【文章內容簡介】 射，接收頭據此做出判斷是否有障礙物。當有光線反射回來時，輸出低電平。當沒有光線反射回來時，輸出高電平。單片機根據接收頭電平的高低做出相應控制，避免 小車碰到障礙物。由于接收管輸出 TTL 電平，有利于單片機對信號的處理。紅外接收二極管江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 8 頁 共 56 頁 又叫紅外光電二極管，也可稱紅外光敏二極管。它廣泛用于各種家用電器的遙控接收器中，如音響、彩色電視機、空調器、 VCD 視盤機、 DVD 視盤機以及錄像機等。紅外接收二極管能很好地接收紅外發(fā)光二極管發(fā)射的波長為 94Onm 的紅外光信號，而對于其他波長的光線則不能接收。因而保證了接收的準確性和靈敏度。 小車采用紅外線傳感器進行避障的電路原理圖如下圖 25 所示，實物圖如圖26 所示。紅外模塊的功能指標如表 22所示。 表 22 紅外模塊的功 能指標 使用芯片 NE555 工作電壓 5V 輸出模式 數字信號 測量距離 1CM 200CM 探測距離是否可以調節(jié) 是 檢測信號 探測到障礙物為高電平，無障礙物或超出探測范圍輸出低電平 LED 紅色為 Power 指示燈，綠色為 Status 指示燈 圖 25 紅外線傳感器進行避障的電路原理圖 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 9 頁 共 56 頁 圖 26 紅外線傳感器進行避障的實物圖 HCSR04 超聲波測距模塊 HCSR04 超聲波測距模塊可提供 2cm400cm 的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到 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。 HCSR04 超聲波測距模塊的時序圖如圖 27所示。 圖 27 超聲波模塊時序圖 以 上時序圖表明你只需要 提供一個 10uS 以上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內部將 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 10 頁 共 56 頁 發(fā)出 8 個 40kHz 周期電平并檢測回波。一旦檢測到有回波信號則輸出回響信號?；仨懶盘柕拿}沖寬度與所測的距離成正比。由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號時間間隔可以計算得到距離。公式： uS/58=厘米或者 uS/148=英寸；或是：距離 =高電平時間 *聲速（ 340M/S） /2；建議測量周期為 60ms 以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響 。 HCSR04 超聲波測距模塊的電路圖如圖 28 所示，實物圖如圖 29 所示。 圖 28 超聲波模塊的電路圖 圖 29 超聲波模塊實物圖 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 11 頁 共 56 頁 蜂鳴器驅動 電路 蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用 直流電壓 供電，廣泛應用于 計算機 、打印機、復印機、報警器、 電子玩具 、汽車電子設備、電話機、 定時器 等電子產品中作發(fā)聲 器件。 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在 電路 中用字母 “H” 或 “HA” （舊標準用 “FM” 、 “LB” 、 “JD”等）表示。 由于 自激 蜂鳴器是 直流電壓 驅動的，不需要利用交流 信號 進行驅動，只需對驅動口輸出驅動電平并通過 三極管 放大驅動電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音 (其驅動電路如 圖 210 所示 )， 利用 定時器 來做定時，通過定時翻轉電平產生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個波形就可以用來驅動蜂鳴器了。 LS1SPEAKER蜂鳴器PNPR21KR110GNDVCC 圖 210 蜂鳴器驅動電路 液晶顯示電路 該設計的顯示部分采用 LCD1602 來顯示超聲波測距模塊測得的距離。對于現實電路我們可以采用數碼管，也可以采用液晶顯示。液晶顯示相對于數碼管顯示電路更簡潔，顯示更明了，故我們采用液晶顯示電路。液晶又分字符型和點陣型，我們使用的液晶是字符型液晶。 LCD1602 自帶字符庫，不需要查找代碼，英文字符可直接使用。液晶電路使用時， 如果發(fā)現液晶不亮可以調節(jié)連接液晶的電位器，調節(jié)液晶的亮度。液晶顯示電路如圖 211 所示。 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 12 頁 共 56 頁 VSS1VDD2VO3RS4RW5EN6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16J2LCD1602VCCRSRWENVCCGNDR810KGND 圖 211 液晶顯示電路 遙控部分獨立按鍵電路 遙控部分的獨立按鍵與單片機的接口設置為 、 、 、 、 ，分別控制小車的前進、后退、左轉彎、右轉彎、以及功能切換。