【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 連接。為節(jié)約電源電量并且不影響 LCD 的功能，LCD 的背光用單片機(jī)進(jìn)行控制，使 LCD 的背光在小車(chē)行駛的過(guò)程中不亮，因?yàn)槲覀儾槐乜雌滹@示；在其它我們需要看顯示的內(nèi)容的時(shí)候 LCD 背光亮。 測(cè)速模塊： 方案 1：采用采用霍爾開(kāi)關(guān)元器件 A44E 檢測(cè)輪子上的小磁鐵從而給單片機(jī)中斷脈沖，達(dá)到測(cè)量速度的作用?；魻栐哂畜w積小，頻率響應(yīng)寬度大，動(dòng)態(tài)特性好，對(duì)外圍電路要求簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，電源要求不高，安裝也較為方便?；魻栭_(kāi)關(guān)只對(duì)一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)起作用，抗干擾能力強(qiáng)，因此可以在車(chē)輪上安裝小磁鐵，而將霍爾器件安裝在固定軸上，通過(guò)對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)進(jìn)行車(chē)速測(cè)量。 方案 2：采用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)速。但無(wú)論是反射式紅外傳感器還是對(duì)射式紅外傳感器，他們對(duì)都對(duì)外圍環(huán)境要求較高，易受外部環(huán)境的影響，穩(wěn)定性不高，且價(jià)格較為昂貴。通過(guò)對(duì)方案 方案 2 的比較其優(yōu)缺點(diǎn)，綜合多方面因素決定選用方案 1，其原理圖接線如（圖 5）所示：（圖 5） 控速模塊： 方案 1：使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電阻 R 的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對(duì)于小車(chē)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不利。 方案 2：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.此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。 方案 3：采用由雙極性管組成的 H 橋電路。用單片機(jī)控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H 橋電路保證了可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開(kāi)關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很高，是一種廣泛采用的調(diào)速技術(shù)。綜合 3 種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，決定選擇方案 3，其電路原理圖如（圖 6）所示：（圖 6） 模式選擇模塊：模式選擇模塊通過(guò)一個(gè) 74LS00 與非門(mén)和兩個(gè)不帶鎖按鈕來(lái)控制單片機(jī)單片機(jī)的兩個(gè)中斷口，從而按動(dòng)按鈕來(lái)選擇小車(chē)走動(dòng)的路型、來(lái)選擇小車(chē)的速度是快速、中速、慢速；走完路程小車(chē)停止后還可以通過(guò)按鈕選擇想要在 LCD 上想看的信息，比如總時(shí)間、走過(guò)各段路程的時(shí)間、平均速度、總路程等。小車(chē)走動(dòng)的模式選擇有：（1） 直線型：滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求，能穩(wěn)定的走完全程。之后按順序循環(huán)不斷的顯示走完全程所用的時(shí)間、走完高速區(qū)所用的時(shí)間和走完低速區(qū)所用的時(shí)間這三個(gè)時(shí)間；或者可以通過(guò)兩個(gè)按鈕以及 LCD 顯示的菜單選擇所要看的內(nèi)容如平均速度、全程距離以及那三個(gè)時(shí)間。（2） S 型：滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的發(fā)揮部分的要求，小車(chē)能自動(dòng)的感應(yīng)到在前面或在后面鐵片，即第一次轉(zhuǎn)彎后若感應(yīng)到的是錯(cuò)誤的方向，則小車(chē)會(huì)后退自動(dòng)調(diào)整方向，沿著 S 型的鐵片走。當(dāng)走完 S 型鐵片后的一定時(shí)間里，小車(chē)自動(dòng)停止。之后自動(dòng)進(jìn)入菜單由我們自己選擇要看的內(nèi)容時(shí)間、平均速度和所走的距離。（3）自動(dòng)型：小車(chē)先以一定的速度走完全程，之后再以一定的速度倒退回起點(diǎn)，再調(diào)整速度在一定的時(shí)間內(nèi)走完全程。走完后 LCD 顯示的內(nèi)容與直線型顯示的內(nèi)容一樣。3. 程序框圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)主程序框圖、速度感應(yīng)程序框圖和鐵片感應(yīng)程序框圖分別如（圖 7）所示。(圖 7)4．