【正文】 當然，由于我的知識和能力有限，整個設(shè)計還有很多不足之處有待完善和改進，懇請老師指教，這必將是我在踏上工作崗位之前的最大一筆收獲。在能力上：我通過不斷查閱資料、與師生交流學(xué)習(xí)新知識、在網(wǎng)上請教相關(guān)的人士，然后又將自己沉淀后的知識和經(jīng)驗運用到實際電路設(shè)計理念中，豐富其功能與質(zhì)量。在知識上：一方面，我系統(tǒng)的總結(jié)了自己的專業(yè)知識，明確了自己今后事業(yè)的發(fā)展方向。要想把事情做好提高效率，這就需要注意學(xué)習(xí) 生活工作中做事的細節(jié)，以及對自己知識的擴充。但是我還是不知道其中具體的一些細節(jié)的原理，如我的攝像頭為什么會在后期不能使用，使用不同攝像頭時路由器要進行怎樣的一個處理。特別是自己在路由器方面知識的欠缺，這使得我在小車在起步制作時路由器部分的處理花費了大量的時間。 3．軟硬聯(lián)調(diào) 系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)的主要任務(wù)是檢測系統(tǒng)中各模塊的功能和效果，同時需要校正系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，按實際測量數(shù)據(jù)進行調(diào)試，直至數(shù)據(jù)結(jié)果準確為止。 2．軟件調(diào)試 此系統(tǒng)的軟件程序，均使用 C 語言編寫。 實物調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，此系統(tǒng)調(diào)試可分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)三個部分。 ，在 Proteus 軟件中我們把我們的尋跡、避障模塊程序分 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 52 頁 別進行調(diào)試，我將傳感器的狀態(tài)在軟件中用開關(guān)替代，在輸出 I/O 引腳上加上發(fā)光二極管，用觀察輸出狀態(tài)。 圖 52 Proteus 軟件界面 仿真測試 1．系統(tǒng)初始化測試：主要完成對系統(tǒng)中各模塊電路的初始化等工作，如在 Proteus里面對軟件的一些參數(shù)進行調(diào)試。在編譯方面，它也支持 IAR、Keil 和 MPLAB 等多種編譯。 Proteus 是世界上著名的 EDA工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB 設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。它是 目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 圖 51 Keil 軟件界面圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 52 頁 2． Proteus 軟件 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 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。可使設(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險。 結(jié)束 t1=200？ t1=200？ t1=io1？、？？？ t2=io2？ 中斷標志位清零 定時中斷 初始化 T2 t t2 自加 舵機 1 控制端歸零 舵機 2 控制端歸零 舵機 1 控制信號復(fù)位t1=0 舵機 2 控制信號復(fù)位t1=0 圖 43 定時中斷函數(shù)流程 圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 共 52 頁 判斷 P2口狀態(tài) 避障函數(shù) 小車前進 小車后退 小車左轉(zhuǎn) 小車右轉(zhuǎn) 小車停止 圖 44 避障子函數(shù)流程圖 尋跡函數(shù) 圖 45 尋跡子函數(shù)流程圖 判斷 P0口狀態(tài) 小車前進 小車后退 小車左轉(zhuǎn) 小車右轉(zhuǎn) 小車停止 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 共 52 頁 第 5 章 制作與調(diào)試 系統(tǒng)仿真 隨著科 技的發(fā)展， ―計算機仿真技術(shù) ‖已成為許多設(shè)計部門重要的前期設(shè)計手段。 