【正文】 然后進入 Data_Change()。 //分頻器設(shè)置 TCNT1H = 0x00。= ~0x01。 else csb_flag = 0xff。 csb_flag = 0。 unsigned char csb_data。i 16。i 16。 Write_Com(0x80)。 Write_Com(0x0C)。 clr_rw。 Write_Com(0xce)。 //取對應(yīng)位的數(shù)字 Write_Com(0xcb)。 } else { uchar temp[3]。 Write_Com(0xce)。 Write_Com(0xcd)。 void Sent_Lcd(uchar data) //LCD 寫入距離值 { if(data == 0xff) { Write_Com(0xcb)。 set_en。 } 寫數(shù)據(jù)就是為了在屏幕上顯示對應(yīng)的東西： void Write_Data(uchar data) //LCD 寫數(shù)據(jù) { _delay_ms(1)。 _delay_ms(5)。 const uchar table2[] = Distance: 。 LIN1_clr。 LIN1_set。 //右 電機為高電平 LIN1_clr。 LIN1_clr。 !rinf_scan) control_flag = 1。 else if(!ult_scan amp。amp。 linf_scan amp。amp。 rinf_scan) control_flag = 2。 else if(!ult_scan amp。amp。 linf_scan amp。 //延時以消除超聲波干擾 if(!ult_scan) uled_led_clr。 Csb_Get()。 while(1) { Car_Void()。其中：避障中斷服務(wù)子程序完成對超聲波探測器產(chǎn)生的外部中斷進行處理，如果超出預(yù)定的危險距離就左轉(zhuǎn)進行避障。1%的精度，已足夠本設(shè)計的需求。選擇這個時鐘 ( 此時不能對 CKOPT 進行編程 ) 之后就無需配置外部晶振了。 第 17 頁 共 47 頁 圖 411 單片機復(fù)位電路 單片機時鐘震蕩電路 本設(shè)計利用 ATmage16單片機內(nèi)置 RC 震蕩電路作為 8MHz 時鐘源，標(biāo)定的單片機片內(nèi)提供了固定的 、 、 的 RC 振蕩時鐘源。而其設(shè)計比較簡單，只需將復(fù)位端口經(jīng)上拉電阻和按鍵與電源 GND 接通即可實現(xiàn)。在圖中 R7為上拉電阻，可有效地 防止外界干擾，不加的話，有可能會干擾到那個引腳，引起頻繁觸發(fā)中斷。無論是在單片機上電時，或者是發(fā)生故障后的情況下都要進行復(fù)位操作。利用 LED 作為警示元件，于在三個傳感器位置處設(shè)置。例如，在發(fā)光二極管的一端添加一個限流電阻可以有效減小流過發(fā)光二極管的電流，防止損壞 LED 燈。 第 16 頁 共 47 頁 在利用電機驅(qū)動小車前進時，小車的兩個直流電機都正轉(zhuǎn)；在其后退時，則其兩電機都反轉(zhuǎn)；在其左轉(zhuǎn)前進時，則其左電機停轉(zhuǎn)而右電機正轉(zhuǎn)；在其右轉(zhuǎn)前進時，則其右電機不轉(zhuǎn)而左電機正轉(zhuǎn)；在其進入減速區(qū)時，可由單片機調(diào)制 PWM 的變頻實現(xiàn)調(diào)速，即通過軟件來改變輸出 PWM 脈沖波形的占空比，以實現(xiàn)調(diào)速。但電池的在電電壓是隨電量消耗而減小的，且由于電池內(nèi)阻的因素，電池的電壓隨著消耗而減小。并且由于硬件電路上不復(fù)雜，驅(qū)動電路的輸入端也可以不用進行光耦合隔離，將單片機引腳與其直接相連即可。如圖 49所示。這種斷續(xù)供電的 方式被我們稱為 ―PWM 脈寬調(diào)制 ‖。 (2）惰行 —— 如果 4個開關(guān)全部都斷開，那么電機慣性所產(chǎn)生的電勢就將無法形成一個完整的電路，這就使得電機將慣性轉(zhuǎn)動較長的時間。其 4個開關(guān)被稱為 ―橋臂 ‖。利用單片機調(diào)整出 PWM 脈沖和高低電平對直流電機進行驅(qū)動和控制。因為電機有很大的電感，而根據(jù)電感的原理，在斷電瞬間會有和電源一樣的電勢。在本設(shè)計中我利用電機驅(qū)動芯片 L298N，一款集成的 H 橋芯片。如圖 45 LCD1602 顯示電路所示，電阻 R8用于設(shè)置一個偏壓，也就是液晶字顏色深度 ； R9 設(shè)置一個偏壓，設(shè)置液晶的背光亮度。 LCD1602 顯示電路 本設(shè)計利用 LCD1602 顯示電路。在本模塊中，還增加了一個撥碼開關(guān)，這樣可以隨時關(guān)閉電源，以便調(diào)試。 單片機利用計時器統(tǒng)計超聲波發(fā)射和接受的時間再經(jīng)過換算，得出小車距離障礙物的距離，通過 LCD 顯示當(dāng)前距離值。超聲波接口電路見圖41。 7~ 14腳為 8位雙向數(shù)據(jù)端 D0~ D7； 15~ 16腳為背燈電源或空腳： 15腳為背光正極， 16腳為背光負(fù)極。