【導(dǎo)讀】到的或是更高的目標(biāo)。本設(shè)計主要體現(xiàn)多功能小車的智能模式，設(shè)計中的理論。家用自動清潔機(jī)器人等自動半自動機(jī)器人的設(shè)計與普及有一定的參考意義。彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益，形成商業(yè)價值。轉(zhuǎn)向行駛；通過紅外線傳感器,實(shí)現(xiàn)小車的自適應(yīng)巡航、避障等功能。設(shè)計采用對比選擇，模塊獨(dú)立，綜合處理的研究方法。通過翻閱大量的相。際情況對比方案優(yōu)劣選出最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計。動避障和語音控制，完成各模塊設(shè)計。通過調(diào)試檢測各模塊，得到正確的信號。結(jié)合程序，通過單片機(jī)的控制，將各模塊有效整合在一起，達(dá)到所預(yù)期的目標(biāo)，完成最終設(shè)計與制作，能使小車在一定的環(huán)境中智能化運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　

【正文】 24 系統(tǒng)調(diào)試本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用模塊設(shè)計法，所以方便對各電路模塊功能進(jìn)行逐級測試：單片機(jī)控制模塊的調(diào)試、無線遙控模塊的調(diào)試、紅外對管尋跡模塊的調(diào)試、紅外線避障模塊的調(diào)試以及電機(jī)控制模塊和語音控制模塊的調(diào)試，最后將各模塊組合后結(jié)合軟件進(jìn)行整體測試。 硬件調(diào)試對各個模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn)指定的功能。1 電機(jī)控制此模塊調(diào)試實(shí)現(xiàn)的功能是結(jié)合軟件共同實(shí)現(xiàn)，當(dāng)連接單片機(jī)與電機(jī)控制芯片的 I/0 加上一定的電平可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)左右轉(zhuǎn)向，前后轉(zhuǎn)向以及停止等功能，同時通過程序延時降低電機(jī)轉(zhuǎn)速。如表 51 為電機(jī)測試記錄。表 51 電機(jī)測試記錄 小車行駛狀態(tài)0 1 1 0 小車向前行駛1 0 0 1 小車向后行駛0 1 0（1） 0（1） 小車向前右轉(zhuǎn)0（1） 0（1） 1 0 小車向前左轉(zhuǎn)1 0 0（1） 0（1） 小車向左后退0（1） 0（1） 0 1 小車向右后退0（1） 0（1） 0（1） 0（1） 小車停止行駛2 無線遙控此功能實(shí)現(xiàn)四個按鍵控制四路方向，按下“D”，小車向前行駛，“B”對應(yīng)向后，“C”對應(yīng)向左，“A”則實(shí)現(xiàn)向右行駛功能。經(jīng)過多次的測試與數(shù)據(jù)記錄，得出相應(yīng)的結(jié)果，如表 52。表 52 遙控測試記錄分析次數(shù) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次 第 6 次 第 7 次按鍵 D A C B C D A浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 駛向 前 右 左 后 左 停 停距離 1M 1M 3M 次數(shù) 第 8 次 第 9 次 第 10次第 11次第 12次第 13次第 14次按鍵 B D C A B C D駛向 后 前 停 右 后 左 前距離 2M 2M 1M 續(xù)表 52最佳距 以內(nèi)成功率 11/14=%3 紅外對管尋跡尋跡對管有兩個組成，所以分別調(diào)試其兩路有效信號。當(dāng)兩對管都放置黑線之外的白色地板上時，單片機(jī)對應(yīng) I/O 口收到的電平都為低，輸入電壓為 左右，當(dāng)左邊的紅外線管進(jìn)入黑線范圍，對應(yīng)電平變高，為 左右，同時指示等紅燈亮，說明要控制小車右轉(zhuǎn)；當(dāng)在右邊時同左邊情況對應(yīng)，需控制左轉(zhuǎn)。其中選取八次硬件測試記錄如下表 53：表 53 尋跡硬件測試記錄測試次數(shù)第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次 第 6 次 第 7 次 第 8 次放置位置 雙管黑線上左管黑線上右管黑線上左管黑線上雙管黑線上雙管黑線外左管黑線上右管黑線上放置距離 3CM 2CM 2CM 3CM 5CM 2CM 7CM 4CM電壓 電壓 由上表可以看出小車的尋跡紅外線管只要放置在離地面 4CM 之內(nèi)一般都可以實(shí)現(xiàn)信號的輸出，而實(shí)際車頭離地面的距離也只有 24CM，可以實(shí)現(xiàn)有效控制。