【導(dǎo)讀】模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多學(xué)科的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)。一般主要由路徑識(shí)別、速度采集、角度控制及車速控制等模塊組成。通過(guò)KeilC和PROTEUS的仿真，通過(guò)實(shí)踐操作與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返。單片機(jī)具有體積小、重量輕、耗電少、功能強(qiáng)、控制靈活方便。且價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。智能小車采用單片機(jī)為控制器核心，其集成度高、體積。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。運(yùn)用單片機(jī)的運(yùn)算和處理能力來(lái)實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)加速、限速、間等智能控制系統(tǒng)。

　　

【正文】 使用單片機(jī)外部中斷 0INT 端口進(jìn)行黑線檢測(cè)，端口初始化為高電平。當(dāng)黑線傳感器檢測(cè)到黑線時(shí)， 0INT 端口變?yōu)榈碗娖?，開中斷 0，黑線計(jì)數(shù)加 1。C語(yǔ)言源程序如下： void int0(void) interrupt 0 //int0外部 中斷 { blackline++。 //黑 線檢測(cè)計(jì)數(shù) } 接通小車的電源開關(guān)后，小車開始運(yùn)動(dòng)。在到達(dá)限速區(qū)之前以全速行駛，當(dāng)檢測(cè)到第 3條黑線的時(shí)候開始減速，同時(shí)對(duì)小車進(jìn)行測(cè)速，當(dāng)?shù)陀谧畹退俣葧r(shí)，加速一段時(shí)間，然后繼 續(xù)減速前進(jìn)。如果通過(guò)限速區(qū)的時(shí)間超過(guò) 8S，或者檢測(cè)到第 4條黑線，則開始全速行駛。當(dāng)檢測(cè)到 5條黑線時(shí)又開始減速行駛，到第 6條黑線時(shí)停車。 10秒鐘后，同前面過(guò)程 原路 返回。 總的 小車 程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 312所示： 圖 312 小車 程序設(shè)計(jì) 流程圖 開始 全速行駛 第 3 條黑線 剎車 速度過(guò)小 智能加速 慢速行駛 第 5 條黑線 定位 停車 10s 全速行駛 第 4 條黑線或8s 倒車，相同過(guò)程駛回到起點(diǎn) 第 6 條黑線 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 當(dāng)黑線計(jì)數(shù)為 12時(shí)，即小車到達(dá)終點(diǎn)線。 當(dāng)小車前面的黑線傳感器檢測(cè)到要停車壓線的黑線時(shí)，延時(shí)，再檢測(cè)，如果沒檢測(cè)到黑線，則減慢速度反相行駛，如此循環(huán)，直到延時(shí)后依舊可以檢測(cè)到黑線。這樣可以實(shí)現(xiàn)精確地定位。 關(guān)閉單片 機(jī)計(jì)數(shù)器 T1， 使小車停車，并停止行駛時(shí)間計(jì)時(shí)和速度、里程測(cè)量 。 C語(yǔ)言源程序如下： if(blackline=1 amp。amp。blackline=11) { TR1=1。 //啟動(dòng) t1,小車行駛時(shí)間計(jì)時(shí) 、測(cè)速、里程測(cè)量 開始 } if(blackline=12) {duty_cycle=0。 en1=0。 en2=0。 p20=0。 p21=0。 p22=0。 p23=0。 TR1=0。 //關(guān)閉 t1,小車行駛時(shí)間計(jì)時(shí)停止 } 2. 小車偱線直行設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)要求小車沿直線跑道行進(jìn) ，但小車在行進(jìn)過(guò)程中可能偏離跑道，因此需設(shè)計(jì)偱線程序，保證小車在偏離跑道后調(diào)整行進(jìn)方向，沿直線行走。 圖 313 小車偱線設(shè)計(jì)示意圖 A B 循線傳感器 SensorB 循線傳感器 SensorA 小車跑道直行黑線 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 上圖 313 為小車偱線設(shè)計(jì)中傳感器安放示意圖。