【導讀】需人為管理，便可以完成預期所要達到的或是更高的目標。案、分析方法及特色與創(chuàng)新點有一定的參考意義。進行一定的彌補，實現(xiàn)經(jīng)濟收益，形成商業(yè)價值。適應巡航、避障等功能。設計采用對比選擇，模塊獨立，綜合處理的研究方法。出最優(yōu)方案進行設計。最后將各個調(diào)試成功的模塊結合到小。使小車在一定的環(huán)境中智能化運轉。小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。指導教師已經(jīng)有充分的準備。本題目是結合科研項目而確定。設計的智能電動小車應該能夠?qū)崟r顯示時。行駛速度、準確定位停車。制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。STC12C5410AD是一款八位單片機，它的易用性和多功。能性受到了廣大使用者的好評。它是第三代單片機的代表。量各具特色﹑與80C51兼容的單片機。新一代的單片機的最。時器)﹑高速I/O口﹑計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。Philips公司還為這一代單片機80C51系列8ｘC592單。統(tǒng)的擴展與配置打下了良好的基礎。本設計就采用了比較先進的STC12C5410AD為控制核心，

　　

【正文】 用軟件抗干擾技術，與硬件干擾措施構成雙道抗干擾防線，無疑為了將大大提高控制系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)常采用的軟件抗干擾技術是數(shù)字濾波技術、開關量的軟件抗干擾技術、指令冗余 技術、軟件陷阱技術等。 數(shù)字濾波技術： 一般單片機應用系統(tǒng)的模擬輸入信號中，均含有種種噪音和干擾，它們來自被測量本身、傳感器、外界干擾等。為了進行準確測量和控制，必須消除被測信號中的噪音和干擾。對于這類信號，采用積分時間等于 20ms 的整數(shù)倍的雙積分 A/D 轉換器，可有效的消除其影響。后者為隨機信號，它不是周期信號。對于隨機干擾，我們可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或濾除。所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計算或判斷程序減少干擾在有用信號中的比重。故實質(zhì)上它是一種程序濾波。數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器 相比 ，有以下幾個優(yōu)點： 數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設備，所以可 33 靠性高，穩(wěn)定性好。 數(shù)字濾波可以根據(jù)信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參數(shù)，具有靈活、方便，功能強的特點。 數(shù)字濾波可以對頻率很低的信號實現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。 數(shù)字濾波器具有以上優(yōu)點，所以數(shù)字濾波在微機應用系統(tǒng)中得到了廣泛應用。 開關量的軟件抗干擾技術： 干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短，利用這一點，我們在采集某一開關量信號時，可多次重復采集，直到連續(xù)兩次或兩次以上結果完全一致方為有效。若多次采樣后，信號總是變化不定， 可停止采集，給出報警信號，由于開關量信號主要是來自各類開關型狀態(tài)傳感器，如限位開關、操作按鈕、電氣觸點等，對這些信號的采集不能用多次平均的方法，必須絕對一致才行。如果開關量信號超過 8 個，可按 8 個一組進行分組處理，也可定義多字節(jié)信息暫存區(qū)，按類似方法處理。在滿足實時性要求的前提下，如果在各次采集數(shù)字信號之間接入一段延時，效果會好一些，就能對抗較寬的干擾。 輸出設備是電位控制型還是同步鎖存型，對干擾的敏感性相對較大。前者有良好的抗‘毛刺’干擾能力，后者不耐干擾，當鎖存線上出現(xiàn)干擾時，它就會盲目鎖存當前的數(shù)據(jù)，也 不管此時數(shù)據(jù)是否有效。輸出設備和慣性（響應速度）與 34 干擾的耐受能力也有很大關系。慣性大的輸出設備（如各類電磁執(zhí)行機構）對‘毛刺’干擾有一定的耐受能力。慣性小的輸出設備（如通行口、顯示設備）耐受能力就小一些。在軟件上，最為有效的方法就是重復輸出同一個數(shù)據(jù)。只要有可能，其重復周期盡可能短些。外設設備接受到一個被干擾的錯誤信息后，還來不及作出有效的反應，一個正確的信息又來了，就可及時防止錯誤動作的產(chǎn)生。另外，各類數(shù)據(jù)鎖存器盡可能和 CPU 安裝在同一電路板上，使傳輸線上傳送的都是鎖存好的電位控制信號，對于重要的輸出設備 ，最好建立檢測通道， CPU可以檢測通道來確定輸出結果的正確性。 