【文章內(nèi)容簡介】 7 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262 得電工作，其第17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當17 腳為高電平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17 腳為低平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262 的17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。如圖36 PT2262引腳圖：圖 36 PT2262引腳圖浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 10 PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應，可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當采用4路并行數(shù)據(jù)時（PT2272M4)，對應的地址編碼應該是8位，如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(PT2272M6)，對應的地址編碼應該是6位。如圖 37 PT2272引腳圖：圖 37 PT2272解碼電路引腳圖編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8 腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用。同一個系統(tǒng)地址碼必須一致，不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。 紅外對管尋跡模塊尋跡是指小車在白色地板上循黑線行走，本系統(tǒng)采取的方法是紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光 [7]。由此過程來改變接收管的輸出電壓，單片機以電壓的變化為依據(jù)來執(zhí)行小車電機確定行走路線。 模塊系統(tǒng)分析圖38為紅外線尋跡安裝圖，圖39為尋跡模塊實現(xiàn)原理圖，分析如下：浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 11 圖 38 紅外線尋跡安裝圖圖 39尋跡模塊原理圖如圖39是整個紅外線尋跡過程實現(xiàn)的原理圖。四針接口處P3，P4的1，2腳是跟紅外線發(fā)射管連接，3，4則是跟接收管相連，放置插針是為了更容易實現(xiàn)紅外線管的放置。由于紅外線接收光的變化可以讓接收管上的電壓發(fā)生變化，相當于可變電阻，這種特性為設(shè)計提供基本的保障。比較芯片LM358（LM393）可以根據(jù)接收管的電壓和參考電壓進行比較后輸出相應電平。此圖的比較接法為正接法，就是當紅外線管遇到黑線時，反射減少，“+”斷輸入電壓增加，使的輸出端輸出電壓為高，經(jīng)上拉電阻R12（R20）上拉后達到單片機有效接收電平。小車進入尋跡模式后，即單片機開始不停地掃描與探測器連接的單片機I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號，即進入判斷處理程序,先確定2個探測器中的哪一個探測到了黑線，如果左面?zhèn)鞲衅鳎t燈亮）探測到黑線，即小車左半部浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 12 分壓到黑線，車身向右偏出，此時應使小車向左轉(zhuǎn)；如果右面?zhèn)鞲衅鳎S燈亮）探測到了黑線，即車身右半部壓住黑線，小車向左偏出了軌跡，則應使小車向右轉(zhuǎn)。在經(jīng)過了方向調(diào)整后，小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測黑線重復上述動作，實現(xiàn)方向控制，按照黑線行駛。其中， R11和R19為限流電阻，防止紅外線發(fā)生管因電流過大而燒壞；由R14和一個可變電阻組成的電路為參考電壓電路，由于檢測小車行駛的過程會因環(huán)境或則黑線材料的改變使輸出電壓成一個變化值，所以通過可變電阻來改變參考電壓，使能正常運行；同時R12和R20為上拉電阻，讓輸入單片機的電壓達到高電平；發(fā)光二極管則是能更直觀的判斷出哪對傳感器在起作用。 LM393芯片介紹雙電壓比較器電路—LM393，如圖310 LM393原理結(jié)構(gòu)圖和表31 引腳功能表。圖 310 LM393原理結(jié)構(gòu)圖表31 引腳功能表引出端序號 功能 符號 引出端序號 功能 符號1 輸出端1 OUT1 5 正向輸入端2 1N+(2)2 反向輸入端1 1N(1) 6 反向輸入端2 1N(2)3 正向輸入端1 1N+(1) 7 輸出端2 OUT2浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 13 續(xù)表314 地 GND 8 電源 VCC 紅外避障模塊紅外避障模塊主要實現(xiàn)小車的避障處理，當小車檢測到前面有障礙物時，由單片機發(fā)出指令實現(xiàn)小車停止功能。其實現(xiàn)原理與紅外線對管尋跡模塊基本一致，只是為了實現(xiàn)更好的避障效果（主要是距離問題），所以采用了自制紅外接發(fā)電路。 紅外避障電路介紹本模塊主要有兩部分組成，38KHZ的紅外發(fā)射模塊和接收比較模塊，采用38KHZ頻率段是能有效的排除可見光的干擾，實現(xiàn)避障有效距離50CM左右，更好的完成對電機的控制。如圖311 紅外線避障電路原理圖。通過555芯片組成多諧振蕩器，根據(jù)式（31）可設(shè)計出38KHZ方波信號 （31）1/???12(R+)C圖 311 紅外線避障電路原理圖接通電源后，電容C被充電當2腳 上升到2 /3，使 3腳 為低電平，同CVcoV時內(nèi)部三極管T導通，此時電容C通過 和T 放電， 下降，當 下降到 /3RCCc時， 翻轉(zhuǎn)為高電平。