【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收；P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入時(shí)，P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)[14]；P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入時(shí)，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)，也是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口： RXD(串行輸入口) TXD(串行輸出口) INT0(外部中斷0) INT1(外部中斷1) T0(記時(shí)器0外部輸入) T1(記時(shí)器1外部輸入) WR (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通) RD (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)同時(shí)P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)；RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高平時(shí)間；ALE / PROG ：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效[15]；PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期PSEN兩次有效。但在訪問(wèn)內(nèi)部部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)；EA/VPP：當(dāng)EA保持低電平時(shí)，訪問(wèn)外部ROM；注意加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部ROM。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)；XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入；XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出； 最小系統(tǒng)圖21為單片機(jī)的最小系統(tǒng)圖，單片機(jī)外圍電路就是一個(gè)晶振電路和復(fù)位電路圖22單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊圖圖23 ST188外觀圖這里有兩種方案可供選擇：方案一：紅外探測(cè)法利用紅外線在不同顏色物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小車(chē)行駛過(guò)程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時(shí)發(fā)生漫反射，反射光被小車(chē)上的接收管接收：如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車(chē)上的接收管收不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來(lái)的紅外光為依據(jù)來(lái)確定黑線的位置和小車(chē)行走的路線。方案二：采用光敏電阻探測(cè)器。由于光敏電阻的阻值隨周?chē)h(huán)境光線的變化而變化。因?yàn)楣饩€照射到白紙上面時(shí)，光線反射強(qiáng)烈，照射到黑線上時(shí)光線發(fā)射較弱。將阻值的變化值經(jīng)過(guò)比較器就可以輸出高低電平，這樣單片機(jī)就可以通過(guò)返回來(lái)的高低電平來(lái)識(shí)別黑線了。但這種方案受環(huán)境中光線的影響很大，循跡很不理想，故我們放棄了。最后我們采用光電傳感器，其型號(hào)就是最普遍的ST188[16]，做為小車(chē)的尋跡探測(cè)模塊。其外觀如圖23所示。 圖中AK為紅外發(fā)射管。C_E為紅外接收管。其電器特性如表21所示 實(shí)際實(shí)用時(shí)不要超過(guò)此值：表21 ST188電器特性項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值單位輸入正向電流IF50Ma反向電壓VR6V耗散功率P75mA輸出集射電壓Vceo25V射集電壓Vceo6V集電極功率Pc50mA工作溫度Topr﹣20~65℃儲(chǔ)存溫度Tstg﹣30~75℃其光電特性如表22所示表22 ST188光電特性項(xiàng)目符號(hào)測(cè)試條件最小典型最大單位輸入正向壓降VfIf=20mA﹣V反向電流IrVr=3V﹣﹣10μA輸出集電極暗電流IceoVce=20V﹣﹣1μA集電極亮電流ILVce=15V If=8mAH1﹣﹣mAH2﹣﹣mAH3﹣﹣mA飽和壓降VceIf=8mA Ic=﹣ ﹣V根據(jù)光電特性，選取發(fā)射管的靜態(tài)電流為20mA。，如果供電電壓為5V，那么，此時(shí)在發(fā)射管上需要串聯(lián)電阻，電阻大小為R=（）/。即：R=。取標(biāo)稱電阻，R=200，那么此時(shí)的電流小于20mA，但是不影響結(jié)果[17]。C_E端的電阻比較靈活，畢竟他是用來(lái)輸出高低電平的，在此我們接一個(gè)2K的電阻，其實(shí)上面電路圖中的活動(dòng)變阻器沒(méi)有必要，只是為了測(cè)試方便，調(diào)整閾值電壓用的。原理說(shuō)明：當(dāng)沒(méi)有物體反射紅外線時(shí)，ce之間截止，無(wú)電流流過(guò)，輸出電壓為電源電壓，高電平。當(dāng)有物體反射紅外線時(shí)，be飽和導(dǎo)通ce也就導(dǎo)通了，輸出端就相當(dāng)于接地。輸出電壓為低電平。整體電路圖如圖24所示。圖24 循跡模塊圖這里，我們有三種方案可供選擇。 方案一：H型橋式驅(qū)動(dòng)電路這種驅(qū)動(dòng)電路是封面簡(jiǎn)單，可以很方便地實(shí)現(xiàn)直流點(diǎn)擊的四象限運(yùn)行，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)|正轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)。它的基本原理圖如圖25所示。全橋式驅(qū)動(dòng)電路的四只開(kāi)關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)。當(dāng)SS2導(dǎo)通時(shí)，SS4斷開(kāi)，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng)SS4導(dǎo)通時(shí)，SS2斷開(kāi)，電機(jī)兩端加反向電壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。在小車(chē)行駛的過(guò)程中，我們要不斷地使電機(jī)在四個(gè)象限之間切換。但是。由于實(shí)際的開(kāi)關(guān)器件都存在開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間，絕對(duì)的互補(bǔ)控制邏輯必然導(dǎo)致上下橋臂直通短路，影響小車(chē)的行駛。圖 25 H橋式驅(qū)動(dòng)電路基本原理圖方案二：繼電器控制采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制，通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換對(duì)小車(chē)的速度進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、可靠性不高。方案三：采用L298N集成芯片驅(qū)動(dòng)L298N是內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以驅(qū)動(dòng)46V，2A以下電機(jī)，接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)。用該芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，操作起來(lái)方便，又穩(wěn)定，輸出電流大，能夠給小車(chē)提供較大的速度，且啟動(dòng)，制動(dòng)快[18]。所以我們采用方案三。如圖26為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。一個(gè)L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)，四個(gè)輸入端，四個(gè)輸出端，兩個(gè)使能端，單片機(jī)輸出PWN給驅(qū)動(dòng)芯片，從而來(lái)控制小車(chē)。圖26電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如表23所示為我們?cè)O(shè)定通過(guò)芯片來(lái)確定小車(chē)的運(yùn)行情況。表23 電機(jī)運(yùn)行情況ENA(B)IN1(IN3)IN2(IN4)電機(jī)運(yùn)行情況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2(IN4)同IN1(IN3)快速停止LXX停止 我們用專(zhuān)用的超聲波測(cè)距芯片來(lái)控制兩小車(chē)的距離，使其在特定的位置控制其距離來(lái)保證小車(chē)超車(chē)的順利完成。如圖27所示為超聲波測(cè)距的時(shí)序圖，先發(fā)出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，模塊內(nèi)部再循環(huán)發(fā)出高脈沖，被拉成高電平，當(dāng)接收到返回信號(hào)時(shí)，模塊內(nèi)部被拉低，通過(guò)超聲波的波速乘上高電平的一半時(shí)間就是小車(chē)離前面小車(chē)的距離，然后通過(guò)程序再對(duì)小車(chē)進(jìn)行相應(yīng)的控制[19]。 圖27 超聲波模塊時(shí)序圖 無(wú)線通信模塊方案一：。它是一款新型的單片射頻收發(fā)器，內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低，在以6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA。接收時(shí)， mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。方案二：采用HC05嵌入式藍(lán)牙串口通信，該芯片主從一體，多一個(gè)藍(lán)牙通信協(xié)