基于單片機(jī)的智能尋跡小車設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-16 12:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 I/O 口，分別位 P0、PPP3 口，每個(gè)口有 8 位（8 根引腳），共 32 根。PO 口（Pin39～Pin32）：8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～P1 口（Pin1～Pin8）：8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（Pin21～Pin28）：8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（Pin10～Pin17）：8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～STC89C52 主要功能如表 21 所示：表 21 STC89C52 主要功能主要功能特性兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫(xiě) Flash ROM32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 3 級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 78L05 簡(jiǎn)介78L05 是一顆三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器，可以將輸入電壓穩(wěn)定到5V輸出，具有如下特點(diǎn)：（1）輸出電流可達(dá)150mA。（2）。（3）輸出精度可達(dá)177。4%。（4）簡(jiǎn)單的外圍電路。（5）圖 25 78l05 封裝圖圖26 78L05引腳圖 TCRT5000 簡(jiǎn)介光電傳感器TCRT5000，是一種一體化反射型光電探測(cè)器，其發(fā)射器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個(gè)高靈敏度，硅平面光電三極管。其檢測(cè)距離在6mm14mm。，高電平的輸出大,能夠被單片機(jī)所識(shí)別。TCRT5000 的發(fā)射管和接收管采用DIP4封裝，其結(jié)構(gòu)如圖27所示，具有如下特點(diǎn)：（1）塑料透鏡可以提高靈敏度。（2）內(nèi)置可見(jiàn)光過(guò)濾器能減小離散光的影響。（3）體積小，結(jié)構(gòu)緊湊圖 27 TCRT5000 封裝和引腳圖 L298N 簡(jiǎn)介L(zhǎng)298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見(jiàn)的是 15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N，內(nèi)部同樣包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V。L298N 可接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào) VSS，V SS可接 4．5～7 V 電壓。4 腳 VS接電源電壓，V S電壓范圍 VIH為＋2．5～46 V，輸出電流可達(dá) 2．5 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1 腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298N 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2 和 OUT3，OUT4 之間可分別接電動(dòng)機(jī)。12 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，E nB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。圖 28 L298N 引腳圖3 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)主控電路主控電路的核心為 STC89C52 單片機(jī)，首先要搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)，然后確定輸入端口和輸出端口。 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路，其中各個(gè)部分的功能如下：時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路就是振蕩電路，向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定單片機(jī)的執(zhí)行速度。STC89C52 單片機(jī)時(shí)鐘頻率范圍：0 — 33MHz，本設(shè)計(jì)中給單片機(jī)提供一個(gè)外接的 12MHz 的石英晶振。電源電路：向單片機(jī)供電。STC89C52 單片機(jī)的工作電壓范圍：—， 所以通常給單片機(jī)外接 5V 直流電源。連接方式為 VCC(40 腳)接電源+5V，VSS(20 腳）接電源地端。復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程，在電壓達(dá)到正常值時(shí)給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號(hào)。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。手動(dòng)按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)，確定單片機(jī)的初始狀態(tài)。通常在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或“死機(jī)”時(shí)，使用手動(dòng)復(fù)位可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)“重啟”。XTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9 U1AT89C52X112MHzC130pFC230pF+5VR210kC310uR110kR32k+5VCLPS1S2S3S4S5NEARIN1IN2IN3IN4ENAENBFMQ圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng) 輸入輸出端口確定為了方便程序設(shè)計(jì)，將 P0 端口作為輸入端口，P1 作為輸出端口。單片機(jī)由 口接收循跡模塊發(fā)出的路面檢測(cè)信號(hào)，通過(guò) 口控制驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)。當(dāng)前方出現(xiàn)障礙物時(shí)通過(guò) 口控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如表 31 所示：表 31 單片機(jī)各接口接法 接 CLP 觸碰開(kāi)關(guān)輸出 接 SS1 傳感器輸出 接 SS2 傳感器輸出 接 SS3 傳感器輸出 接 SS4 傳感器輸出 接 SS5 傳感器輸出 接 NEAR 紅外蔽障傳感器輸出 接控制信號(hào)輸入端 1 接控制信號(hào)輸入端 2 接控制信號(hào)輸入端 3 接控制信號(hào)輸入端 4 電源電路電路的各部分電壓要求不同，單片機(jī)的工作電壓是 ，循跡模塊的工作電壓是 ，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的工作電壓是 546V。為了保證整個(gè)電路能夠穩(wěn)定運(yùn)行，給單片機(jī)和循跡模塊提供 5V 的輸入電壓，給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊提供 的輸入電壓。本設(shè)計(jì)中的電源模塊選用了 78L05 這樣一個(gè)電源調(diào)整器件,78L05 具有輸出電壓精度高，外圍電路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。將 干電池組的的電壓輸入到 78L05 的輸入端，輸出端可以得到 5V 電壓輸出，輸入輸出端各并一個(gè)電容，可以起到（。 。 。 。 。 ）的作用。 干電池一方面直接給驅(qū)動(dòng)電路供壓，通過(guò)78L05 得到的 5V 電壓給單片機(jī)等其他部分供壓,這樣系統(tǒng)電路各部分都能得到比較穩(wěn)定的電壓。圖 32 電源模塊電路圖 路面檢測(cè)及蜂鳴器電路 路面檢測(cè)電路路面檢測(cè)模塊的主要功能是通過(guò)光電傳感器檢測(cè)路面黑線及前方障礙物情況，并將檢測(cè)到的情況以高低電平的形式輸出給單片機(jī) P0 口。小車在白色地面行駛時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號(hào)被反射，接收管收到信號(hào)后，輸出端為低電平。而當(dāng)紅外信號(hào)遇到黑色路面時(shí)，紅外信號(hào)被吸收，接收管不能接收到信號(hào)，輸出端為高電平。單片機(jī)通過(guò)采集每個(gè)紅外接收管的輸出端電壓，便可以檢測(cè)出路面黑線的位置，從而控制
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