【文章內(nèi)容簡介】 連接。為節(jié)約電源電量并且不影響 LCD 的功能，LCD 的背光用單片機進行控制，使 LCD 的背光在小車行駛的過程中不亮，因為我們不必看其顯示；在其它我們需要看顯示的內(nèi)容的時候 LCD 背光亮。 測速模塊： 方案 1：采用采用霍爾開關(guān)元器件 A44E 檢測輪子上的小磁鐵從而給單片機中斷脈沖，達到測量速度的作用。霍爾元件具有體積小，頻率響應(yīng)寬度大，動態(tài)特性好，對外圍電路要求簡單，使用壽命長，價格低廉等特點，電源要求不高，安裝也較為方便?；魻栭_關(guān)只對一定強度的磁場起作用，抗干擾能力強，因此可以在車輪上安裝小磁鐵，而將霍爾器件安裝在固定軸上，通過對脈沖的計數(shù)進行車速測量。 方案 2：采用紅外傳感器進行測速。但無論是反射式紅外傳感器還是對射式紅外傳感器，他們對都對外圍環(huán)境要求較高，易受外部環(huán)境的影響，穩(wěn)定性不高，且價格較為昂貴。通過對方案 方案 2 的比較其優(yōu)缺點，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。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，成本低，加速能力強，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運行時，通過電阻 R 的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對于小車的長時間運行不利。 方案 2：采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制,通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整.此方案的優(yōu)點是電路較為簡單,缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢,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。用單片機控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機轉(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單地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(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，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：模式選擇模塊通過一個 74LS00 與非門和兩個不帶鎖按鈕來控制單片機單片機的兩個中斷口，從而按動按鈕來選擇小車走動的路型、來選擇小車的速度是快速、中速、慢速；走完路程小車停止后還可以通過按鈕選擇想要在 LCD 上想看的信息，比如總時間、走過各段路程的時間、平均速度、總路程等。小車走動的模式選擇有：（1） 直線型：滿足設(shè)計任務(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間、走完高速區(qū)所用的時間和走完低速區(qū)所用的時間這三個時間；或者可以通過兩個按鈕以及 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時間。（2） S 型：滿足設(shè)計任務(wù)的發(fā)揮部分的要求，小車能自動的感應(yīng)到在前面或在后面鐵片，即第一次轉(zhuǎn)彎后若感應(yīng)到的是錯誤的方向，則小車會后退自動調(diào)整方向，沿著 S 型的鐵片走。當(dāng)走完 S 型鐵片后的一定時間里，小車自動停止。之后自動進入菜單由我們自己選擇要看的內(nèi)容時間、平均速度和所走的距離。（3）自動型：小車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，再調(diào)整速度在一定的時間內(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：單片機主程序框圖、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)計與實現(xiàn)： 路面檢測模塊： 應(yīng)用一個金屬感應(yīng)器，安裝在車盤下，離地略小于或約四毫米。當(dāng)金屬傳感器檢測到鐵片時將對單片機發(fā)送中斷信號，單片機運行中斷，改變輸給電機驅(qū)動信號的電壓占空比來控制小車的速度。 LCD顯示模塊：采用 1602LCD，由單片機的總線模式連接。為節(jié)約電源，LCD 的背光用單片機進行控制。 測速模塊：通過霍爾元件感應(yīng)磁鐵來產(chǎn)生脈沖(當(dāng)霍爾元件在離磁場較近時輸出會是高電平，其它時候是低電平)，一個車輪均勻放四個小磁鐵，計算一秒所得的脈沖數(shù)，從而計算出一秒小車輪子轉(zhuǎn)動圈數(shù)，再測量出小車車輪周長即可計算出小車當(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)動電機的電路原理圖和和小車自帶的電路的電機驅(qū)動原理圖一樣，所以暫時使用小車自帶的電機驅(qū)動電路圖。 復(fù)位電路模塊：單片機的復(fù)位電路通過手動來實現(xiàn)，復(fù)位電路圖如（圖 8）所示。（圖 8）2uVC01KRST 模式選擇模塊：兩個中斷口使用和感應(yīng)鐵片、感應(yīng)速度所使用的中斷口一樣，通過一個與非門和按鈕控制。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，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展電路部分，考慮到最小系統(tǒng)的簡潔以及容易看懂，外部擴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 //開顯示及光標設(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 define Busy P1_7 //忙信號/* 測速/測距/測時模塊 */define CircleLength ///* 控速模塊 */define P03 P0_3 //后電機define P04 P0_4 //后電機define P01 P0_1 //前電機define P02 P0_2 //前電機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)置寫命令模式void SetReadCmd(void)。 //設(shè)置讀命令模式void SetWriteData(void)。 //設(shè)置寫數(shù)據(jù)模式void WriteCmd(char cmd)。 //寫命令void WriteData(char ddata)。 //寫數(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)。 //顯示單個字符void DisplayString(char x,char y,char *str)。 //顯示一段字符串void Delay(unsigned int time)。 //延時主程序void DelayUs(unsigned int time)。 //延時子程序bit IsBusy(void)。 //判斷忙標志函數(shù)void DisplayTime(void)。 //顯示時間void DisplayAVGSpeed(void)。 //顯示平均速度void DisplayDistance(void)。 //顯示路程/* 測速/測距/測時模塊 */ void INTInit(void)。 //所有中斷初始化void SpeedINT(void)。 //測速中斷void ComputeTime(void)。void ComputeSpeedANDDistance(void)。 //計算速度和距離/* 控速模塊 */void CtrSpeedINT(void)。 //控速中斷void Time0INT(void)。 void Time1INT(void)。 //控速單位時間中斷void Clock0_Init(void)。 //時鐘中斷初始化void Clock1_Init(void)。 //時鐘中斷初始化void CtrSpeed(void)。/********************************************************************************\** 全局變量區(qū) **\********************************************************************************/float SpeedCount = 0。 //測速計數(shù)脈沖float Speed = 。float Distance = 。 char Time1INTCount=0。 //T1中斷時間計時float PassTime=。 //小車行走的時間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。 //第一個低速區(qū)通過時間char HighSpeedAreaPassTime=0。 //高速區(qū)通過時間char LowSpeedArea2PassTime=0。 //第二個低速區(qū)通過時間char ReadyToGo=4。 //倒計時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志bit IsSelectingMode。 //模式選擇標志bit IsSelectingSpeed。 //速度選擇標志bit ModeSelected。 //已經(jīng)被選擇的模式標志char SelectedMode=10。 //模式選擇是否完畢標志bit Next。 //Next鍵標志bit