【正文】 主程序流程圖如圖 42： 圖 42 主程序流程圖 右側(cè)中斷 PIO中斷入口 前中斷 左側(cè)中斷 調(diào)整 H橋 PWM占空比 吸鐵片辨別 判斷是否是 指定庫 清中斷標(biāo) 志位 返回 讀鍵值 按色設(shè)庫標(biāo) 返回 按要求判斷是否吸鐵片 將貨物放在庫里 返回 N Y 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 。在本 次設(shè)計中，主程序主要用來識別按鍵，從實現(xiàn)相應(yīng)的功能。 軟件算法和程序流程 主程序流程圖 (1)各模塊初始化 如圖 41： 圖 41 初始化圖 主程序入口 各模塊初始化 上傳數(shù)據(jù)？ 上傳時間數(shù)據(jù) 低功耗 N Y 第 4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 25 （ 2）主程序流程圖 在電動小車系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計中，主程序的任務(wù) 是：完成單片機(jī)個借口設(shè)備初始化設(shè)置，包括 I/O 端口的設(shè)置，脈沖寬度調(diào)制 PWM 初始化設(shè)置，串行口初始化設(shè)置；各變量和常量初始化；單片機(jī)進(jìn)入查詢狀態(tài)，一旦傳感器的狀態(tài)發(fā)生變化，立即調(diào)用控制子程序，進(jìn)行處理。 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 24第 4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系 統(tǒng)軟件介紹 軟件部分采用模塊化程序設(shè)計的方法，由單片機(jī)控制程序、各傳感器模塊子程序，液晶顯示及光電提示子程序組成。 小車開啟后，單片機(jī)給予小車具體的行程，讓小車根據(jù)編程運(yùn)行。 在這次設(shè)計中，整個小車運(yùn)行等過程都是通過主控單片機(jī)芯片上的程序控制來完成整個智能控制過程。 圖 312 為蜂鳴器報警系統(tǒng)。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。當(dāng)接通 電源后（ ~15V 直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振 ,輸出 ~ 的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。 壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。 蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共 鳴箱、外殼等組成。蜂鳴器主要分為壓電式和電磁式兩種類型。 此處A/D轉(zhuǎn)換采用 TLC1543 芯片。 由于各路傳感器會對單片機(jī)產(chǎn)生一定的干擾，使信號發(fā)生錯誤。 光敏電阻時用硫化鎘或硒化鎘材料制成的特殊電阻器，它對光線非常敏感。光敏三極管當(dāng)無光照射時，反向電流很小，即暗電流很?。划?dāng)有光線照射時，在光的激發(fā)下，光敏三極管內(nèi)產(chǎn)生大批 “光生載流子 ”，反向電流大增。在車前面安裝兩個光敏電阻和兩個光敏三極管，在車后面安裝兩個光敏電阻。 金屬傳感器 MMS105H的電路圖如圖 310： 單片機(jī)TextTextVCCDATAGND MMS105HGNDVCC 圖 310 MMS105H 金屬探測器 電路圖 第 3章 硬件電路設(shè)計 21 光源檢測模塊電路的設(shè)計 此處我們 采用 光敏電阻和光敏三極管做成組合光敏探測器。當(dāng)探測到金屬時，電平由高置低。 金屬探測器的工作原理是：金屬探測器頭部有一電感線圈，當(dāng)探頭接近到金屬時，相當(dāng)于在線圈內(nèi)增加一個磁芯，由公式 R=jwL 可知當(dāng)頻率恒定，電感增加時，感抗發(fā)生變 化，該變化產(chǎn)生的高低電平感應(yīng)信號被送入單片機(jī)。 EOC 用于指示一次 AD 轉(zhuǎn)換已完成， CPU 可以讀取數(shù)據(jù)，該引腳是低電平有效，根據(jù)需要，該引腳可接入 CPU 的中斷引腳，一旦數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成，向 CPU 提出中斷請求；此外，也可將該引腳接入一個普通的 I/O 引腳， CPU 通過查詢該引腳的狀態(tài)來了解當(dāng)前的狀態(tài)，甚至該引腳也可 以不接，在 CPU 向 TLC1543 發(fā)出轉(zhuǎn)換命令后，過一段固定的時間去讀取數(shù)據(jù)即可。其余的引腳是 TLC1543 與CPU 的接口，其中 CS 為片選端，如不需選片，可直接接地。該芯片與單片機(jī)的接口采用串行接口方式，引線很少，與單片機(jī)連接簡單。目前，較為流行的 AD 轉(zhuǎn)換器件有很多都采用了串行接口，這使得這類芯片與單片機(jī)的硬件連接非常簡單，而軟件編程相對要復(fù)雜 一些。只是 A/D轉(zhuǎn)換用的是 TLC1543。結(jié)合中斷查詢方式，通過程序控制小車是否前進(jìn)。穩(wěn)定性能得到提升。 LM339 的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極。當(dāng) “”端電壓高于 “+”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇 LM339 輸入共模范圍的任何一點），另一端加一個待比較的信號電壓。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。 LM339 集成塊采用 DIP14 型封裝，上圖為其外型及管腳排列圖。當(dāng)負(fù)載電流很小時，輸出晶體管的低失調(diào)電壓 (約 )允許輸出箝位在零電平。當(dāng)達(dá)到極限電流 (16mA)時，輸出晶體管將退出而且輸出 電壓將很快上升。輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 Vcc 端電壓值的限制。差分輸入電壓可以大于 Vcc 并不損壞器件。 