尋跡函數(shù)流程圖 根據(jù)傳感器掃黑線上的狀態(tài)，從而確定驅(qū)動幾個電機的旋轉(zhuǎn)方向，也就確定了小車結(jié)束 指令類型或數(shù)據(jù) 接收到結(jié)束命令 N Y 串口中斷 將 IR 歸零 將接收到的數(shù)據(jù)命令賦給數(shù)組 計數(shù) cont=0 小車方向 小車速度 燈蜂鳴器 舵機 尋跡避障 計數(shù) cont++ 圖 42 串口中斷流程 圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 52 頁 的運動狀態(tài)。 避障子函數(shù)流程圖 根據(jù)傳感器探測到小車四周障礙物狀 態(tài)，從而確定驅(qū)動幾個電機的旋轉(zhuǎn)方向，也就確定了小車的運動狀態(tài)。 定時器 2 中斷子函數(shù)流程圖 通過定時器的初始值和循環(huán)次數(shù)，確定出舵機 PWM 信號的 20Ms 的周期，通過控圖 41 主函數(shù)流程圖 判斷串口接收的指令 開始 初始化 I/O口 初始化定時器 TT2 及串口中斷 小車前進 小車后退 小車左轉(zhuǎn) 小車右轉(zhuǎn) 小車停止 蜂鳴器開 蜂鳴器關(guān) 小車燈開 小車燈關(guān) 小車尋跡 小車避障 舵機1轉(zhuǎn) 舵機2轉(zhuǎn) 小車加速 小車減速 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 52 頁 制高電平持續(xù)的中斷次數(shù)，來 確 定具體的 PWM 信號。根據(jù)命令數(shù)據(jù)發(fā)送的規(guī)律，將命令解碼儲存在相應(yīng)的二維數(shù)組當中，方便在主函數(shù)中調(diào)用。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 52 頁 串口中斷子函 數(shù)流程圖 通過串口中斷，實現(xiàn)單片機和路由器進行通訊。 主程序流程圖 系統(tǒng)主程序模塊主要完成對系統(tǒng)中各模塊電路的初始化等工作，主要包括對定時器、串口中斷、外部中斷的初始化，同時執(zhí)行電腦等終端設(shè)備所發(fā)送的命令，等待外部中斷以及根據(jù)所需要 的 功能進行相應(yīng)操作。 我們的小車控制是通過 89C52 單片機控制驅(qū)動電路和給舵機送控制信號，然而這些控制信號的命令又是電腦等終端設(shè)備通過無線路由器串口傳送給單片機 的，所以在程序中我們需要設(shè)計到串口的使用、定時器使用、 I/O 口的使用。因此，軟件是系統(tǒng)的靈魂。 Q32N3904dengguangD1LED0D2LED0D3LED0GND1KR1Res1VCCMK1Mic11KR5Res2Q42N3904VCCGND34 Q22N39061 2 3P1Header 320KR3RPot1KR2Res1VCCGND3130 圖 317 燈光控制電路 圖 318 蜂鳴器控制電路 圖 319 電平轉(zhuǎn)換電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 52 頁 第 4 章 系統(tǒng) 程序設(shè)計 系統(tǒng) 程序簡介 硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成，軟件在硬件平臺上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)工作。其中燈光電路中的電阻用于限流保護發(fā)光二極管。 圖 315 LM2596 實物及引腳圖 圖 316 LM2596 構(gòu)成的可調(diào)壓電源模塊電路圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 52 頁 燈光、蜂鳴器及電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 燈光、蜂鳴器及電平轉(zhuǎn)換電路都是通過三極管的開關(guān)作用實現(xiàn)的，如圖 31 31319 所示。其電路圖 316 所示。 213(1 ),OUT REFRRVV R??? 其中， ? 。 該器件內(nèi)部集成頻率補償和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為 150KHZ,與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件?？赏獠靠刂? 工作模式控制： TTL 電平 相容 所需外部 組件 ：僅四個（不可調(diào)）；六個（可調(diào)） 器件保護：熱關(guān)斷及電流限制 1封裝形式： 5 腳（ TO220(T)； TO263(S)) LM2596 構(gòu)成的可調(diào)壓電源模塊 開關(guān)電源調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出 3A 的驅(qū)動電流，同時具有很好的線性和負載調(diào)節(jié)特性。 1 為 +VIN， 2 為 out put， 3 為 gnd，4 為 feed back， 5 為 on/off。 