在小車車體下兩側(cè)分別安裝黑線檢測(cè)傳感器 SensorA、 SensorB。當(dāng)小車沿黑線行進(jìn)時(shí)。兩側(cè)傳感器均未檢測(cè)到黑線，都為高電平；當(dāng)小車左偏時(shí)，小車右側(cè)傳感器檢測(cè)到黑線，SensorA 為高電平， SensorB 為低電平，啟動(dòng)右轉(zhuǎn)指令，當(dāng)檢測(cè)到兩傳感器又為高電平時(shí)，啟動(dòng)直行指令； 當(dāng)小車右偏時(shí)，小車左側(cè)傳感器檢測(cè)到黑線，SensorA 為低電平， SensorB 為高電平，啟動(dòng)左轉(zhuǎn)指令，當(dāng)檢測(cè)到兩傳感器又為高電平時(shí)，啟動(dòng)直行指令。 如下圖 314 所示。 圖 314 小車偱線設(shè)計(jì) 流程 圖 167。 測(cè)速、里程計(jì)量 傳感器設(shè)計(jì) 采用 U 型紅外光電傳感器， 在 電機(jī) 轉(zhuǎn) 軸上 加裝測(cè)速碼盤，可以在安裝好小齒輪后，將 測(cè)速 碼盤 安 放在小齒輪下 ，當(dāng)作光電編碼盤，當(dāng) 電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，利用紅外傳感器對(duì)不同顏色的物體反射的光線強(qiáng)度的不同，從而導(dǎo)致接收管的導(dǎo)通和截止。用 外部 中斷對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。 碼盤形狀 及安裝如 圖 314 所示： SensorA=1 SensorB=1 SensorA=1 SensorB=0 小車左偏 SensorA=0 SensorB=1 小車右偏 右轉(zhuǎn)程序 左轉(zhuǎn)程序 開始 直行 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 315 小車測(cè)速碼盤安裝圖 U 型紅外光電傳感器 將傳感器相關(guān)電路做到了殼體內(nèi)部，直接開關(guān)量輸出。方便了傳感器的安放位置，也提高了使用的靈活性 ，下圖 316 為 U 型紅外光電傳感器 的外觀圖及產(chǎn)品尺寸圖，由其產(chǎn)品尺寸參數(shù)可知， U 型紅外光電傳感器 設(shè)計(jì)小巧，方便安裝在智能小車上， 可以使用螺絲或膠水將傳感器固定 在 智能 小 車車 體 上，非常方便。 圖 316 U 型紅外光電傳感器外觀及尺寸 圖 下圖 317 為黑線傳感器的電路連接圖： 圖 317 U 型紅外光電傳感器 電路連接 圖 紅線接電源 VCC，黑線接地，黃線為信號(hào)輸出端，外接 1K 上拉電阻后接 VCC 作為負(fù)載。輸出信號(hào)與單片機(jī)外部中斷 1INT 端口相連。 紅 黑 黃 VCC VCC OUT 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 小車電機(jī)是經(jīng)過(guò)兩級(jí)齒輪減速的 ： （ 1） 齒輪 ③ 是直接安裝在電機(jī)輸出軸上的。它的齒數(shù)為 8；和齒輪 ③ 連接的是齒輪 ② 。齒輪 ② 的外齒為 50，內(nèi)齒為 10；這樣齒輪 ③ 和齒輪 ② 組成的減速比就是 8/50。 （ 2） 齒輪 ② 連接的是齒輪 ① ，齒輪 ① 的外齒也是 50。這樣齒輪 ② 和 齒輪 ① 組成的第二級(jí)減速比就是 10/50。 （ 3） 整個(gè)減速比就是：（ 8/50） *（ 10/50） =8/即電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 250 轉(zhuǎn)，小車橡膠輪只轉(zhuǎn)過(guò) 8 圈。大的減速比保證了小車的動(dòng)力。 將測(cè)速碼盤安裝在電機(jī)輸出軸上，它的分辨率為 1/6，轉(zhuǎn)換到最終級(jí)輸出就是，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)，橡膠輪只轉(zhuǎn)動(dòng)了 8/(250*6)，即 2/375 圈。所以測(cè)量出來(lái)的轉(zhuǎn)速精度是非常高的。 圖 318 為小車三級(jí)齒輪安裝示意圖： 圖 318 智能小車三級(jí)齒輪安裝示意圖 使 用 U型紅外光電傳感器配合光電 碼盤進(jìn)行檢測(cè) ，將 碼 盤固定于小車后輪上，將 U型光電開關(guān)架于碼盤之上 。 光電碼盤測(cè)距基本原理如圖 318所示。