【正文】 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 38 參考文獻 [1] 清源計算機工作室 . Protel 99 SE 電路設計與仿真 . 2020 年 [2] 李朝。必要時用室友的電腦他們也很樂意幫忙。 我還學會了用 Protel 99 SE 畫圖軟件來畫整體電路圖，通過歷時四天的畫圖經(jīng)歷我對此畫圖軟件有了很好的認識，并能夠熟練應用此軟件，雖然在畫圖的過程中遇到了很多困難但在同學的幫助下都得到了解決，也讓我深感到團隊的合作精神是多么重要。還可以采用其它 系列的單片機。在寫論文的過程中因為論文的格式是有嚴格限制的錯一點都不行所以我要很耐心的把自己的論文檢查了一遍又一遍，培養(yǎng)了自己的認真和耐心，也在探索中對電腦的應用更加的熟練。 定位精度分析 本設計采用實際測量與軟件補償技術，理論上可使定位 精度提高到誤差 10mm。電機軸與車輪軸之間采用了齒輪箱二級減速，變比 1/16。理論上的誤差不到 1秒 /年。 測試方法 (1) 數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止 /導通狀態(tài)等參數(shù)； (2) 信號發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號的接收與傳輸； (3) MCS51 仿真機用于測試軟件； (4) 直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電； (5) 秒表用于產(chǎn)品測試，按照任務書的基本要求對制成的 電動車進行產(chǎn)品測試。消抖 (延時 20ms)由軟件延時完成。它采用更為靈活的可編 I/O 結構，并采用了先進的 EECOMS 工藝，數(shù) 秒內(nèi)即可完成芯片的擦除和編程過程，并可反復改寫，是產(chǎn)品開發(fā)研制的理想器件之一。 4060的記滿輸出信號不但要接到 MCS51的 RST腳，而且還應接到其它芯片的 RST腳，因為程序亂飛后，其它具有 RST腳的芯片也混亂了，必須全部復位。 圖 32 看門狗電路圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 34 CPU 必須在正確完成所有工作后才能發(fā)掃描輸入信號，且程序中發(fā)掃描信號的地方不能太多。 4060 的 RST 線上阻容組成的微分電路很重要，因為掃描輸入信號是 CPU 產(chǎn)生的正脈沖，若此信號變“ 1”后，由于干擾，程序亂飛，微分電路只能讓上跳沿通過，不會封死 4060，看門狗仍能計數(shù)起作用。 4060 的振蕩頻率和 Qi(i=6,7,8,9,10,12,13,14)的選擇要根據(jù)情況確定。一般取 Rs=10RT，且 RT1kΩ ,CT≥ 100pF。 參數(shù)選擇 4060 的振蕩頻率 f 由 RT 、 CT 決定。設實際的程序所需工作周期為 T，分頻器記滿時間為 T′ ,當 T′ T 且系統(tǒng)正常工作時， 程序每隔 T 對 4060 進行掃描一次，分頻且永無記滿輸出信號。 基本原理 CD4060 是帶震蕩器的 14 位計數(shù)器，由該芯片構成的看門狗電路如圖 32看門狗電路圖所示。 (3) 采用內(nèi)帶震蕩器的記數(shù)芯片。本系統(tǒng)采用硬件 “ 看門狗”電路。 硬件看門狗電路及其工作原理基于 CD4060 的硬件看門狗電路如圖 32 所示，它是針對工程項目所設計的一個實用電路，并且該電路實際使用情況良好 [8]。如果該定時計數(shù)器用 MCU 芯片外部電路實現(xiàn)，則為硬件看門狗，如果該定時計數(shù)器用 MCU芯片內(nèi)部定時器／計數(shù)器實現(xiàn)，則稱為軟件看門狗。 “看門狗”技術 看門狗 (Watch Dog Timer，簡稱為 WDT)技術就是最常見的抗干擾技術。如果我們把這段程序的入口標號記為 ERR 的話，軟件陷阱即為一條無條件轉移指令，為了加強其捕捉效果，一般還在它前面加兩 條 NOP 指令，因此真正的軟件陷阱由 3條指令構成： NOP， NOP， ERR。首先，彈飛的程序必須落到程序區(qū)；其次，必須執(zhí)行到冗余指令。指令冗余無疑會降低系統(tǒng)的效率，但在絕大多數(shù)情況下，CPU還不至于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度，故這種方法還是被廣泛采用。當程序彈飛到三字節(jié)指令上時，因它有兩個操作數(shù)，繼續(xù)出錯的機會就更大。