此外，該芯片還提供了工作狀態(tài)的外部控制引腳。利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。我們這圖 313 LM78 系列穩(wěn)壓引腳及實物 圖 314 780 06 集成芯片穩(wěn)壓電路原理 圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 共 52 頁 里分別使用了兩個可調(diào)壓的 LM2596 電 源模塊分別調(diào)節(jié)到想要的電壓為路由器和電機驅(qū)動供電。當輸出電較大時， 7805 應(yīng)配上散熱板。 2KR1Res3D1LED0104C3Cap104C4Cap104C7Cap104C8Cap470uC1470uC2Cap Pol3470uC5Cap Pol3470uC6Cap Pol3Vin VoutGNDVR17805Vin VoutGNDVR2780612P1Header 2H12P2Header 2H12P3Header 2H 這是一個輸出正 5V、 6V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。另外在輸出電流上留 有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。當 穩(wěn)壓管 溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。顧名思義，三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的 EIC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。 LM78 系列引腳及實物圖如圖 313 所示 。 電源模塊 單片機和舵機需要分別單獨供 5V、 6V 的電源。比方說機器人的關(guān)節(jié)、飛機的舵面等。舵機內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期 20ms，寬度 的基準信號，有一個比較器，將外加 的圖 311 舵機 圖 310 天敏 S606 攝 像頭 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 共 52 頁 PWM 信號與基 準信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機的轉(zhuǎn)動信號。 舵機的控制 舵機的控制信號為周期是 20ms 的脈寬調(diào)制（ PWM）信號，其中脈沖寬度從，相對應(yīng)舵盤的位置為 0－ 180 度，呈線性變化。另外要注意一點， SANWA 的某些型號的舵機引線電源線在邊上而不是中間，需要辨認。 舵機的輸入線共有三條，紅色中間，是電源線，一邊黑色的是地線，這輛根線給舵機提供最基本的能源保證，主要是電機的轉(zhuǎn)動消耗。 在本次 wifi 小車的制作中我們使用的天敏 S606 的攝像頭，如圖 310 所示 。 攝像頭的主要結(jié)構(gòu)和組件 從攝像頭的工作原理就可以列出攝像頭的主要結(jié)構(gòu)和組件： 主控芯片（詳情請參閱下面介紹） 感光芯片（詳情請參閱下面介紹） 鏡頭（詳情請參閱下面介紹）電源。我們這里是將攝像頭連接在路由器的 USB 接口上，通過路由器 上 的攝像頭驅(qū)動軟件使攝像頭工作，并由路 由器通過 WIFI 將視頻信號發(fā)送出去。以下主要是指 USB 接口的數(shù)字攝像頭。除此之外還有一種與視頻采集卡配合使用的產(chǎn)品，但目前還不是主流。數(shù)字攝像頭可以直接捕捉影像，然后通過串、并口或者 USB 接口傳到計算機里。模擬攝像頭可以 將視頻采集設(shè)備產(chǎn)生的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進而將其儲存在計算機里。普通的人也可以彼此通過攝像頭在網(wǎng)絡(luò)進行有影像、有聲音的交談和溝通，另外，人們還可以將其用于當前各種流行的數(shù)碼影像、影音處理。 攝像頭簡介 表 31 電機驅(qū)動狀態(tài)表 圖 39 L298 驅(qū)動模塊電路原理 圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 共 52 頁 攝像頭 (CAMERA)又稱為電腦相機、電腦眼等，它作為一種視頻輸入設(shè)備，在過去被廣泛的運用于視頻會議、遠程醫(yī)療及實時監(jiān)控等方面。 可參考下圖表 31。）控制另一臺電機是同樣的方式，輸入信號端 IN3 接高電平，輸入端 IN4 接低電平，電機 M2 正轉(zhuǎn)。（如果無須調(diào)速可將兩引腳接 5V，使電機工作在最高速狀態(tài)，既將短接帽短接）實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)就更容易了，輸入信號端IN1 接高電平輸入端