電機(jī) 旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng) 測(cè)速 碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)， 測(cè)速 碼盤上刻有許多狹縫，碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)射光透過(guò)狹縫被接受元件接受 ，光電開關(guān)就會(huì)不斷地發(fā)生導(dǎo)通和截止。這樣在光電開關(guān)的輸出端就會(huì)得到脈沖， 用計(jì)數(shù)器對(duì)接受到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 318 U 型紅外光電傳感器 測(cè)速原理 圖 用這種方案能很精確的算出小車已經(jīng)走過(guò)的距離 ,經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部運(yùn)算計(jì)算出小車的實(shí)時(shí)速度 。 U型紅外光電傳感器每檢測(cè)到 1個(gè)脈沖信號(hào)，小 車即轉(zhuǎn)過(guò) 2/375 圈。具體算法如下： 小車?yán)锍?=( 脈沖個(gè)數(shù) *2/375 ) *小車車輪周長(zhǎng) [1] 小車速度 =[ ( 脈沖 A脈沖 B )/375 ] [2] 式 [2]中脈沖 B為 2秒前測(cè)得脈沖個(gè)數(shù)，脈沖 A為當(dāng)前脈沖個(gè)數(shù)。經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算后得到的小車運(yùn)行速度為每 2秒刷新一次。 167。 液晶 顯示 設(shè)計(jì) 金鵬公司生產(chǎn)的 OCMJ4X8C型 128 x64液晶顯示功能豐富，內(nèi)置中文字庫(kù)， 2M位中文字型 ROM (CGROM) 總共提供 8192 個(gè)中文 字型 (16x16 點(diǎn)陣 )，顯示數(shù)據(jù) RAM提供 64x2個(gè)字節(jié)的空間，最多可以控制 4行 16字（ 64個(gè)字）的中文字型顯示。所有的功能，包含顯示 RAM，字型產(chǎn)生器，都包含在一個(gè)芯片里面，只要一個(gè)最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。 OCMJ4X8C型 128 x64液晶主要參數(shù)： 工作電壓 (VDD)： ～ 邏輯電平 :～ LCD 驅(qū)動(dòng)電壓 (Vo)： 0～ 7V 計(jì)數(shù)器對(duì)接受到信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) 信號(hào)處理運(yùn)算 速度 里程 SST89E516RD 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 液晶與單片機(jī)連接通信端口如下 圖 319所示： sbit cs = P1^2。 sbit std = P1^1。 sbit sclk = P1^0。 sbit psb = P1^3。 //H=并口 。 L=串口 。 sbit rst = P1^4。 //Reset Signal 低電平有效 圖 319 OCMJ4X8C 型 128 x64 液晶 顯示連接框 圖 下面代碼段可實(shí)現(xiàn) 128 x64液晶中文界面初始化顯示。 液晶實(shí)際顯示效果圖左圖 320所示： uchar code tab1[]={ ☆小車☆張錚畢設(shè) 路程： cm 時(shí)間： s 條 速度： cm/s } 圖 320 128 x64 液晶 初始化顯示 圖 OCMJ4X8C 型 128 x64 液晶 SCLK STD CS PSB RST P1^0 P1^1 P1^2 P1^3 P1^4 SST89E516RD 單片機(jī) 數(shù)據(jù)顯示 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第 4章 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果分析 小車 各模塊設(shè)計(jì) 完成 后， 將 L298 驅(qū)動(dòng)芯片電路、黑線檢測(cè)傳感器、測(cè)速傳感器安裝在小車車體上，完成小車的硬件連接。如圖 41 所示 ： 圖 41 小車 組裝完成實(shí)物圖 選用學(xué)校自主設(shè)計(jì)的單片機(jī)開發(fā)板 ,SST89E516RD 單片機(jī)為主控芯片，ZLG72920 作為 4x4 鍵盤控制芯片。 OCMJ4X8C 型 128 x64 液晶作為液晶顯示芯片。