【正文】 //當(dāng)四個 LED 。 // 0000 當(dāng)四個 LED再次檢測到黑線的次數(shù)小于 6次時 //即到達黑線時小車前進速度大于后退速度 } if(num=6) { PWM1=0。amp。 delay(100)。RP4==0) { if(num==0) { 沈陽理工大學(xué) 36 back1()。RP3==0amp。RP2==0amp。 // 1000 當(dāng)?shù)诙?、三、四個 LED 檢測到黑線時，小車右大轉(zhuǎn) /****************小車檢測到全黑情況的處理 ****************/ if(RP1==0amp。amp。amp。amp。RP4==0) turn(count1,100,count2,0)。RP3==0amp。RP2==1amp。 // 1110 當(dāng)?shù)谒膫€ LED 檢測到黑線時，小車右轉(zhuǎn) if(RP1==1amp。amp。amp。amp。RP4==1) turn(count1,150,count2,80)。RP3==0amp。RP2==1amp。 // 0001 當(dāng)?shù)谝弧⒍?、三個 LED 檢測到黑線時，小車左大轉(zhuǎn) /*********************小車右轉(zhuǎn) *********************/ if(RP1==1amp。amp。amp。amp。RP4==1) turn(count1,0,count2,100)。RP3==1amp。RP2==0amp。 // 1011 當(dāng)?shù)诙?個 LED 檢測到黑線時，小車偏左轉(zhuǎn) if(RP1==0amp。amp。amp。amp。RP4==1) turn(count1,0,count2,150)。RP3==1amp。RP2==1amp。 // 0110 當(dāng) 第一、第四個 LED 檢測到黑線時，小車減速前進 /*********************小車左轉(zhuǎn) *********************/ if(RP1==0amp。amp。amp。amp。RP4==1) turn(count1,200,count2,200)。RP3==0amp。RP2==0amp。 //1111 當(dāng)四個 LED 都沒檢測到黑線時，小車后退 if(RP1==1amp。amp。amp。amp。 //使小車沖上黑色軌道 delay(350)。 TR0=1。 //定時 1ms TL0=(655361000)%256。 //中斷模式設(shè)置 EA=1。 } /*********************第三部分 主函數(shù) *********************/ void main() { int num=0。 back2()。 speed(t1,sd1,t2,sd2)。 } /**************電機的前進、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)控制 ***************/ void turn(int t1,int sd1,int t2,int sd2) { forward1()。 if(t2sd2) //電機 2 PWM 調(diào)速 PWM2=1。 } /*********************電機的速度控制 用 PWM 調(diào)速 *********************/ void speed(int t1,int sd1,int t2,int sd2) { if(t1sd1) //電機 1 PWM 調(diào)速 PWM1=1。 } void back2() //電機 2 后退 { IN3=1。 } void back1() //電機 1 后退 { IN1=1。 } void forward2() //電機 2 前進 沈陽理工大學(xué) 33 { IN3=0。 } /*********************第二部分 電機控制子函數(shù) *********************/ void forward1() //電機 1 前進 { IN1=0。y0。x0。 //用于中斷計數(shù) //延時函數(shù)，延時 z秒 void delay(int z) { int x,y。 sbit RP4=P2^3。 //傳感器管腳位聲明 sbit RP2=P2^1。 sbit IN4=P1^5。 //電機控制端 sbit IN2=P1^3。 //電機 A/B 使能端 sbit PWM2=P1^1。 由于知識水平有限，錯誤在所難免，懇請各位老師批評指正。 感謝家人，他們的支持和理解 ， 讓 我能夠安心 完成畢業(yè)設(shè)計，是我最 堅強 的 后盾。 所謂 “送人一魚，僅供一飯之需；而授之以漁，則終生受用無窮。