【文章內(nèi)容簡介】 電機端口進行定義，如下：sbit LeftLed=P2^0。 sbit RightLed=P0^7。 定義前方左側(cè)和右側(cè)指示燈端口sbit LeftIR=P3^5。 sbit RightIR=P3^6。 sbit FontIR=P3^7。定義前方左側(cè)和右側(cè)紅外探頭以及正前方紅外探頭sbit M1A=P0^0。 sbit M1B=P0^1。 sbit M2A=P0^2。 sbit M2B=P0^3。 定義電機1及電機2的正向端口和反向端口下面是對小車的附加功能，如話筒、光敏電阻、蜂鳴器的端口定義，如下：sbit B1=P0^4。 sbit RL1=P0^5。 sbit SB1=P0^6。定義話筒傳感器、光敏電阻和蜂鳴端口sbit IR1=P3^3定義紅外接收端口void Delay()。{ uint DelayTime=30000 定義延時子程序和延時時間變量綜上所有程序只是整體程序代碼設(shè)計的開頭部分，只是對小車所有需要定義的端口及數(shù)據(jù)類型進行定義，為以下的每個模塊程序設(shè)計做好鋪墊。 單個模塊程序設(shè)計與編寫 程序狀態(tài)指示燈模塊程序狀態(tài)指示燈是比較常見到的一種工作狀態(tài)指示器,像網(wǎng)卡、無線發(fā)射器、電腦等等都會有相應(yīng)的LED指示燈來表示當前儀器的工作狀況。往往用LED閃亮的快慢來表示儀器是否處在工作中，以及長亮與長滅來表示儀器是否故障或需要檢查等操作本設(shè)計系統(tǒng)中的此模塊也是通過LED燈來模擬小車的運行情況，設(shè)計思路如下：（1）定義一個可變的延時函數(shù),通過它來改變燈閃亮的時間.（2）選取51機器人中相應(yīng)的LED模塊，聲明端口，用來顯示閃亮的狀態(tài)。（3）編寫主函數(shù),讓芯片一直循環(huán)運行，并定義一個時間記錄器來改變閃亮情況。（4）根據(jù)時間記錄器的數(shù)值來改變LED指示燈的閃亮情況，來完成程序狀態(tài)指示燈的模擬操作.具體的程序見附錄B程序指示燈模塊。 流水燈演示模塊（1）unsigned int code BToM[]={0x7E,0x3C,0x18,0x00}。 unsigned int code MToB[]={0xE7,0xC3,0x81,0x00}。定義由兩邊到中間及中間到兩邊的顯示數(shù)據(jù)void Delay() reentrant { unsigned int DelayTime=10000。while(DelayTime)。 }加入可重入的延時函數(shù)延和時時間基數(shù)，以便每個LED燈閃滅之間有一定的延時（2）void LeftToRight() {unsigned char TempCount=0。 Led=Led1。 定義從左邊到右邊的顯示函數(shù)以及顯示次數(shù)變量；由右邊向左邊移動數(shù)據(jù)；然后定義初步的顯示數(shù)據(jù)，通過循環(huán)進行數(shù)據(jù)顯示，在每次移動數(shù)據(jù)開始的時候加入（1）中的延時，最后通過空返回語句return表明該子程序的結(jié)束，進入下一個子程序。流水燈的四個動作程序結(jié)構(gòu)與設(shè)計上完全一樣，完整的程序見附錄B中流水燈模塊。 數(shù)碼管及跑馬燈模塊此模塊只是將數(shù)碼管的顯示融入到上述的流水燈演示里面，使兩者結(jié)合起來演示，所以不復(fù)雜，并且設(shè)計中已經(jīng)將這個模塊的程序?qū)懭氲娇偝绦蛑校谛≤囘\行時，會有相應(yīng)的顯示。 按鍵中斷查詢模塊本模塊通過兩個按鍵對數(shù)碼管進行操作，分別演示了查詢與中斷的操作方式，中斷中應(yīng)用了對按鍵進行查詢的方法來判斷按鍵的鍵值，查詢按鍵方法中則采用了鍵盤延遲的方法來消除按鍵重復(fù)輸入。