuò)誤,主要瓶頸在于探測(cè)模塊的靈敏度,因?yàn)檐浖耆刻綔y(cè)模塊返回的信號(hào)作為依據(jù)進(jìn)行下一步控制的操作,無法確認(rèn)該信號(hào)是否準(zhǔn)確,使小車轉(zhuǎn)彎欠準(zhǔn)確與智能。智能小車技術(shù)是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù),在科學(xué)探測(cè),工業(yè)應(yīng)用,軍事偵察領(lǐng)域和圍繞人們?nèi)粘I畹酶鱾€(gè)方面都有大量的應(yīng)用需求。本課題的設(shè)計(jì)對(duì)于智能小車的功能開發(fā)有這重要的意義。 致謝經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)和忙碌,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近制作的尾聲,作為一個(gè)缺乏實(shí)踐本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì),由于缺少設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作的經(jīng)驗(yàn),難免有許多疏漏,會(huì)有很多考慮不周全的地方,如果沒有導(dǎo)師長(zhǎng)期的督促指導(dǎo)幫助,以及身邊一起努力工作的同學(xué)們的支持,想要完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是很難想象的。 在這里最要感謝的是我的導(dǎo)師張琦老師。張老師平日里課業(yè)量很大,工作繁重,但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整段時(shí)間內(nèi),從查閱資料到學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí),到設(shè)計(jì)草案的修改和確定,期中檢查,后期詳細(xì)設(shè)計(jì)方案及思路,裝配草圖,調(diào)試程序,組裝小車等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)和幫助。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣,但是張老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處。除了敬佩張老師的專業(yè)知識(shí)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 通過我們師生的共同努力,本設(shè)計(jì)最終調(diào)試成功并順利完成題目所有指標(biāo)。在此我不光要謝謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師,還要謝謝在設(shè)計(jì)期間給予我?guī)椭膶?shí)驗(yàn)室的老師和同學(xué)們,感謝他們?yōu)槲覀兲峁?shí)驗(yàn)器材和調(diào)試場(chǎng)地。其次要感謝我的同學(xué)對(duì)我無私的幫助,特別是在軟件的使用方面,正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì),我要感謝我的母校——西安郵電大學(xué),是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境;另外,我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師,是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。最后,對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我?guī)椭乃欣蠋熀屯瑢W(xué)表示最誠摯地感謝和最衷心祝福! 參考文獻(xiàn)[1] 袁東編著 《51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn)手冊(cè)》電子工業(yè)出版社[2] 宋戈 等編著 《51單片機(jī)開發(fā)范例大全》人民郵電出版社[3] 雷伏容編著 《51單片機(jī)常用模塊設(shè)計(jì)查詢手冊(cè)》清華大學(xué)出版社[4] 趙建領(lǐng)編著 《51系列單片機(jī)開發(fā)寶典》 電子工業(yè)出版社[5] 輝雄著 《智能電動(dòng)小車的設(shè)計(jì)》 電子報(bào),20050515,第(11)期 [6] 李建法著 《超聲波測(cè)距的電路設(shè)計(jì)與單片機(jī)編程》 安陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)[7] 徐瑋著 《51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)步電機(jī)控制》 電子制作,2006第(11)期 [8] 劉鳳然 《基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)》,第(8)期 附錄1:智能小車車體實(shí)物圖智能小車正面圖 智能小車背面圖 附錄2:智能小車主控制程序include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine ulong unsigned longuint timIrqFlag。 //定時(shí)器中斷標(biāo)志uint diffSignd。 //為了是更精確的讀取信號(hào),讀取兩個(gè)10ms內(nèi)的高電平個(gè)數(shù)進(jìn)行比較,相同則執(zhí)行不同則繼續(xù)采集信息ulong waveS=0。 //記錄超聲波測(cè)量的左右距離,以便進(jìn)行比較ulong waveL=0。ulong waveR=0。uchar stepSpeed。 //決定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度uint time=0。sbit WAVERX = P3^6 。 //超聲波模塊接口sbit WAVETX = P3^7 。sbit lcdrs=P2^0。 //lcd1602命令接口sbit lcden=P2^1。define lcdCom P0sbit change_v=P3^4。 //繼電器接口,即變速sbit LeftOne=P2^2。 /*電機(jī)接口*/sbit LeftTwo=P2^3。sbit RightOne=P2^4。sbit RightTwo=P2^5。sbit carEnableA=P2^6。 /*L298使能端*/sbit carEnableB=P2^7。/*LCD顯示接口*/uchar code table1[8][16]={,Auto, back, turn left, turn right, change speet, GO, Telecontrol}。 uchar code table2[]=0123456789。uchar code table3[4]={0x03,0x06,0x0c,0x09}。 /*左轉(zhuǎn)表*/uchar code table4[4]={0x03,0x09,0x0c,0x06}。 /*右轉(zhuǎn)表*/uchar signOne。 //記錄兩次采集聲音信號(hào)的參數(shù)uchar signTwo。/**********功能延時(shí)1ms**********/ void delay(uint time) { uint i,j。 time*=10。 for(i=time。i0。i) for(j=112。j0。j) { 。 }} /**********功能延時(shí)1ms**********/ void delay1(uint time) { uint i,j。 for(i=time。i0。i) for(j=112。j0。j) { 。 }} /**********電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊***************//** 避障小車初始化,默認(rèn)前行******************/void
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