基于52單片機(jī)的智能避障小車設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-23 21:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ISP 下載接口，改下載接口在實際制作是可以用雙排的 5*2 的排針代替，電路是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的 ISP 下載線來設(shè)計的，與常用的并口下載線，串口下載線和筆記本用的 USBASP 下載線兼容，只需將下載線接口插到本接口上就可以直接向單片機(jī)燒寫程序。 圖 4 52單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 避障模塊設(shè)計 超聲波模塊采用現(xiàn)成的 HCSR04 超聲波模塊，該模塊可提供 2CM400CM 的非接觸式距離感測功能，測距精度可高達(dá) 3MM。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與 控制電路。 基本工作原理： (1)采用 IO 口 TRIG 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號 。 (2)模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有信號返回； (3)有信號返回，通過 IO口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。測試距離 =(高電平時間 *聲速 (340M/S))/2。 本模塊使用方法簡單 ,. . 一個控制口發(fā)一個 10US 以上的高電平 ,就可以在接收口等待高電平輸出 .一有輸出就 可以開定時器計時 ,當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r就可以讀定時器的值 ,此時就為此次測距的時間 ,方可算出距離 .如此不斷的周期測 ,即可以達(dá)到你移動測量的值 圖 5 超聲波避障模塊實物圖 顯示模塊設(shè)計 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。 LED 數(shù)碼管實 際上是由 7個發(fā)光管組成 8 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點就是 8 個。這些段分別由字母 a， b， c， d， e， f， g， dp 來表示。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。 LED 數(shù)碼管有一般和超亮等不同之分，也有 寸， 1 寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由兩個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為 左右，電流不超過 30MA。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽二極管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。 本電路采用四位一體共陽數(shù)碼管，采用動態(tài)掃描方式來完成顯示功能。 CPU. . 送來的數(shù)據(jù)信號直接送入數(shù)碼管的段號碼，進(jìn)行數(shù)字顯示，兩個三極管是對數(shù)碼管的位號選操作，當(dāng) Q4 導(dǎo)通時就是選擇數(shù)碼管的個位，當(dāng) Q3 導(dǎo)通時，就是選擇數(shù)碼管 的十位，通過單片機(jī)的控制，首先顯示個位數(shù)，然后關(guān)掉，一直循環(huán)下去。那么我們將會看到連續(xù)的數(shù)字顯示，輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r間是極為短暫的，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上四位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示而不會有閃爍感。 電機(jī)驅(qū)動模塊設(shè)計 圖 6 L298的實物圖和封裝圖 . . 圖 7 L298電路圖 電路圖中有兩個電源，一路為 L298 工作需要的 5V 電源 VCC，一路為驅(qū)動電機(jī)用 的電池電源 VSS。圖中的續(xù)流二極管是為了消除電機(jī)轉(zhuǎn)動時的尖峰電壓保護(hù)電機(jī)而設(shè)計。 . . 第三章 小車軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計說明 在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要。 為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。所謂“模塊”，實質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨立的程序段，這種程序設(shè)計方法叫模塊程序設(shè) 計法。 模塊程序設(shè)計法的主要優(yōu)點是： 單個模塊比起一個完整的程序易編寫及調(diào)試； 模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務(wù)在不同條件下調(diào)用； 模塊程序允許設(shè)計者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計者提供方便。 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑定時子程序、避障子程序﹑中斷子程序顯示子程序﹑調(diào)速子程序﹑算法子程序構(gòu)成。 本作品的核心電路是一片 AT89C52。它是整個控制部分的核心，負(fù)責(zé)車速控制、電動機(jī)驅(qū)動、舵機(jī)轉(zhuǎn)向、測距避障等功能。 程序的總體設(shè)計 （見附錄二） 后輪電機(jī)的 控制 因為后輪電機(jī)有單片機(jī)通過驅(qū)動芯片進(jìn)行驅(qū)動，那么對后輪電機(jī)的控制很顯 . . 然也就包括了方向和速度的控制。方向的控制很簡單，前面說過電機(jī)和至單片機(jī)的的 1234四個是一一對應(yīng)的，其中 12是一個通道，使能為 ENA腳控制，高電平有效， 34是第二個通道，使能由 ENB控制。因此可以把電機(jī)接在 12腳上，因此如果接單片機(jī)的 12腳分別接在 51單片機(jī)的 ， = 1； =0；電機(jī)正轉(zhuǎn)，則 = 0； =1；電機(jī)反轉(zhuǎn)，而如果在程序中對 或 PWM波來控制，那么不同的占空比就會讓電機(jī)具有不同的速度。 對于電機(jī)的調(diào)速控制有以下兩點說明： 注意選擇合適的控制頻率，過高可能導(dǎo)致電機(jī)不轉(zhuǎn)，頻率過低可能使電機(jī)間歇性轉(zhuǎn)動。 使用不同占空比的 PWM波控制電機(jī)時有時雖然在空轉(zhuǎn)的情況下電機(jī)速度降低但是同時帶負(fù)載的情況會嚴(yán)重降低，所以在以往的比賽中經(jīng)常出現(xiàn)有的小車在轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)跑不動的情況，因此應(yīng)注意選擇頻率和占空比。 . . 第四章 系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。
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