具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動的特點 [4]。~ 的芯片工作電壓， ()工作電流，模塊最佳工作電壓是 。 光電檢測方法的優(yōu)點有精度高、反應(yīng)快、傳感器的結(jié)構(gòu)簡單、非接觸可測參數(shù)多、形式靈活多 樣等。 超聲波測距原理 超聲波測距的實現(xiàn)是通過發(fā)射器發(fā)射出長約 6mm、頻率為 40KHZ 的超聲波信號，接收頭接收到被物體反射回來的超聲波，并且產(chǎn)生毫伏級的微弱電壓信號，計算出時間差來實現(xiàn)的。 1 號 Pin 接 VCC 電源（供電范圍 ~）。低于 15 度的感應(yīng)角度，探測距離為 到，探測精度保持在 +1%。 PWM信號端 A控制 M1調(diào)速， PWM信號端 B控制 M2調(diào)速。分別為 M1和 M2，引腳 A， B用于控制電機的速度通過 PWM脈寬調(diào)制信號的輸入。 L298N 內(nèi)有兩個 H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，能夠用來驅(qū)動步進電動機和直流電動機、繼電器線圈等感性負(fù)載 [2]。 ATmega16 的工作電壓為 ~，速度等級是 0~16 MHz，在 1MHz， 3V， 25℃ 時的功耗：在正常模式下是 mA，空閑模式下為 mA，掉電模式則小于 1μA。 16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編 Flash，擦寫壽命為一萬次，同步進行讀與寫的操作，擦寫壽命為十萬次。通過電容進行濾波，并且安置撥碼開關(guān)，使小車運行的開關(guān)更加方便、穩(wěn)定。當(dāng)定時器定時到固定的時間便產(chǎn)生中斷，將輸出電平取反，不斷循環(huán)計時便能產(chǎn)生穩(wěn)定的方波，不會因為其他程序的延時而改變輸出頻率。主要功能是單片機當(dāng)接收到避障模塊返回的數(shù)據(jù)時，通過驅(qū)動兩個車輪調(diào)節(jié)小車的行駛速度，然后改變兩個車輪的轉(zhuǎn)速差，利用萬向輪，調(diào)節(jié)行駛方向。 方案二：采用 LCD1602 液晶顯示。 顯示模塊設(shè)計方案論證 方案一：采用七段 LED 數(shù)碼管顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，在小車的車身前端左、中、右三方向放置超聲波探頭，單片機通過對三個方向超聲波返回的測距數(shù)據(jù)進行對比分析，確定障礙物位置，再通過調(diào)節(jié)小車左右電機轉(zhuǎn)速差控制小車行駛方向?qū)崿F(xiàn)避障。由此可見， 舵機是一種精度很高的位置伺服的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動最大角度不能超過 180 度 ，適用于那些需要角度不斷變化并可以停滯的驅(qū)動當(dāng)中。而當(dāng)使用舵機帶動探頭的方案時，通過掃描檢測到各個方向的障礙物，過單片機對各方向返回的數(shù)據(jù)通對比，可以很好的分析出障礙物方向，通過調(diào)節(jié)小車兩側(cè)左右電機轉(zhuǎn)速差控制行駛方向?qū)崿F(xiàn)小車避障功能。紅外線具有可見光直線傳播、反射、折射等特性。但由于時間關(guān)系沒有添加溫度補償措施所以易受到環(huán)境中溫度的影響。故本設(shè)計選擇使用直流電機。步進電機的轉(zhuǎn)動并不受電壓波動和負(fù)載變化以及溫度、氣壓等環(huán)境因素的影響，僅與控制脈沖有關(guān)，但步進電機的速度十分緩慢，且消耗 I/O 資源過多，不適合本作品。 L298N 模塊做成的驅(qū)動電路可實現(xiàn)直流電機的控制，可配合 PWM 調(diào)速機制（即脈沖寬度調(diào)制方式）調(diào)速。故有兩種方案。 電機的選擇方案論證 直流電 機與步進電機的選擇： 電機是系統(tǒng)的動力來源，電機有著不同的類型，其中步進電機和直流電機最為常用。即不會對其他驅(qū)動程序產(chǎn)生影響。對于 超聲波模塊，頻繁的中斷觸發(fā)，會導(dǎo)致計時不準(zhǔn)，使得換算出來的距離具有一定的誤差。片內(nèi)集成多種頻率的 RC 振蕩器，能夠自動上電復(fù)位、并且有看門狗和啟動延時等功能，所以 ATmega16 單片機外圍電路相對 AT89S52 簡單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。能夠使用 外接 A/D， D/A 轉(zhuǎn)換電路與運放芯片來實現(xiàn)采集傳感器傳送信息的功能，且能夠通過以點陣或 LCD 液晶以及外接按鍵實現(xiàn)人機交互 [1] ，能通過內(nèi)部眾多 I/O 端口與步進電機連接來對外圍設(shè)備進行精確操控。 系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖如圖 11 所示。 