LM339 偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與 電源電壓范圍 ~30V無關(guān)。除非利用滯后，否則直接插入 IC 并在引腳上加上電阻將引起輸入 —輸出在很短的轉(zhuǎn) 換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當(dāng)快，則滯回 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 18滯回將不需要。電源加旁路濾波并不 能解決這個問題，標(biāo)準(zhǔn) PC 板的設(shè)計對減小輸入 —輸出寄生電容耦合是有助的。 LM339 是高增益 ,寬頻帶器件，象大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。但我們把車體前端和上端進(jìn)行了有效的遮擋后，效果已經(jīng)完全可以滿足要求。將檢測到的信號送到單片機(jī) I/O 口，當(dāng) I/O 口檢測到的信號為高電平時，表明紅外光被地上的黑色引導(dǎo)線吸收了，表明小車處在黑色的引導(dǎo)線上；同理，當(dāng) I/O 口檢測到的信號為低電平時，表明小車行駛在白色地面上。自制紅外探頭電路 如圖所示，紅外光的發(fā)送接收選用對管。紅外探測器探測距離有限，一般最大不應(yīng)超過 3cm。 紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。選擇一路 I/O 口，經(jīng)反向器 74HC14 分別接 IN1 和IN2 引腳，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。每 1 個電機(jī)需要 3 個控制信號 EN1 IN IN2，其中 EN12是使能信號， IN IN2 為電機(jī)轉(zhuǎn)動方向控制信號， IN IN2 分別為 1， 0 時，電機(jī)正 轉(zhuǎn)，反之，電機(jī)反轉(zhuǎn)。 H橋電路的輸入量可以用來設(shè)置馬達(dá)轉(zhuǎn)動方向，使能信號可以用于脈寬調(diào)整（ PWM）。這種雙極型脈沖調(diào)寬方式具有很多優(yōu)點，如電流 連續(xù)；電機(jī)可四角限運(yùn)行；電機(jī)停止時有微振電流，起到 “動力潤滑 ”作用，消除正反向時的靜摩擦死區(qū)：低速平穩(wěn)性好等。 IN1 、 IN IN IN4吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 16分別在使能端為高電平時控制 OUT OUT OUT3 和 OUT4 是否輸出高電平，來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 驅(qū)動電路模塊 電機(jī)驅(qū)動主要由芯片 L293D 構(gòu)成，該芯片可以同時控制兩個電機(jī)。可以均勻而經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。直流電動機(jī)可以在重負(fù)載條件下，實現(xiàn)均勻、平滑的無級調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。 直流電動機(jī)的一些特點： （ 1）調(diào)速性能好。 不同勵磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。若串勵繞組產(chǎn) 生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵。這種直流電機(jī)的勵磁電流就是電樞電流。作為并勵發(fā)電機(jī)來說，是電機(jī)本身發(fā)出來的端電壓為勵磁繞組供電；作為并勵電動機(jī)來說，勵磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵直流電動機(jī)相同。 （ 1）他勵直流電機(jī) 勵磁繞組與電樞 繞組無聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對勵磁繞組供 電的直流電機(jī)稱為他勵直流電機(jī)，永磁直流電機(jī)也可看作他勵直流電機(jī)。直流電機(jī)的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。 若復(fù)位電路失效，加電后 CPU 從一個隨機(jī)的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為保證系統(tǒng)可靠復(fù)位，在初始化程序中應(yīng)安排一定的復(fù)位延遲時間。 圖 32為單片機(jī)的時鐘電路： Y112MHzC330pFC230pFGNDXTAL1XTAL2 圖 32 時鐘電路 復(fù)位電路 計算機(jī)在啟動運(yùn)行時都需要復(fù)位，使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。振蕩器產(chǎn)生的時鐘頻率主要由晶振參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 時鐘電路 AT89C51單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都以時鐘控制信號為基準(zhǔn)，有條不紊、一拍一拍地工作。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為第 3章 硬件電路設(shè)計 13 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口： RXD（串行輸入口）； （串行輸出口）； /INT0（外部中斷 0）； /INT1（外部中斷 1）； T0（記時器 0 外部輸入）； T1（記時器 1 外部輸入）； /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）； /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）； P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號