【正文】 i++) { Write。 for(i=0。 } void Display_LCD_String(uchar p,uchar *s) //顯示 LCD 數(shù)據(jù) { uchar i。 DelayMS(1)。 DelayMS(1)。 DelayMS(1)。 DelayMS(1)。EN=0。EN=1。EN=0。 RS=0。EN=0。EN=1。EN=0。 RS=1。 DelayMS(5)。 } void LCD_Busy_Wait() //LCD 忙時等待 { while((Read_LCD_State()amp。DelayMS(1)。 state=P0。EN=1。 RS=0。 DelayMS(25)。j++) { if(K3 == 0)break。i++) { for(j=0。 for(i=0。 DelayMS(25)。j++) { if(K3 == 0)break。i++) { for(j=0。 for(i=0。x++)。 while(ms) { for(x=0。 //反轉序列 void DelayMS(uint ms) //延遲 { uchar x。 //數(shù)組 1， 2， 3 uchar code FFW[]= { 0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09 }。 //數(shù)碼管 sbit ls1=P2^7。 sbit fan=P3^4。 sbit K3 = P3^2。 //按鍵 sbit K1 = P3^0。 sbit RW = P2^1。 //sbit RST = P1^2。 最后，我要感謝多年來一直支持我、愛護我的父母和親人 ，謹此向他們致以最由衷的 感恩和 敬意 ! 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 31 附錄 附錄 1 系統(tǒng)程序 include include //液晶顯示 include // define uint unsigned int //uint 替換 unsigned int define uchar unsigned char//uchar 替換 unsigned char //sbit IO = P1^0。在 樓 老師的悉心指導和大力幫助下，我的畢業(yè)設計才得以順利完成。 在這也衷心感謝劉老師和索老師。慢慢的完善了整個系統(tǒng)程序，在確定無誤時，用編程將正確的程序寫入 AT89S51 中，然后將芯片放入電路中使用，完成了軟件的調試。 軟件調試 當保證硬件電路正常工作的前提下，對軟件開始進行調試。 （ 3）紅外避障電路測試：首先在搭接好的電路中用萬用表測量可調電阻的阻值將其調到 10K 歐姆；再用萬用表在輸出端測量未碰到障礙物時電壓值是否為高電平，當碰到障礙物時，觀察電壓值是否為變?yōu)榈碗娖健? 圖 紅外避障檢測機控制子程序流程圖 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 27 6 系統(tǒng)調試 硬件調試 （ 1）電源電路測試：設計并搭好電源電路，并用萬用表進行檢測電路連接情況，在確定電路沒問題后，同電源端通上 的電源，按下開關，觀察發(fā)光二極管是否發(fā)生變化。 圖 金屬探測控制流程圖 紅外避障及控制設計流程圖 紅外避障檢測機控制子程序流程圖如圖 所示。 同時它主要完成兩項工作：一是黑白線信號檢測采集，二是根據(jù)檢測信號控制小車的向左轉或向右轉，使小車始終 沿著黑線行進。 N Y Y N Y N Y N 圖 系統(tǒng)軟件主流程圖 是否遇到障礙？ 啟動按鍵按下 ? 是否遇到金屬？ 是否遇到黑線？ 路程程序 小車運動 轉向控制子程序 報警子程序 避障子程序 開始 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 25 步進電機方向及速度控制程序流程圖 圖 所示流程圖中，表示如果給步進電機閥一個控制脈沖，它就轉一步，再給一個脈沖，它就會再轉一步，兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉的越快。其原理是在第一 次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一段延時 10ms 的子程序后在確 認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平， 如果保持閉合狀態(tài)電平則確認為真正有鍵按下，從而消除了抖動的影 圖 鍵盤控制電路 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 23 LCD 顯示電路 采用型號為 LCD1602 的液晶顯示器進行小車行車時間和行程的顯示，其電路如 下圖 所示。消除按鍵抖動通常采用硬件、軟件兩種方法。并且，為了能直觀形象的表示按鍵閉合與否，還為每個按鍵相應增加了發(fā)光二極管，按鍵斷開時，發(fā)光二極管滅，當有鍵閉合時，相應的發(fā)光二極管變亮。通過對輸出電平的高低狀態(tài)的檢測，便可確認按鍵按下與否。 一個電壓信號在機械觸點的斷開、閉合過程中，都會產(chǎn)生抖動，一般為 5—10ms；兩次抖動之間為穩(wěn)定的閉合狀態(tài)，時間由按鍵動作所決定；第一次抖動前和第二次抖動后為斷開狀態(tài)。鍵盤實質是一組按鍵開關的集合。當陽極端輸入高電平時，段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入低電平時則不點亮。把發(fā)光二極管的陰極連在一起構成公共陰極，使用時公共陰極接地。當陰極端輸入低電平時，段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平時則不點亮。 LED 數(shù)碼顯示器 有兩種連接方法： （ 1）共陽極接法。 LED 數(shù)碼顯示器是 1 種由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。 LED 數(shù)碼顯示器就是由發(fā)光二極管組合而成的 1 種新型顯示器件。 利用一管發(fā)射一管接收，接 收 管對外界紅外線的接收有無來判斷障礙物，這種方式干擾小，而且易于實現(xiàn)。 基于步進電機的智能小車設計 20 本模塊操作簡單，準確且抗干擾性能越優(yōu)。此光電對管電路簡單，工作性能穩(wěn)定。 而且經(jīng)試驗驗證給此電路供電的電池的壓降較小。 ULN2803 是一種 大電流高電壓型器件 ，外電路簡單 ，如圖 圖 驅動電路 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 19 4 外圍模塊 光電尋跡模 塊 圖 所示電路中， R3 起限流電阻的作用，當有光反射回來時，光電對管中的三極管導通， R4 的上端變?yōu)楦唠娖?，此時 VT1 飽和導通，三極管集電極輸出低電平。 