系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)： 路面檢測(cè)模塊： 應(yīng)用一個(gè)金屬感應(yīng)器，安裝在車(chē)盤(pán)下，離地略小于或約四毫米。當(dāng)金屬傳感器檢測(cè)到鐵片時(shí)將對(duì)單片機(jī)發(fā)送中斷信號(hào)，單片機(jī)運(yùn)行中斷，改變輸給電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓占空比來(lái)控制小車(chē)的速度。 LCD顯示模塊：采用 1602LCD，由單片機(jī)的總線模式連接。為節(jié)約電源，LCD 的背光用單片機(jī)進(jìn)行控制。 測(cè)速模塊：通過(guò)霍爾元件感應(yīng)磁鐵來(lái)產(chǎn)生脈沖(當(dāng)霍爾元件在離磁場(chǎng)較近時(shí)輸出會(huì)是高電平，其它時(shí)候是低電平)，一個(gè)車(chē)輪均勻放四個(gè)小磁鐵，計(jì)算一秒所得的脈沖數(shù)，從而計(jì)算出一秒小車(chē)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，再測(cè)量出小車(chē)車(chē)輪周長(zhǎng)即可計(jì)算出小車(chē)當(dāng)前速度，累加可得到當(dāng)前路程。 控速模塊：考慮到元器件的缺少以及我們所用的電路的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電路原理圖和和小車(chē)自帶的電路的電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖一樣，所以暫時(shí)使用小車(chē)自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖。 復(fù)位電路模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位電路通過(guò)手動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，復(fù)位電路圖如（圖 8）所示。（圖 8）2uVC01KRST 模式選擇模塊：兩個(gè)中斷口使用和感應(yīng)鐵片、感應(yīng)速度所使用的中斷口一樣，通過(guò)一個(gè)與非門(mén)和按鈕控制。原理圖如（圖 9）所示：（圖 9）5．最小系統(tǒng)圖： 該系統(tǒng)主要用到的是單片機(jī)，所以主要的部分是最小系統(tǒng)圖，該最小系統(tǒng)圖如（圖 10）所示： （圖 12）6. 最終 PCB板圖：該最小系統(tǒng)的最終 PCB 板圖（包括 LCD 接口以及其他的外部擴(kuò)展電路部分，考慮到最小系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔以及容易看懂，外部擴(kuò)展電路不在最小系統(tǒng)圖上顯示。 ）分別如（圖 11） 、 （圖 12）所示：（圖 11）（圖 12）7．系統(tǒng)程序：按照預(yù)定的功能，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能的程序如下所示：include include /********************************************************************************\** 宏定義區(qū) **\********************************************************************************//* LCD模塊 */define LCD_RW P2_6 //讀寫(xiě)控制端define LCD_RS P2_7 //數(shù)據(jù)命令選擇端define LCD_E P2_5 //執(zhí)行使能端define LCD_Data P1 //P1口define Write 0x00 //低電平寫(xiě)入define Read 0x01 //高電平讀出define Data 0x01 //高電平選擇數(shù)據(jù)define Cmd 0x00 //低電平選擇命令define Enable 0x00 //躍變到低電平時(shí)執(zhí)行命令define Disable 0x01 define True 0x01define False 0x00define LCD_Init 0x38 //初始化模式define LCD_DispCtr 0x0C //開(kāi)顯示及光標(biāo)設(shè)置define LCD_CloseCtr 0x08 //關(guān)顯示define LCD_CLS 0x01 //清屏幕define LCD_EnterSet 0x06 //顯示光標(biāo) define Busy P1_7 //忙信號(hào)/* 測(cè)速/測(cè)距/測(cè)時(shí)模塊 */define CircleLength ///* 控速模塊 */define P03 P0_3 //后電機(jī)define P04 P0_4 //后電機(jī)define P01 P0_1 //前電機(jī)define P02 P0_2 //前電機(jī)define P31 P0_5 //控制液晶背光define P33 P3_3/* 菜單選擇模塊 */define Line 0x00 //0代表直線模式define Curve 0x01 //1代表S型模式define Normal 0x00 //0 代表正常速度define Low 0x01 //1 代表低速define High 0x02 //2 代表高速/*********************************************************************************\** 全局函數(shù)聲明區(qū) **\*********************************************************************************//* LCD模塊 */void LCDInit(void)。 //LCD初始化void SetWriteCmd(void)。 //設(shè)置寫(xiě)命令模式void SetReadCmd(void)。 //設(shè)置讀命令模式void SetWriteData(void)。 //設(shè)置寫(xiě)數(shù)據(jù)模式void WriteCmd(char cmd)。 //寫(xiě)命令void WriteData(char ddata)。 //寫(xiě)數(shù)據(jù)void ExecuteCmd(void)。 //執(zhí)行命令void SetXY(char x,char y)。 //定位顯示地址void DisplaySingleChar(char x,char y,char cchar)。 //顯示單個(gè)字符void DisplayString(char x,char y,char *str)。 //顯示一段字符串void Delay(unsigned int time)。 //延時(shí)主程序void DelayUs(unsigned int time)。 //延時(shí)子程序bit IsBusy(void)。 //判斷忙標(biāo)志函數(shù)void DisplayTime(void)。 //顯示時(shí)間void DisplayAVGSpeed(void)。 //顯示平均速度void DisplayDistance(void)。 //顯示路程/* 測(cè)速/測(cè)距/測(cè)時(shí)模塊 */ void INTInit(void)。 //所有中斷初始化void SpeedINT(void)。 //測(cè)速中斷void ComputeTime(void)。void ComputeSpeedANDDistance(void)。 //計(jì)算速度和距離/* 控速模塊 */void CtrSpeedINT(void)。 //控速中斷void Time0INT(void)。 void Time1INT(void)。 //控速單位時(shí)間中斷void Clock0_Init(void)。 //時(shí)鐘中斷初始化void Clock1_Init(void)。 //時(shí)鐘中斷初始化void CtrSpeed(void)。/********************************************************************************\** 全局變量區(qū) **\********************************************************************************/float SpeedCount = 0。 //測(cè)速計(jì)數(shù)脈沖float Speed = 。float Distance = 。 char Time1INTCount=0。 //T1中斷時(shí)間計(jì)時(shí)float PassTime=。 //小車(chē)行走的時(shí)間short IsT0INT=1。bit IsT1INT。 //判斷T1是否已經(jīng)響應(yīng)中斷short IsT0INT2=1。char Thx[5]={0xf4,0xf4,0xc5,0xf4,0xff}。 //3ms,3ms,15ms,3mschar Tlx[5]={0x48,0x48,0x68,0x48,0xff}。char Thx0=0xd8。char Tlx0=0xf0。char Thx1=0xb1。 //20mschar Tlx1=0xe0。short Round=0。short Back=0。short Back0=0。bit Backid。bit Stop=0。char Area0=0。char Area1=0。 //區(qū)域變量char LowSpeedArea1StartTime。char LowSpeedArea1EndTime。char HighSpeedAreaEndTime。char LowSpeedArea2EndTime。char LowSpeedArea1PassTime=0。 //第一個(gè)低速區(qū)通過(guò)時(shí)間char HighSpeedAreaPassTime=0。 //高速區(qū)通過(guò)時(shí)間char LowSpeedArea2PassTime=0。 //第二個(gè)低速區(qū)通過(guò)時(shí)間char ReadyToGo=4。 //倒計(jì)時(shí)char flag。bit Roundid=0。char Nocurve=0。 char ChangeFlag。char Mode。 bit Running。bit SelectedAll。 //模式和速度是否選擇完畢標(biāo)志bit IsSelectingMode。 //模式選擇標(biāo)志bit IsSelectingSpeed。 //速度選擇標(biāo)志bit ModeSelected。 //已經(jīng)被選擇的模式標(biāo)志char SelectedMode=10。 //模式選擇是否完畢標(biāo)志bit Next。 //Next鍵標(biāo)志bit