1 系統(tǒng)設(shè)計 任務(wù)要求 （ 1） 檢測障礙物并且避障：由超聲波和紅外探頭共同實現(xiàn)； （ 2） 小車電機由 L298N 驅(qū)動； （ 3） 速度由單片機輸出的 PWM 波控制； （ 4） 超聲波能實現(xiàn)對障礙物的測距， LCD 屏顯示了超聲波檢測到前方的距離。通過細(xì)化要求，本系統(tǒng)以 AT mega16 為核心控制器，主要由電源模塊、電機驅(qū)動模塊、顯示模塊、避障模塊構(gòu)成 。超聲波避障的研究對于我國智能車的普及有一定的指導(dǎo)作用并且有著深遠(yuǎn)的意義， 同時小車也成為現(xiàn)代智能玩具的一種良好的發(fā)展對象，為中國玩具市場技術(shù)含量的缺乏進行一定的彌補，實現(xiàn)經(jīng)濟收益，形成商業(yè)價值。 Ultrasound。 Smart car in the field of military application。 本次設(shè)計主要是利用 ATmega16 單片機，超聲波傳感器、紅外線傳感器和 L298N 完成避障小車的制作。 自主智能尋跡 避 障小車是 通過 單片機、傳感器、信號處理器、電機驅(qū)動以及自動控制等技術(shù)來實現(xiàn)環(huán)境感知和自動 行駛相結(jié)合 的高新技術(shù)綜合體，隨著不斷提高企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及不斷加深對自動化技術(shù) 的 要求，智能車已廣泛的應(yīng)用 于 許多工業(yè)部門?？梢哉f它已 日益 深入到社會和工業(yè)的各個方面，例 如：智能車在物流運輸方面的應(yīng)用；智能車在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用；智能車在社會生活中的應(yīng)用；智能車在智能運輸系統(tǒng)上的應(yīng)用等等。以 ATmega16 為主控芯片，利用超聲波傳感器對距離的檢測，將前方障礙探測出，并且通過超聲波的傳回數(shù)據(jù)以及紅外線傳感器對小車兩側(cè)的障礙物位置的確定，進行判斷， 1602 液晶顯示所測距離，然后由 ATmega16 單片機發(fā)出指令，控制電機轉(zhuǎn)動，電機驅(qū)動采用常用的 PWM 方式進行電機的調(diào)速控制。 Smart car in the application of social life. Hightech level rising in our country at the same time, industrial process automation is in constant propulsion, smart car can automatically take some measures to avoid obstacles, effectively avoid the happening of traffic accident, but also are widely used in the design of all kinds of toys and other products, greatly enriched people39。 Obstacle avoidance 目 錄 引言 ........................................................................................................................................... 1 1 系統(tǒng)設(shè)計 .......................................................................................................................... 1 任務(wù)要求 ............................................................................................................................ 1 總體設(shè)計 ............................................................................................................................ 1 2 方案論證 .......................................................................................................................... 2 系統(tǒng)控制模塊設(shè)計方案論證 ............................................................................................ 2 電機的選擇方案論證 ....................................................................................................