基于步進電機的智能小車設計 18 圖 ULN2803 管腳連接圖 （ 2） 驅動電路設計 驅動電路的性能直接關系到步進電機走步的準確與穩(wěn)定。這樣就使得與 ULN2803 連接的步進電機只有一個引出端導通。 ULN2803 的設計與標準 TTL 系列兼容。廣泛用于計算機，工業(yè)和消費類產(chǎn)品中。 步進電機驅動電路 （ 1） 本系統(tǒng)的設計目的為了高效控制步進電機的轉動，因此需要將脈沖轉化為步進角度，才能控制步進電機轉動，我們在這里采用 ULN2803 為步進電 機提供脈沖信號。 為此必須增添一個叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一方向，就可以使電動機能連續(xù)的旋轉 ,這就是直流電動機的工作原理。 （ 3） 直流電動機的工作原理 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 17 大致應用了 “通電導體在磁場中受力的作用 ”的原理，勵磁線圈兩個端線 通 有相 反方向的電流，使整個線圈產(chǎn)生繞軸的扭力，使線圈轉動。因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調節(jié)轉速的機械，例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用直流電動機拖動。直流電動機可以在重負載條件下，實現(xiàn)均勻、平滑的無級調速，而且調速范圍較寬。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復勵。 ④ 復勵直流電機 復勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組。 ③ 串勵直流電機 串勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源。 ② 并勵直流電機 并勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián) 。 表 步進電機轉速與定時器定時常數(shù)關系 轉速 單步時間 (ms) TH0 TL0 20 1F 0 21 29 B6 22 33 74 23 3C 59 24 44 80 25 50 4C 0 26 52 EC 27 59 55 28 5F 49 基于步進電機的智能小車設計 16 (1)直流電動機的分類 直流電機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。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能；作發(fā)電機運行時是 直流發(fā)電機 ，將機械能轉換為電能。有了上述表格，程序就不難實現(xiàn)了，使用定時 /計數(shù)器 T0 為定時器，定時時間到后切換輸出腳即可?？梢粤谐鱿卤?： 表中不僅計算出了 TH0 和 TL0，而且還計算出了在這個定時常數(shù)下，真實的定時時間，可以根據(jù)這個計算值來估算真實速度與理論速度的誤差值。 按要求，最低轉速為 20 轉 /分，而上述步進電機的步距角為 ，即每 48 個脈沖為 1 周，即在最低轉速時，要求為 960 脈沖/分，相當于 。這里以定時的方式來實現(xiàn)。如果要改變電機的轉動速度只要改變兩次接通之間的時間，而要改變電機的轉動方向，只要改變各線圈接通的順序。表 列出了該電機的一些典型參數(shù)： 表 35BY 型永磁步進電機參數(shù) 型號 步距角 相數(shù) 電壓 電流 電阻 最大靜轉距 定位轉距 轉動慣量 35BY48S03 4 12 47 180 65 有了這些參數(shù)，不難設計出控制電路，因其工作電壓為 12V，最大電流為 ， 因 此用一塊開路輸出達林頓驅動器（ ULN2803）作為驅動，通過 ~ 來控制各線圈的接通與切斷。要使用步進電機轉動，只要輪流給各引出端通電即可。來介紹如何用單片機控制步進 電機。此類電機綜合了反應式和永磁式兩者的優(yōu)點，步距角小，出力大，動態(tài)性能好，是性能較 好的一類步進電動機，在計算機相關的設備中多用此類電機。它的出力大，動態(tài)性能好；但步距角一般比較大。 （ 2） 永磁式步進電動機（ PM） 轉子采用多磁極的圓筒形的永磁鐵，在其外側配置齒狀定子。 （ 11） 超過負載時會破壞同步， 高 速工作時會發(fā)出振動和噪聲。但是，這種電機也有自身的缺 點。 （ 6） 即使沒有傳感器，也能精確定位。 （ 4） 停止時也可保持轉距。 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 13 （ 2） 與微機的連 接、速度控制（啟動、停止和反轉）及驅動電路的設計比較簡單。從 20 世紀 80 年代開始開發(fā)出了專用的 IC 驅動電路，今天，在打印機、磁盤器等的 OA 裝置的位置控制中，步進電機都是不可缺少的組成部分之一。由于步進電動機能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機控制。每輸入一個脈沖到脈沖分配器，電動機各相的通電狀態(tài)就發(fā)生變化，轉子會轉過一定的角度（稱為步距角）。多相步進電動機有多相方波脈沖驅動，用途很廣。 基于步進電機的智能小車設計 12 圖 復位電路 步進電機概述 步進電機是一種能夠將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的機電元件，它實際上 是一種單相或多相同步電動機。 復位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。 RST 變成低電平后，退出復位狀態(tài)， CPU 開始正常工作。只要 RST 保持高電平，單片機便保持復位狀態(tài)。在系統(tǒng)中，有時也會出現(xiàn)顯示不正常，也為了調試方便，需要設計一個復位電路，復位電路主要完成系統(tǒng)的上電復位和系統(tǒng)在 運行時用戶的 按鍵復位功能。也有外部振蕩方式，我選用內部振蕩方式設計。晶振頻率的典型值為 12MHz（我所選用），采用 6MHz 的情況也比較多。由于單片機內部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 11 自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。 P2 除了當做一般 I/O 端口使用外，若是在 AT89S51 擴充外接程序存儲器 基于步進電機的智能小車設計 10 或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié) A8～ A15，這個時候 P2 便不能當做 I/O 來使用了 ； PORT1（ ～ ）：端口 1 也是具有內部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 LS T