指令冗余技術： 當 CPU 受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。當程序彈飛到某一字節(jié)指令上時，便自動納入正軌。當彈飛到某一雙字節(jié)指令上時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。當程序彈飛到三字節(jié)指令上時，因它有兩個操作數(shù)，繼續(xù)出錯的機會就更大。因此，我們應多采用單字節(jié)指令（ NOP)或?qū)巫止?jié)指令重復書寫，這便是指令冗余。指令冗余無疑會降低系統(tǒng)的效率，但在絕大多數(shù)情況下， CPU 還不至于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度，故這種方法 還是被廣泛采用。 在一些對程序流向起決定作用的指令之前插入兩條 NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確軌道。在某些對系統(tǒng) 35 工作狀態(tài)重要的指令前也可插入兩條 NOP 指令，以保證正確執(zhí)行。指令冗余技術可以減少程序彈飛的次數(shù)，使其很快進入程序軌道，但這并不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后就太平無事了，解決這個問題必須采用軟件容錯技術。 4﹑軟件陷阱技術： 指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的。首先，彈飛的程序必須落到程序區(qū)；其次，必須執(zhí)行到冗余指令。所謂軟件陷阱，就是一套引導指令，強行將捕獲的 程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進行處理的程序。如果我們把這段程序的入口標號記為 ERR 的話，軟件陷阱即為一條無條件轉移指令，為了加強其捕捉效果，一般還在它前面加兩條 NOP 指令，因此真正的軟件陷阱由 3 條指令構成： NOP NOP ERR 軟件陷阱安排在以下四種地方： (1)未使用的中斷向量區(qū)。 (2)未使用的大片 ROM 空間 (3)表格 程序區(qū) 36 由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序執(zhí)行效率，在當前 EPROM 容量不成問題的條件下，還是多多益善。 37 4 結束語 我們的尋跡小車在完成設計要求的前提下，充分考慮到了外觀、成本等問題，在性能和價格之間作了比較好的平衡。由于設計要求并不復雜，我們沒有在電路中增加冗余的功能，但是我們保留了各種硬件接口和軟件子程序接口，方便以后的擴展和進一步的開發(fā)。 在本次設計大賽中，通過我們共同的努力，我們完成了智能救援小車系統(tǒng)的設計與制作，本設計中的救援小車能完成了大賽題目要求的大部分功能，同時也提高了我們的創(chuàng)新意識和團隊合作意識，培養(yǎng)了我們認真分析問題、獨立解決問題的能力，鞏固了我們對所學理論的實際運用。還鍛煉了我們的動手實踐能力，使我們更有信心在電子行業(yè)中繼續(xù)學習下去。 另外，我們的車體底盤經(jīng)過充分的論證和專業(yè)的設計，兼顧了美觀、廉價、穩(wěn)固、可靠等各方面的因素，具有較高的穩(wěn)定性和推廣意義。 38 5 結論與展望 本設計方案按照任務書的要求， 以 51單片機為控制核心，結合 無線遙控模塊、紅外對管尋跡模塊、紅外線避障模塊、電機控制模塊和語音 控制模塊實現(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?；就瓿筛黜椫笜耍瑢崿F(xiàn)小車的智能化行駛。 系統(tǒng)是通過軟硬結合的方式，得到硬件檢測信號后輸入單片機各個對應的 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入它們對應的功能模 39 塊，實現(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：遙控只能達到前進后退左右轉向，不能控制停止； 電機轉速過快使尋跡靈敏度不高；語音控制的麥克風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，不斷改進完善小車：遙控達到以上功能外還將加入速度控制，停啟等；語音則應用語音芯片實現(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，達到智能機器人的效果。這些也需從工作中學習實現(xiàn)，讓自己更上一個臺階。 40 6 參考文獻 【 1】 王秋爽，曾兆龍 單片機開發(fā)基礎與經(jīng)典設計實例 北京 機械工業(yè)出版社 2021 年 3 月第一版 【 2】華成英 童詩白 模擬電子技術基礎 第四版 高等教育出版社 【 3】吳錘紅 MCS51 微機原理與接口技術 廈門大學出版社 【 4】張毅剛 單片機原理及應用 2021 年 12 月第一版 高等教育出版社 【 5】楊江新，李華軍，劉東俊，單片機程序設計及應用從基礎到時間， 北京，電力電子出版社， 2021 年 3 月第一版 41 42