4 紅外線避障此模塊的檢測與紅外線尋跡模塊基本一致，相當(dāng)于一路尋跡信號，在沒有障礙物時輸入電壓為 左右，屬于低電平，碰到障礙物電壓跳變?yōu)? 左浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 右，以此來得到單片機(jī)控制。避障數(shù)據(jù)測試記錄情況如下表 54：表 54 避障數(shù)據(jù)測試記錄情況測試次數(shù) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次放置距離 30CM 20CM 25CM 50CM 35CM 電壓 測試次數(shù) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次放置距離 15CM 25CM 20CM 30CM 40CM 電壓 由上表可以得到，在調(diào)節(jié)確定滑變電阻后測試數(shù)據(jù)可以得到，小車的避障有效范圍可以達(dá)到 30CM 左右，同時也可以再通過調(diào)節(jié)滑變電阻增加和減小有效距離。5 語音控制主要是得到一個觸發(fā)跳變信號，經(jīng)過此電路的連接，連接與單片機(jī)的74HC04 的 2 腳在沒有一定聲波輸入是屬于高電平，電壓為 5V，當(dāng)接收到一定聲波后電壓馬上變?yōu)?，產(chǎn)生了觸發(fā)跳變，供單片中斷口實(shí)現(xiàn)功能。但由于硬件的限制，此信號得到需要一個相當(dāng)強(qiáng)的聲音才可實(shí)現(xiàn)效果。 軟件調(diào)試軟件調(diào)試采用單片機(jī)仿真器 WAVE6000 及微機(jī)，將編好的程序進(jìn)行調(diào)試，主要是檢查語法錯誤并確認(rèn)硬件完整無誤。由于本系統(tǒng)是分模塊進(jìn)行程序設(shè)計的，所以調(diào)試時先分模塊進(jìn)行調(diào)試。如小車紅外線尋跡程序，在調(diào)試時將它放在一個子程序里單獨(dú)測試，看其是否能夠完成預(yù)定的功能，如能，測試通過，否則，修改并反復(fù)測試直到通過。雖然在軟件的調(diào)試過程中，綜合利用了設(shè)定斷點(diǎn)、單步、跟蹤等調(diào)試手段，使得調(diào)試工作更易進(jìn)行。但是也出現(xiàn)了一定的問題，如語音程序只能實(shí)現(xiàn)第一次調(diào)用，電機(jī)延時沒起到效果等等。通過了多次分離合并，修改測試語句以及單片機(jī)外加 LED 燈觀察現(xiàn)象等方法得以解決，達(dá)到綜合效果。 聯(lián)合調(diào)試各模塊都調(diào)試通過之后，將各個模塊連接起來與硬件結(jié)合進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。在進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試時，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，不斷的來修改參數(shù)來完善結(jié)果。使程序浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 按照要求設(shè)計的要求進(jìn)行。6 結(jié)論與展望本設(shè)計方案按照任務(wù)書的要求，以51單片機(jī)為控制核心，結(jié)合無線遙控模塊、紅外對管尋跡模塊、紅外線避障模塊、電機(jī)控制模塊和語音控制模塊實(shí)現(xiàn)小車的自動尋跡功能（按路面的黑色軌道行駛） ，自動避障功能，無線遙控和語音控制功能?；就瓿筛黜?xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)小車的智能化行駛。系統(tǒng)是通過軟硬結(jié)合的方式，得到硬件檢測信號后輸入單片機(jī)各個對應(yīng)的I/O接口，通過匯編程序控制過程，小車由遙控啟動后，自動尋跡，并不斷檢測遙控、避障和語音信號，只要得到其中任何一種信號都將轉(zhuǎn)入它們對應(yīng)的功能模塊，實(shí)現(xiàn)有效控制。由于時間不足以及客觀多方面的困難，整個小車相比任務(wù)書中的要求已經(jīng)簡化的比較多，伴隨著也出現(xiàn)多個地方的不足：遙控只能達(dá)到前進(jìn)后退左右轉(zhuǎn)向，不能控制停止；電機(jī)轉(zhuǎn)速過快使尋跡靈敏度不高；語音控制的麥克風(fēng)接收的擊掌聲需非常響才有效果等等。