當程序彈飛到某一字節(jié)指令上時，便自動納入正軌。在滿足實時性要求的前提下，如果在各次采集數(shù)字信號之間接入一段延時，效果會好一些，就能對抗較寬的干擾。 開關量的軟件抗干擾技術： 關型狀態(tài)傳感器，如限位開關、操作按鈕、電氣觸點等，對這些信號的采集不能用多次平均的方法， 必須絕對一致才行。 (3) 數(shù)字濾波可以對頻率很低的信號實現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。數(shù) 字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比 ，有以下幾個優(yōu)點： (1) 數(shù)字濾波是用程序實現(xiàn)的，不需要增加硬設備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好。 數(shù)字濾波技術： 所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計算或判斷程序減少干擾在有用信號中的比重。在單片機控制系統(tǒng)中，如能正確的采用軟件抗干擾技術，與硬件干擾措施構成雙道抗干擾防線，無疑為了將大大提高控制系統(tǒng)的可靠性。速度控制 jishk equ 3ah 。十米位 shifn equ 38h 。分位 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 25 point equ 36h 。分秒位 meter equ 34h 。秒位 fenmi equ 32h 。 主程序設計 主程序清單如下： limiw equ 30h 。 模塊程序設計法的主要優(yōu)點是： (1) 單個模塊比起一個完整的程序易編寫及調(diào)試； (2) 模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務在不同條件下調(diào)用； (3) 模塊程序允許設計者分割任務和利用已有程序，為 設計者提供方便。 為了完成上述任務，在進行軟件設計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標度變換等。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 gem4561ael e d31l e d42a3b4gnd5c6d7e8f9g10dp11d012d113d214d315vc c161775vs s18l e d119l e d220E M 78P 458680680680680680680680901490149014901410k10k10k10kafbgcdpdeVCCa1a2a4a3abcdefgdpa1a2a3a4T e xt 圖 25 EM78P458 集成顯示電路 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 23 表 22 真值表 D3 D2 D1 D0 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 1 0 1 0 清小數(shù)點 1 0 1 1 加小數(shù)點 1 1 0 0 a1 選通 1 1 0 1 a2 選通 1 1 1 0 a3 選通 1 1 1 1 a4 選通 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 24 第 3 章 軟件設計 系統(tǒng)軟件設計說明： 在進行微機控制系統(tǒng)設計時，除了系統(tǒng)硬件設計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設計應用程序。管腳 Vss串上 10k 電阻后與 Vcc 管腳相接后再接 +5v 電源，管腳 gnd 接地。 管腳 a﹑ b﹑ c﹑ d﹑ e﹑ f﹑ g﹑ dp 分別接 680 歐電阻后與四位八段數(shù)本設計中用兩片 4 位八段數(shù)碼管 gem4561ae 作顯示器 ,并具有雙重功能 ,在小車不行駛時其中一片顯示年月 ,另一片顯示時 .分 . 當小車行駛時 ,分別顯示時間和行駛距離。 顯示電路設計 本設計中用兩片 4 位八段數(shù)碼管 gem4561ae 作顯示器 ,并具有雙重功能 ,在小車 不行駛時其中一片顯示年月 ,另一片顯示時 .分 . 