程序運行效果：開機后數(shù)碼管顯示數(shù)字 1 ，當按 S1 不放時，數(shù)碼管數(shù)字不變，松開 S1 按鍵，數(shù)碼減 1 ；按 S2 鍵不放時，數(shù)碼管數(shù)字會自動加 1。并且數(shù)字遵守從 09 循環(huán)操作。具體的程序見附錄B中的按鍵中斷查詢模塊 話筒聲音識別模塊 本程序主要通過話筒對聲音信號進行識別，由于硬件關(guān)于本模塊電路設(shè)計中能有效的去除雜波，所以僅能對響度較大的聲音進行識別 ( 例 ： 拍手聲，大叫聲等等 )。像正常的說話聲對本電路慮除，不會產(chǎn)生信息的輸入。話筒識別的加入，為我們建立了聲控平臺。主要的程序設(shè)計如下： while(1) {if (0==B1) {while(0==B1)。 Delay()。 LeftLed=!LeftLed。 RightLed=!RightLed。}}首先判斷是否有聲音輸入，等待聲音信號結(jié)束，去除多余雜音，然后使小車前方左側(cè)和右側(cè)指示燈分別取反，這樣就實現(xiàn)了聲音識別的功能；關(guān)于聲音控制小車運行的設(shè)計，已經(jīng)寫入了總程序中，在小車運行時能展現(xiàn)出聲控的功能。 光敏電阻及蜂鳴器模塊while(1){if(1==RL1){Delay()。SB1=!SB1。LeftLed=!LeftLed。RightLed=!RightLed。}else{SB1=1。LeftLed=1。RightLed=1。}}首先判斷光敏的現(xiàn)在狀態(tài) ( 有光 0, 無光 1)，然后開始延時，如果在黑暗條件下，高電平輸入使蜂鳴器響亮以及前方左右兩側(cè)指示燈閃亮；否則蜂鳴器和指示燈均關(guān)閉。 紅外反射與直流電機驅(qū)動模塊此模塊為小車最為重要的模塊，因為它關(guān)系著小車整體的運行情況，避障避懸崖和尋線都是設(shè)計的核心部分，也都是在本模塊實現(xiàn)的。首先要定義前方指示燈、紅外探頭以及電機驅(qū)動、語音傳感器和蜂鳴器端口，然后加入小車調(diào)轉(zhuǎn)子時間子程序并定義轉(zhuǎn)彎時間變量，在延時子程序中寫入讓蜂鳴器響亮的代碼：while(DelayTime)。 SB1=!SB1。 這樣使得小車轉(zhuǎn)彎時蜂鳴器報警，用return語句來結(jié)束該子程序，進入到下一個電機控制子程序，將電機的初始化都設(shè)為0，用case語句來判斷小車的前進，后退，左轉(zhuǎn)以及右轉(zhuǎn)四種狀態(tài)，并在相應(yīng)的狀態(tài)下寫入電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，如前進時電機M1M2正轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)時M1 電機反轉(zhuǎn)M2 電機正轉(zhuǎn)；下面是進入主循環(huán)。用LeftLed和RightLed分別表示前方左側(cè)和右側(cè)紅外探頭狀態(tài)，RunShow指示前方紅外探頭狀態(tài)，然后用if語句（if(FontIR==0 || LeftIR==1)來判斷前方 , 左側(cè) , 右側(cè)是否有信號輸入RightIR==1)；{ControlCar(2)； 讓小車后退，在后退過程中加入了蜂鳴器報警，注意此時小車沒有聲控功能，因為存在報警聲音，對其造成了一定的干擾。 串口通信模塊本程序是通過數(shù)碼管、LED 指示燈的閃亮來表示當前串口通信的結(jié)果 ， 串口通信使單片機與電腦之間通信的橋梁，可以很好的用電腦來進行單片機的控制，及對單片機數(shù)據(jù)的采集。 具體的程序代碼見附錄B中的串口通信模塊運行時可以看到，打開本機電源開關(guān)后， P1端LED 指示燈在不停的閃耀，此時使用“串口調(diào)試助手” 或其它軟件向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)，可以看到相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上，并且發(fā)送的數(shù)據(jù)又返回到電腦中。 ( 只顯示 09 數(shù)字) 單元模塊程序設(shè)計小結(jié) 以上是對小車軟件部分的每個模塊進行了說明，并且對主要的程序設(shè)計思想進行了闡述，有的模塊已經(jīng)融入到了綜合程序中，有的模塊是需要分步下載之后才能展現(xiàn)出來，將每個模塊的程序經(jīng)過整合，定義的端口和函數(shù)都放在前面，子程序通過空返回語句return來連接，構(gòu)成總程序。 總程序代碼如附錄B中總程序所示。5 實物運行與測試結(jié)果以及結(jié)論 小車的運行情況將COM端口的USB線把小車和電腦連接起來，通過ISP編程器和STC_ISP_V394軟件將綜合程序?qū)懭氲叫酒校却龓酌腌?，放在一張反光較強的桌子上，打開電源可以看到，小車往前走，當遇到障礙物時會后退轉(zhuǎn)彎，繞過障礙物行駛；行駛到桌子的邊緣時，小車同樣也會后退轉(zhuǎn)彎，躲避懸崖；同時在前進過程中，可以用拍手聲來控制小車，使小車停下來，再拍一次小車又會前進。 由于尋跡功能需單獨演示，所以要將其程序?qū)懭胄酒言谐绦蚋采w，單獨實現(xiàn)黑色尋跡。 流水燈和程序狀態(tài)指示燈也都是屬于獨立演示的模塊，所以要通過端口依次寫入依次演示。 小車的測試結(jié)果及分析（1）測試結(jié)果及數(shù)據(jù)如下：①小車的前進和后退速度一致，；②障礙物檢測距離：反光很強的物體：約1m； 反光很弱的物體：； 黑色物體：0 m（即檢測不到黑色的障礙物）；③避懸崖高度范圍：；④巡黑線偏離范圍：0～；⑤轉(zhuǎn)彎角度：路面較光滑時為左轉(zhuǎn)87～90度 路面比較粗糙時左轉(zhuǎn)約80～87度⑥數(shù)碼管能正常顯示出數(shù)字“0、”，LED燈比較亮，沒有出現(xiàn)閃、較暗或不亮的情況；⑦流水燈演示、方向燈探照燈及聲控功能都能實現(xiàn)⑧遙控功能沒有實現(xiàn)（2）測試結(jié)果分析如下：經(jīng)過調(diào)試與測試， m/s；轉(zhuǎn)彎度與目標值相差10度，這兩種誤差都與小車行駛的路面狀況有關(guān)，摩擦力大時，誤差范圍會更大，所以都符合預(yù)先設(shè)計的技術(shù)要求。避障避懸崖以及尋線的精確度與設(shè)計指標相差不是太大，這與元器件的性能有關(guān)。其他功能也都能實現(xiàn)，只有實遙控功能沒有實現(xiàn)，這是本次設(shè)計中的缺陷所在經(jīng)過線路板及元器件的焊點觀察和測試分析，主要原因有以下幾點：①可能是紅外遙控接收頭壞了，接收不到遙控器發(fā)出的信號；②可能是紅外接收頭至芯片那一路的某個元件虛焊導(dǎo)致斷路；③還有可能是所選遙控器與軟件設(shè)計的代碼不匹配，實現(xiàn)不了對小車的遙控。④由于對遙控解碼程序不熟悉，可能通過單片機的程序?qū)b控器的按鍵解碼不正確，導(dǎo)致小車不具遙控功能。 結(jié)論至此小車的整體包括硬件和軟件的設(shè)計已經(jīng)完成，歷時三個月的設(shè)計過程中，我首先上網(wǎng)搜集資料，并在網(wǎng)上選購線路板，在我實習的車間里焊接小車的線路板。雖然我訓(xùn)練過兩個月的焊接，但是在實際的焊接過程中，我感覺到即使是一個簡單的電路，要想很輕松的焊好，也不是很容易的事情，有時是“虛焊”的原因，有時可能是阻值選錯，比如這次的遙控功能就不能實現(xiàn)，這使我深深感受到理論與實際間的差距。通過這樣的設(shè)計，提高了我的動手能力。焊接結(jié)束后，要對其進行調(diào)試，在調(diào)試過程中，出現(xiàn)了很多問題，如數(shù)碼管不顯示、小車總是后退不前進等等一些問題，在孟老師的指導(dǎo)與幫助下，這些難題已經(jīng)被攻克了，小車能夠正確的實現(xiàn)智能防撞壁懸崖等功能。小車的模型