當放電結(jié)束時，T截止， 通過 、 向電容C充電，oV 1R2浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 14 上升到 /3時，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平，如此周而復始，于是，在電路的輸出端Vc就得到一個周期性的矩形波，由3腳輸出，再通過三極管9013驅(qū)動后由發(fā)射管發(fā)出并由接收模塊接收實現(xiàn)單片機控制 [8]。 555芯片工作原理NE555是一個能產(chǎn)生精確定時脈沖的高穩(wěn)度控制器，其輸出驅(qū)動電流可達200MV。在多諧振蕩器工作方式時，其輸出的脈沖占空比由兩個外接電阻和一個外接電容確定；在單穩(wěn)態(tài)工作方式時，其延時時間由一個外接電阻和一個外接電容確定，可延時數(shù)微秒到數(shù)小時。工作電壓范圍： 16V。如圖3CV?12 555內(nèi)部框架圖。圖 312 555內(nèi)部框架圖其中圖中2腳的功能為觸發(fā)，5腳功能為控制電壓，6腳功能為閥值，7腳功能為放電端。 電機驅(qū)動模塊小車電機為直流減速電機，帶有齒輪組，考慮不需調(diào)速功能，所以采用電機驅(qū)動芯片 L293D。L293D 是著名的 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，設(shè)計用來接收 DTL 或者 TTL 邏輯電平，驅(qū)動感性負載(比如繼電器，直流和步進馬達)，和開關(guān)電源晶體管。內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動電路。L293D 可直接的對電機進行控制，無須隔離電路。通過單片機的 I/O 輸入浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 15 改變芯片控制端的電平，即可以對電機進行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，非常方便，用程序輸入對應的碼值，能夠?qū)崿F(xiàn)對應的動作，有效控制電機運動，如圖 313 電機驅(qū)動原理圖。J16 和 J17 控制左邊電機，J18 和 J19 控制右邊電機。取左邊電機為例，當 J16 輸入數(shù)字電平“1”， J17 輸入數(shù)字電平“0”時實現(xiàn)正轉(zhuǎn)；當 J16 輸入數(shù)字電平“0”， J17 輸入數(shù)字電平“1”時實現(xiàn)反轉(zhuǎn)；當 J16 輸入數(shù)字電平“0（1）”， J17 輸入數(shù)字電平“0（1）”時實現(xiàn)停止；最后結(jié)合左右電機通過單片機共同實現(xiàn)小車的前后左右四個方向行駛 [9]。圖 313 電機驅(qū)動原理圖 語音控制模塊本模塊為小車的附加功能模塊，主要采用柱極式話筒接收聲波信號，通過三極管放大電路放大信號，使信號經(jīng)過電容和整流的二極管得到一個電壓峰值為一伏的脈沖信號，并經(jīng)過 74HC04 取反后供單片機控制，實現(xiàn)語音控制 [10]。如圖 314 語音控制模塊原理圖。圖 314 語音控制模塊原理圖浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 16 其中圖中 P15 為連接柱極式話筒的接口，P16 為電源接口，R23 的作用是調(diào)節(jié)話筒的靈敏度，C7 則是用來濾除波形中的直流部分。中間電路為典型的三極管共 e 極放大電路，其放大倍數(shù)可以根據(jù) R24 和 R25 來確定。但由于 9013 管的自身特性，使的其最大的放大電壓為 1 伏，經(jīng)過電容的整形形成直流電壓輸入二極管。當話筒沒有接受到一定強度的聲波時，由于二極管的管壓降，使電壓不能經(jīng)過其到非門芯片而讓芯片輸出電平為數(shù)字“1” ，但當話筒接收到的聲波信號經(jīng)放大后超過二極管的管壓降，非門的輸入端上有一個正電壓，而使輸出端為低電平“0” ，實現(xiàn)跳變觸發(fā)的產(chǎn)生，進而讓單片機的中斷口進行判斷，作出響應，實現(xiàn)語音控制。浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 17 4 軟件設(shè)計軟件設(shè)計是實現(xiàn)小車智能運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在，相當于人類大腦思維活動，通過軟件設(shè)計可將各個變化信號數(shù)據(jù)有效的結(jié)合處理，產(chǎn)生相應的動作反應。在小車運行的控制過程中，我們采用模糊控制算法實現(xiàn)對小車樣本訓練。 模糊控制算法 模糊理論的發(fā)展20 世紀 60 年代，美國加利福尼亞大學著名教授扎德發(fā)表了一篇關(guān)于模糊集合的論文，由此提出了模糊理論。四十多年來，在模糊理論算法、模糊推理、工業(yè)控制應用，以及穩(wěn)定性理論研究方面，都有不少研究論文發(fā)表。80 年代后，自動控制系統(tǒng)隨著被控對象的復雜化，它不僅表現(xiàn)在控制系統(tǒng)具有多輸入、多輸出的強偶合性、參數(shù)時變性和嚴重的非線性等特性，更突出的是從系統(tǒng)對象所能獲取的知識信息量相對的減少，以及與此相反的對控制性能的要求卻日益高度化。如今，對模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模糊推理算法，以及模糊控制穩(wěn)定性等問題的研究成果已進入實用化時期，其成果應用主要集中于工業(yè)窯爐方面，如退火爐，電弧冶煉爐，水泥爐及造紙機的控制等。目前，模糊控制技術(shù)有了更大的發(fā)展，過去將大型機械設(shè)備和生產(chǎn)過程作為控制對象，而