不過，這些一定的不足有利于激發(fā)我的興趣，不斷改進(jìn)完善小車：遙控達(dá)到以上功能外還將加入速度控制，停啟等；語音則應(yīng)用語音芯片實(shí)現(xiàn)人類語音智能控制；同時也可以加入里程計算顯示或則其他溫度、濕度、氣壓的控制檢測等多方面的功能，達(dá)到智能機(jī)器人的效果。這些也需從工作中學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)，讓自己更上一個臺階。浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 28 致 謝本人在做設(shè)計期間，得到了肖質(zhì)紅老師的精心指導(dǎo)，多次尋找相關(guān)資料，為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓思路。肖老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，高度的敬業(yè)的精神，兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時肖老師致力要求我自己獨(dú)立完成設(shè)計，培養(yǎng)我以后做事的獨(dú)立性。持續(xù)幾個月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，雖然不是特別完美，但它凝聚了多方的心血，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，同學(xué)們的支持合作，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。和他們的接觸及溝通不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。在此深深得感謝肖老師，和一直在過程中幫助的鄭老師，以及指導(dǎo)，關(guān)心和幫助的同學(xué)和朋友，感謝你們使得我不斷的在學(xué)習(xí)中進(jìn)步，成長。浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 參考文獻(xiàn)[1] 夏美云，[J]. 焦作大學(xué)學(xué)報，2020 年 4 期，49～66.[2] 江晉劍， AT89S52 的簡易智能小車設(shè)計[J].科技論文，2020，7，97～100.[3] 船倉一郎，土屋 堯，崛桂太郎（日）.機(jī)器人控制電子學(xué)[M].北京：科技出版社，2020，5.[4] ——機(jī)器人制作入門[M].北京：科學(xué)出版社，2020，10.[5] [M]. 西安：西安科技大學(xué)出版社，2020，2.[6] [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2020，11.[7] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2020，1.[8] （第五版）[M].北京：高等駕御出版社，.[9] 肖偉，武強(qiáng)，閆秀桃，劉根. 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Climbing and Walking Robots, 2020,1(4), 387～397.浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 附錄 1 系統(tǒng)實(shí)物圖浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 32 附錄 2 實(shí)驗(yàn)原理圖浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 33 附錄 3 畢業(yè)設(shè)計作品說明書一、作品名稱多功能智能小車的設(shè)計與制作二、作品功能無線電遙控小車行駛的方向；按照黑線自動尋跡行駛；碰到障礙物停止，并交由遙控控制；語音控制小車停止；三、運(yùn)行環(huán)境硬件環(huán)境：尋跡路線多寬，障礙物多遠(yuǎn)，環(huán)境光線多強(qiáng)，聲音強(qiáng)度；軟件環(huán)境：軟件運(yùn)行環(huán)境：匯編程序；四、操作步驟遙控 D 鍵啟動向前行駛，按鍵控制方向行駛，B 向后行駛，C 左轉(zhuǎn)，A 右轉(zhuǎn)；黑線自動尋跡行走，車頭紅外線接收一定距離障礙物后停止，可由遙控重新控制；低頭向麥克風(fēng)吹下或則足夠的拍手聲可將小車停止；五、注意事項(xiàng)由于小車的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速過快與尋跡信號檢測的輸入形成時間差，使得小車的尋跡靈敏度有一定的降低，所以需注意尋跡黑線適當(dāng)鋪寬。避障模塊的靈敏度相對較高，需注意環(huán)境光線，應(yīng)適當(dāng)昏暗