獨立按鍵采用低電平觸發(fā)，即當按下按鍵時給單片機一個低電平信號，單片機隨后做出相應的處理，當按鍵松開時，單片機接收到一個高電平信號，單片機隨后繼續(xù)做出相應處理。遙控部分的獨立按鍵電路如圖 212 所示。 SW5BUTTON_2SW4BUTTON_2SW2BUTTON_2SW1BUTTON_2GNDSW5BUTTON_2 圖 212 遙控部分獨立按鍵電路 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 13 頁 共 56 頁 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 14 頁 共 56 頁 第 3 章 軟件的設計與說明 軟件設計 系統(tǒng)功能的實現依賴于軟、硬件的協(xié)同工作。主控芯片為 STC89C52RC單片機。單片機控制軟件實現遙控和小車的各項功能。程序編譯采用 Keil uVision4編程軟件， Keil uVision4程序編譯界面如圖 31所示。程序部分采用目前單片機最通用的 C語言進行編程。程序的燒錄軟件采用 STC_ISP_V479軟件燒寫編譯好的HEX文件， STC_ISP_V479軟件程序燒寫界面如圖 32所示。 圖 31 Keil uVision4 編程軟件界面 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 15 頁 共 56 頁 圖 32 STC_ISP_V479軟件程序燒寫界面 軟件的說明 遙控部分主程序流程 遙控部分主程序流程圖如圖 33所示。程序從主函數開始執(zhí)行， 24L01 無線模塊初始化，同時在主函數中定義單片機口對應的按鍵按下時所發(fā)出的函數值。接下來判斷是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，則發(fā)送相應的按鍵對應的函數值，接著判斷是否又有按鍵按下。如果未發(fā)現按鍵按下則在主函數中循環(huán)判斷是否有按鍵按下。 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 16 頁 共 56 頁 開 始2 4 L 0 1 初 始 化定 義 鍵 值是 否 有 按 下 按 鍵發(fā) 送 相 應 鍵 值YN 圖 33 遙控主程序流程圖 24L01 子程序流程圖 24L01子程序流程圖如圖 34所示，本模塊子程序采用收發(fā)一體的驅動程序，即使該模塊既可以在需要時發(fā)送信號，又可以在需要時接收信號。 24L01 子程序模塊先初始化，初始化的同時在設置的寫入 reg 函數中寫入本地地址，寫入接收端地址，并且設置頻道 0自動 ACK 應答允許。設置 24L01 的允許接收地址只有頻道 0，并且是信道工作在 ，以及設置數據長度為 32 字節(jié)，發(fā)射速率為 1MHz。 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 17 頁 共 56 頁 開 始2 4 L 0 1 初 始 化寫 本 地 地 址寫 接 收 端 地 址設 置 頻 道 0 自 動 A C K 應 答 允 許設 置 接 收 數 據 長 度 為 3 2 字 節(jié)設 置 信 道 工 作 為 2 . 4 G H Z允 許 接 收 地 址 只 有 頻 道 0發(fā) 射 速 率 為 1 M H Z結 束 圖 34 24L01 子程序流程圖 小車部分主程序流程圖 小車部分主程 序流程圖如圖 35所示。程序從主函數開始執(zhí)行， 24L01 無線模塊初始化，液晶顯示模塊初始化， 24L01 無線電模塊初始化，超聲波模塊初始化。各個模塊初始化完畢后，單片機判斷是否接受到了信號，如果接收到信號，則判斷相應的按鍵值，如果沒有接收到按鍵值則返回繼續(xù)判斷是否接受到信號。接收到信號后，小車開始執(zhí)行鍵值對應的相應的命令。而超聲波測距，并在液晶上顯示相應距離，危險距離報警都是貫穿在整個 while（ 1）的語句中的。 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 18 頁 共 56 頁 開 始主 函 數 初 始 化超 聲 波 模 塊 初始 化2 4 L 0 1 初 始 化液 晶 初 始 化執(zhí) 行 命 令判 斷 按 鍵 值收 到 信 號超 聲 波 測 距Y延 時 0 . 1 s危 險 距 離N蜂 鳴 器 報 警YN 圖 35 小車部分主程序流程圖 江蘇理工學院畢業(yè)論文 (說明書 ) 第 19 頁 共 56 頁 第 4章 調試與總結 基于單片機的 智能小車控制有許多的模塊，在做整體設計之前首先是對每個模塊的調試。只有在確保每個模塊都正常的情況下才能進行總體的設計和總體的調試。每個模塊都需要軟硬件的調試才能確保模塊的正常。 硬件部分 硬件的焊接 單片機的電路系統(tǒng)相對于簡單一些，對于焊接只要多練習就不會出現問題，但是，單片機的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯誤，則會對檢測造成很大的不便，而且電路的交叉線較多，對于各種鋒利的引腳都要注意處理，否則會刺破帶有包皮的導線，則會對電路造成短路現象。 在本次單片機的設計調試中遇到了 很多的問題?；叵脒@些問題只要認真多思考都是可以避免的，主要問題在于單片機上的測試用燈不亮，原因出于焊接時間過長導致電路板上的金屬片脫落，造成斷路。 解決方案：重新引線使電路重新導通。