當小車行駛時 ,分別顯示時間和行駛距離原理圖如圖 24 所示 ： 圖 24 EM78P458 的管腳 本設計中采用新型芯片 EM78P458 作為顯示驅動器 ,它的管腳如圖 le d31le d42a3b4gnd5c6d7e8f9g10dp11d012d113d214d315vc c161775vs s18le d119le d220E M 78 P 45 8洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 EM78P458 管腳介紹所示 ,用單片機的并行口控制 ,一個數(shù)碼顯示電路用 4 個口線 ,用專用驅動芯片控制可以減少對 CPU 的利用時間 ,單片機將有更多的時間去完成其他功能。 電源的設計： 本設計的電源為車載電源。 如果在此期間另一個晶體管已經(jīng)導通 ,則將造成上下兩管之通 ,從而使電源正負極短路 。 圖 23 雙極式 H 型可逆 PWM 變換器電路原理圖 邏輯延時環(huán)節(jié)： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 20 在可逆 PWM 變換器中 ,跨接在電源兩端的上下兩個晶體管經(jīng)常交 替工作 。 由上述分析， 、 這對控制電壓采用了 20Hz 的周期信號控制，通過對其占空比的調(diào)整，對車速進行調(diào)節(jié)。 當 K=1 時，相當于加入直流電壓，這時電機全速運轉， ；當 K=0 時，相當 于電機兩端不加電壓，電機靠慣性運轉。為方便測量及控制，在實際中我們采用了 20Hz 的脈沖。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，脈沖頻率在 50Hz 以上，電機轉動平穩(wěn)，但智能車行駛時，由于摩擦力使電機轉速降低，甚至停轉。 采用 PWM 方法調(diào)整馬達的速度，首先應確定合理的脈沖頻率。 1VT 和 4VT 同時導通和關斷，其驅動電路中 41 UbUb? ，電機正轉，小車前進； 2VT 和 3VT 同時動作，其驅動電壓 132 UbUbUb ??? ，電機逆轉，小車倒車。 雙極式 H 型變換器是由 4 個電力三極管和 4 個續(xù)流二極管組成的橋式電路。 改變控制電壓的大小 ,則調(diào)節(jié)了輸出脈沖電壓的寬度 ,從而調(diào)節(jié)電動機的轉速 。一個輸入信號是鋸齒波調(diào)制信號，另一個是控制電壓，其極性大小可隨時改變，與鋸齒波調(diào)制信號相減，從而在運算放大器 的輸出端得到周期不變、脈寬可變的調(diào)制輸出電壓。運算放大器工作在開換狀態(tài)，稍微有一點輸入信號就可使其輸出電壓達到飽和值，當輸入電壓極性改變時，輸出電壓就在正、負飽和值之間變化，這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉換作用。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 18 雙極式 PWM 變換器的優(yōu)點如下： (1) 電流一定連續(xù)； (2) 可使電動機在四象限中運行； (3) 電機停止時有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)； (4) 低速時，每個晶 體管的驅動脈沖仍較寬，有利于保證晶體管可靠導通； (5) 低速平穩(wěn)性好，調(diào)速范圍可達 20200 左右。 4個電力晶體管的基極驅動電壓分為兩組。我們在設計中采用了常用的雙極式 H 型變換器，它是由 4 個三極電力晶體管和 4 個續(xù)流二極管組成的橋式電路。 本設計調(diào)速采用 PWM 調(diào)速： 為順利實現(xiàn)電動小汽車的左轉和右轉，本設計采用了可逆 PWM 變換器。 數(shù) /模轉換。主要防治伺服驅動系統(tǒng)通過信號通道﹑電源以及空間電磁場對計算機系統(tǒng)的干擾。 根據(jù)單片機輸出信號形態(tài)及控制對象要求，后向通道應解決 功率驅動將單片機輸出信號進行功率放大，以滿足伺服驅動的功率要求。 單片機在完成控制處理后，總是以數(shù)字信號通過 I/O 口或數(shù)據(jù)總線送給控制對象。輸出伺服驅動系統(tǒng)控制信號，而伺服驅動系統(tǒng)中的狀態(tài)反饋信號通常是作為檢測信號輸入前向通道。根據(jù)目前單片機輸出功率的限制，不能輸出控制對象所要求的功率信號。后向通道是計算機實現(xiàn)控制運算處理后，對控制對象的 輸出通道接口。 本設計采用 T/R4012小型超聲波傳感器 探測前方障礙物體，其中心頻率為 40Hz，由 80C51 發(fā)出的 40KHz 脈沖 信號驅動超聲波傳感器發(fā)送器發(fā)出 40KHz 的脈沖超聲波，如電動車前方遇到有障礙物時，此超聲波信號被障礙物反射回來，由接收器