本文的研究工作 從始至終 都得到了 劉 老師的 熱心 指導(dǎo)和 關(guān)心 。 (2)增加避障控制功能： 包括避障的 精確性和靈活度 這兩個 指標(biāo)。 智能循跡小車屬于應(yīng)用開發(fā)項目，涉及了多種學(xué)科，由于本課題的試驗性和不完善性。 循跡 小車在完成設(shè)計預(yù)想的前提下，主要考慮了車體結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡 單 化，降低了制作成本，使之更具有普及性。但相對一字型布局， M 型布局容易產(chǎn)生不穩(wěn)定信號，從而產(chǎn)生信號震蕩，影響小車行駛的穩(wěn)定性。由于傳感器不在同一直線上，故小車轉(zhuǎn)彎時，左右兩邊后部的傳感器 有較大的采樣空間，兩邊前端的傳感器則對采集的信號有更好的前瞻性 。 取得了以下成果： (1)小車可以實現(xiàn)按照預(yù)定軌道在無外部環(huán)境影響或改變時，小 車將一直 沿著黑色標(biāo)記線運動 。 沈陽理工大學(xué) 24 結(jié) 論 本課題研究的內(nèi)容主要是智能小車的循跡系統(tǒng)。 解決：首先通過調(diào)節(jié)傳感器上的可調(diào)電阻，適當(dāng)?shù)脑龃蠡驕p小電阻可改變靈敏度。在軟件的調(diào)試過程中主要遇到的問題如下： (1) 在測試中遇到小車遇到黑線電機不動 . 解決：首先使用試測 儀對電路進行測試 ,觀察是否存在漏焊、虛焊、或電子元件損壞。 通過軟件檢查出程序中出現(xiàn)了 許多 的問題。 第三步：點擊 File 欄的 Load Buffer 選項打開已經(jīng)編譯好的 HEX 文件。軟件調(diào)試的流程是這樣的：先分別對主要的功能程序模塊進行模擬仿真調(diào)試；然后再將各程序模塊組織起來進行統(tǒng)調(diào) [12]。單片機正常工作時， RST 復(fù)位引腳應(yīng)為 0V，按下復(fù)位按鍵時，復(fù)位引腳為高電平 5V左右 [11]。 (2)復(fù)位電路的測試 復(fù)位不正常也會導(dǎo)致系統(tǒng)不能工作。實際中，因為各種原因?qū)е孪到y(tǒng)時鐘不正常而出現(xiàn)系統(tǒng)無法正常運行的情況時有，因此系統(tǒng)時鐘是否振是通電檢 查的首要環(huán)節(jié)。用紅、黑表筆來測試電路板上每條走線，如果測量的 電阻 值 非常小時，證明走線沒有斷開，當(dāng)其電阻值 很大時，證明該條走線斷了，應(yīng)該重新 制作 走線，使電路板在電氣上得到正確地連接。 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 沈陽理工大學(xué) 22 5 系統(tǒng)的 總體調(diào)試 硬件的測試 按照之前設(shè)計好的 智能 循跡 小車 原理圖，詳細計算系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)，選擇相應(yīng)器件，制作實際電路板?，F(xiàn)在再點擊重新編譯， 就 會在工程所在文件夾里生成 HEX 文件 [9] [10]。接著， Keil 會打出下面的提示： 0 Error(s), 0 Warning(s).建立工程的時候，默認(rèn)是不生成 HEX 文件的，得在 編譯做如下設(shè)置：在Project Workspace 里 Target 1 上右擊，選擇 “Options for Target ?Target 1”。此時，程序就添加進了這個工程。 圖 保存文本改寫界面 沈陽理工大學(xué) 20 將寫完的程序添加到工程里面，如圖 ，在左邊 Project Workspace 里的 Source Group 1 上右擊，選擇 Add Files to Group ?Source Group 1?。 圖 建立空文本框界面 到現(xiàn)在為止，就可以開始在里面輸入代碼了。這樣就建立 好 了一個空的 51 工程（如圖 所示）。 圖 保存路徑界面 圖 選擇電路板上所用的單片機型號界面 設(shè)置 完成后，軟件會提示是否將 8051 上電初始化程序添加入工程 。 圖 Keil軟件 新建 工程界面 沈陽理工大學(xué) 18 點擊會出現(xiàn)的對話框中選擇工程存在路徑（如圖 所示），單擊 “保存 ”后，出現(xiàn)界面。 圖 Keil 軟件主界面 點擊 ProjectNew Project。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex文件，由仿真器使用直接對目標(biāo)板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。