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 使用 SST 系列芯片專用 下載 器 SSTFlashFlex51 將編寫完成的 C 語(yǔ)言源程序到下載 SST89E516RD 單片機(jī)上， 如下圖 42 所示： 圖 42 SSTFlashFlex51 下載器 當(dāng)小車檢測(cè)到第 1 條黑線時(shí)，小車全速前進(jìn)，實(shí)際測(cè)試時(shí)液晶顯示截圖 43如下所示： 圖 43 第 1 條黑線檢測(cè)液晶顯示 當(dāng)小車檢測(cè)到第 3 條黑線時(shí)，小車進(jìn)入限速區(qū)，降速前行， 并開始 8 秒倒計(jì)時(shí)。當(dāng)小車程序計(jì)夠 8 秒，全速行駛出限速區(qū)；若未計(jì)夠 8 秒就檢測(cè)到第 4河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 條黑線，即小車出限速區(qū)，則全速行駛。 實(shí)際測(cè)試時(shí)液晶顯 示截圖 44 如下所示： 圖 44 第 3 條黑線檢測(cè)液晶顯示 當(dāng)小車檢測(cè)到第 5 條黑線時(shí)，小車進(jìn)入壓線剎車區(qū)， 大幅 降速前行， 等待小車壓線。 實(shí)際測(cè)試時(shí)液晶顯示截圖 45 如下所示： 圖 45 第 5 條黑線檢測(cè)液晶顯示 當(dāng)小車檢測(cè)到第 6 條黑線時(shí)，小車 立即 執(zhí)行壓線停車 10 秒倒計(jì)時(shí)程序， 10秒倒計(jì)時(shí)結(jié)束后小車 全速倒車返回 。實(shí)際測(cè)試時(shí)液晶顯示截圖 46 如下所示： 圖 46 第 6 條黑線檢測(cè)液晶顯示 當(dāng)小車檢測(cè)到第 12 條黑線時(shí)，小車到達(dá)終點(diǎn)線立即停車，并顯示全程行進(jìn)時(shí)間、路程。實(shí)際測(cè)試時(shí)液晶顯示截圖 47 如下所示： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 47 第 12 條黑線檢測(cè)液晶顯示 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 結(jié) 論 【結(jié)論兩字格式不需修改。直接在標(biāo)題下空一行添加內(nèi)容即可?！? 結(jié)論是對(duì)整個(gè)研究工作進(jìn)行歸納和綜合而得出的總結(jié)，對(duì)所得結(jié)果與已有結(jié)果的比較和課題尚存在的問(wèn)題，以及進(jìn)一步開展研究的見解與建議。結(jié)論要寫得概括、簡(jiǎn)短 。在結(jié)論中不能出現(xiàn)“我從畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)到了 …” 等體會(huì)性的語(yǔ)句，不要寫成心得體會(huì)。 電機(jī)速度的控制方法有待進(jìn)一步改善，小車?yán)锍虦y(cè)試的精度還要提高。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 參考文獻(xiàn) 【參考文獻(xiàn)格式不需做改變，標(biāo)題下空一行寫】 【列入主要參考文獻(xiàn) 20 篇以上。參考文獻(xiàn)一律要求是經(jīng)公開出版、發(fā)表的著作或期刊（論文）。 參考文獻(xiàn) 統(tǒng)一用阿拉伯?dāng)?shù)字進(jìn)行自然編號(hào)，序碼用方括號(hào)括起 。文中引用的 參考文獻(xiàn)按文中出現(xiàn)的 順序編號(hào)，文中沒有引用的文獻(xiàn)排列在后面。 】 參考文獻(xiàn)中著錄格式要求： ①期刊 序號(hào) 作者 .題名 .刊名，出版年份，卷號(hào)（期號(hào)），起止頁(yè)碼 ②專著 序號(hào) 作者 .書名 .版本（第 1 版不標(biāo)注） .出版地：出版者， 出版年：起止頁(yè)碼 ③論文集 序號(hào) 作者 .題名 .論文集名 .出版地，出版年：起止頁(yè)碼 ④畢業(yè)論文 序號(hào) 作者 .題名： [畢業(yè)論文 ]（英文用 [Dissertation]） .保存地點(diǎn)：保存單位，年份，起止頁(yè)碼 ⑤專利 序號(hào) 專利申請(qǐng)者 .題名 .國(guó)別，專利文獻(xiàn)種類，專利號(hào)出版日期 ⑥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 序號(hào) 起草責(zé)任者 .標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) .標(biāo)準(zhǔn)順序號(hào) — 發(fā)布年 .標(biāo)準(zhǔn)名稱 .出版地：