【導讀】1、課題背景及意義···········································································3

　　

【正文】 閃爍方式與藍牙模塊狀態(tài)對應如表31所示 。 表 31 藍牙通信狀態(tài)對應圖 模式 LED 顯示 模塊狀態(tài) 主模式 均勻快速閃爍（ 150mson， 150off） 搜 索及鏈接從設(shè)備 快閃 5 下后熄滅 2 秒 鏈接之前配對過的從設(shè)備 20 長亮 建立鏈接 從模式 均勻快速閃爍（ 800mson， 800off） 等待配對 長亮 建立鏈接 超聲波測距模塊 我們是在開發(fā)板上通過液晶顯示來調(diào)試超聲波模塊。讓超聲波不斷地收發(fā)檢測，改變前面障礙物的距離來觀察液晶屏的顯示。通過這種方式來調(diào)試超聲波測距的子程序。 21 軟件設(shè)計 程序設(shè)計 說明及流程圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計說明 在進行微機控制系統(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)計應用程序。因此，軟件設(shè)計在微機控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要 [21]。 在單片機控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標度變換等。過程控制程序主要是使單片機按一定的方法進行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。 為了完成上述任務，在進行軟件設(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在不同條件下調(diào)用； 模塊程序允許設(shè)計者分割任務和利用已有程序，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。 程序流程圖 22 圖 41 小車運行流程圖 開始 甲乙兩車直行 乙車計數(shù) 四次 檢測起始標志并計數(shù) 左轉(zhuǎn)內(nèi)循跡 甲車外循跡至超車區(qū)，乙車內(nèi)循 跡 乙車超車結(jié)束線時，甲車啟動 23 圖 42 產(chǎn)生 PWM信號流程圖 圖 43 定時器中斷流程圖 程序設(shè)計 驅(qū)動程序設(shè)計 驅(qū)動程序主要是實現(xiàn)小車的直行，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，減速功能。 以下為驅(qū)動程序清單 void pwm_init(void) { CCON = 0。 CL = 0。 CH = 0。 CMOD = 0x02。 CCAPM0 = 0x42。 CCAPM1 = 0x42。 CR = 1。 } void pwm(unsigned char x,y) 結(jié)束 a++ a＞ =4 a=0 是 否 開始 中斷返回 定時器初始化開定時器中斷 運行中斷 服務 程序 有中斷 開始 24 { CCAP0H =CCAP0L =x。 CCAP1H =CCAP1L=y 。 } void go_stright(void) \\直行 { motor_in2=0。 motor_in4=0。 } void turn_left(void) \\左轉(zhuǎn) { motor_in2=1。 motor_in4=1。 pwm(130,0)。 en_a=1。 en_b=1。 } void turn_back(void) \\減速 { motor_in2=0。 motor_in4=1。 pwm(170,100)。 } void turn_right(void) \\右轉(zhuǎn) { motor_in2=0。 motor_in4=1。 pwm(140,110)。 en_a=1。 en_b=1。 } 25 尋跡子程序設(shè)計 尋跡子程序主要是設(shè) 置小車行走路線 ，使小車踩黑線行進。 以下為尋跡程序清單： void nei_xunji() \\內(nèi)循跡 { if((left_flag_0==0)amp。amp。(left_flag_1==0)) { en_a=0。 en_b=0。 delay(8)。 en_a=1。 en_b=1。 pwm(80,200)。 delay(5)。 } else if((left_flag_0==1)amp。amp。(left_flag_1==1)) { en_a=0。 en_b=0。 delay(8)。 en_a=1。 en_b=1。 pwm(200,80)。 delay(5)。 } else { en_a=0。 en_b=0。 delay(5)。 en_a=1。 26 en_b=1。 go_stright()。 delay(5)。 } } void nei_xunji2() \\內(nèi)循跡 2 { if((left_flag_0==0)amp。amp。(left_flag_1==0)) { en_a=0。 en_b=0。 delay(8)。 en_a=1。 en_b=1。 pwm(80,200)。 delay(5)。 } else if((left_flag_0==1)amp。amp。(left_flag_1==1)) { en_a=0。 en_b=0。 delay(8)。 en_a=1。 en_b=1。 pwm(200,80)。 delay(5)。 } else { en_a=0。 en_b=0。 27 delay(7)。 en_a=1。 en_b=1。 go_stright()。 delay(5)。 } } void nei_xunji3() \\內(nèi)循跡 3 { if((left_flag_0==1)amp。amp。(left_flag_1==1)) { pwm(200,140)。 } else if((left_flag_0==0)amp。amp。(left_flag_1==0)) { pwm(140,200)。 } else { go_stright()。 } } void wai_xunji() \\外循跡 { motor_in2=0。 motor_in4=0。 if((right_flag_0==0)amp。amp。(right_flag_1==0)) { en_a=0。 en_b=0。 28 delay(10)。 en_a=1。 en_b=1。 pwm(200,80)。 delay(5)。 } else if((right_flag_0==1)amp。amp。(right_flag_1==1)) { en_a=0。 en_b=0。 delay(10)。 en_a=1。 en_b=1。 pwm(80,200)。 delay(5)。 } else { en_a=0。 en_b=0。 delay(5)。 en_a=1。 en_b=1。 go_stright()。 delay(5)。 } 29 測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論 測試方法與儀器 測 試儀器 測試儀器包括秒表、數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、示波器、 MCS51 仿真機、直流穩(wěn)壓電源等。 測試方法 數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止 /導通狀態(tài)等參數(shù)； 信號發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號的接收與傳輸； MCS51 仿真機用于測試軟件； 直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電； 秒表用于產(chǎn)品測試，按照任務書的基本要求對制成的電動車進行產(chǎn)品測試 [22]。 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析 (1)計時精度分析 計時系統(tǒng)采用了新型顯示芯片。理論上的誤 差不到 1 秒 /年。 (2)測距精度分析 測速系統(tǒng)采用了電機軸光電碼盤檢測技術(shù)。電機軸與車輪軸之間采用了齒輪箱二級減速，變比 1/16。車輪周長 135mm,光電碼盤與電機軸安裝在一起，電機軸每一轉(zhuǎn)產(chǎn)生 2 個脈沖，車輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生 32 個脈沖，理論測量精度可達135mm/32= (3)定位精度分析 本設(shè)計采用實際測量與軟件補償技術(shù)，理論上可使定位精度提高到誤差 10mm。 小車行駛時間統(tǒng)計 （表 51 所示） 表 51 小車行駛時間統(tǒng)計 圈數(shù) 小車行駛時間 第一圈 38s 第二圈 40s 第三圈 38s 第四圈 40s 心得體會 30 歷經(jīng)幾個月的畢業(yè)設(shè)計，從最初的資料查找、方案設(shè)計，經(jīng)過最基本的電路設(shè)計、調(diào)試過程，再到軟件設(shè)計、測試，我學習了單片機系統(tǒng)設(shè)計的整個過程。從傳感器信號的處理，到單片機接收并處理信號，再到輸出信號至外部系統(tǒng)，通過該作品的設(shè)計制作，使我更好的了解了各類傳感器，掌握了光電三極管的使用，并熟悉了單片機的中斷和定時器的控制，掌握了大功率驅(qū)動芯片 L298N 的使用，程序中對各種任務的合理安排，使整體系統(tǒng)能夠更好的協(xié)同工作，增強了自己的動手能力，更好的熟悉的了解了一個 單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程。 測試結(jié)果表明， 本系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)計任務要求，小車采集紅外尋跡傳感器信號探測線路， 并根據(jù)單片機控制模塊的分析結(jié)果決策和控制下一步的運動形式。該控制系統(tǒng)運用了單片機、紅外尋跡傳感器，直流電機， PWM 調(diào)速，光電傳感器等技術(shù)，基本實現(xiàn)了智能小車的要求。 但是本系統(tǒng)中還存在著不足：小車的直線行進的穩(wěn)定性未得到很好的解決，通過測試小車在直線行走時與小車的初始角度、小車的速度、小車的轉(zhuǎn)彎，我認為小車的穩(wěn)定性可能還與紅外探測器之間的間距、黑帶寬度的比值、小車的慣性等有關(guān)。 學習的過程中雖然遇到很多困難， 但經(jīng)過努力克服了困難解決了問題，最終完成了設(shè)計。 通過這次課程設(shè)計，使我深刻地認識到學好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實際的含義，同時也是對大學四年的學習成果的一個綜合檢驗。這幾個月的設(shè)計是對過去所學知識的系統(tǒng)提高和擴充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ) 。 31 致謝 本科畢業(yè)論文設(shè)計即將結(jié)束之際，我要感謝在這一學期在畢業(yè)設(shè)計階段所有幫助過我的人們。 首先，我要最衷心地感謝的是 ——我的導師譚老師，本文是在譚老師悉心指導下完成的，譚老師嚴謹?shù)闹螌W作風、求實的工作態(tài)度使我受益匪淺，更重要的是從譚老師身上學到了對待任何事情的那種精益求精和一絲不茍的精神和態(tài)度。 在一個學期的課題研究過程中，譚老師給與了我許多關(guān)心和指導，譚老師認真工作的精神、敏銳的洞察力、科學的工作方法、真誠的性格永遠是我學習的榜樣。 我還要感謝有一批在畢業(yè)設(shè)計期間在學業(yè)和生活上都給予我莫大幫助的同學朋友們，是你們給了我巨大的鼓舞和動力。當然，還有一份感激之情難于言表，那就是感謝我的父母不辭辛勞培養(yǎng)了我，沒有你們就沒有我的今天。 再次，我還要感謝大學四年來所有的任課老師，是他們把科學的方法和知識傳授給了我。 最后，感謝所有在畢業(yè)設(shè)計期間給與 我?guī)椭睦蠋煟瑢W和朋友們，衷心的謝謝大家！ 32 參考文獻 [1]徐國華 主編，移動機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢 [J]，機器人技術(shù)與應用， 2020(3) [2]黨宏社 主編，智能車輛系統(tǒng)發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)概述 [J]．公路交通科技， 2020(4) [3]尹念東 主編，智能車輛的研究及前景 [J]．上海汽車， 2020(2) [4]王榮本 主編，世界智能車輛研究概述 [J]．公路交通科技， 2020(10) [5]王建農(nóng) 主編．自主移動機器人的導航研究 [R]．機器人， 1997 [6]姚 佳 主編，智能小車的蔽障及路徑規(guī)劃 [D]．東南大學碩士論文． 2020． [7]徐國華 主編，譚民移動機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢 [J]．機器人技術(shù)與應用， 2020(3) [8]白井良明 [同 ]，機器人工程 [M]．北京：科學出版社， 2020． [9]張毅剛 主編，新編 MCS51 單片機應用設(shè)計，第一版 ,哈爾濱工業(yè)大學出版社 ,2020 [10]譚 南平 主編，電子產(chǎn)品設(shè)計與制作技術(shù)，科學出版社， 2020 [11]楊 剛 主編，電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐，電子工業(yè)出版社， [12]余祖俊 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