然后分別由 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件（ .OBJ）。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢 [8]。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 Keil 提供了包括 C 編譯器 、宏 匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個 集成開發(fā)環(huán)境 （ uVision）將這些部分組合在一起。程序的主要模塊有：主程序、定時溢出中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)程序。 模塊化結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計，可以使系統(tǒng)軟件便于調(diào)試與優(yōu)化，也使其他人更好地理解和閱讀系統(tǒng)的程 序設(shè)計。有的時候 為了有效地完成任務(wù)，把所要完成的任務(wù)分割成若干個相互獨立但相互又 仍然有所 聯(lián)系的模塊，這些 模塊使得任務(wù)變得相對簡單 ，對外的數(shù)據(jù)交換相對簡單 、 容易編寫 、 容易檢測，容易閱讀和維護。 最接近 機器 的 語言 是匯編語言 ， 其 常用來編制與系統(tǒng)硬件相關(guān)的程序，如訪問 I/O口、中斷處理程序等，它是 一種最快而又最有效的語言，在對于程 序的空間和時間要求很高的場合中 使用匯編語言是最佳的選擇 ， 然而匯編語言也有其自身的缺 點 ，比如程序開發(fā)周期較長 、 浮點運算處理復(fù)雜 、 程序移植性差等 不利因素 。 圖 L298N 驅(qū)動芯片和直流電機接線圖 沈陽理工大學(xué) 15 小車運動邏輯 表 小車運動邏輯 使能端A 使能端 B 左電機 右電機 左電機 運行狀態(tài) 右電機 運行狀態(tài) 小車 運行狀態(tài) IN1 IN2 IN3 IN4 1 1 1 0 1 0 正轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 前行 1 1 1 0 0 1 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn) 1 1 1 0 1 1 正轉(zhuǎn) 停止 以右電機為中 心原地右轉(zhuǎn) 1 1 0 1 1 0 反轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 左轉(zhuǎn) 1 1 0 1 0 1 反轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 后退 1 1 1 1 1 0 停 止 正轉(zhuǎn) 以左電機為中 心原地左轉(zhuǎn) 電機控制邏輯如下：以電機 A 為例，當(dāng)使能端 EN A 為高電平時，如果輸入引腳 IN1為低電平而輸入引腳 IN2 為高電平，電機 A 反轉(zhuǎn)；如果輸入引腳 IN1 為高電平而輸入引腳 IN2 為低電平，電機 A 正轉(zhuǎn)。 采用以上方法，電機的運轉(zhuǎn)就只需要用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。 圖 所示就是基于這種考慮的改進電路，它在基本 H 橋電路的基礎(chǔ)上增加了 四個 二極管來保護電路 。此時，電路中除了三極管外沒有其他任何負載，因此電路上的電流就可能達到最大值 ，該電流僅受電源性能限制，可能 燒壞三極管。 驅(qū)動電機時，保證 H 橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導(dǎo)通非常重要。 下面分析 另一對三極管 Q2 和 Q3，當(dāng)兩個三極管同時 導(dǎo)通的情況 下 ，電流將從右至左流過電機。 基于 不同三極管對的導(dǎo)通情況 可以控制電機的轉(zhuǎn)向 ，電流可可以 從左至右 流過電機，也可以 從右至左流過電機。 如圖所示， H 橋電機驅(qū)動電路包 含 四 個三極管和一個電機。 被命名為 “H橋驅(qū)動電路 ”主要 是因 為電路的形狀很像 字母 H。四個三極管就是 H 橋的四條垂直線，而電機就是 H 中的橫線。 L298N 有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作。 L298N 是一個內(nèi)部有 兩個 H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動芯片 ，可以用來驅(qū)動直流電動機