【正文】 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 社 ， 1995. [6] 樓然苗，李光飛， 51 單片機設(shè)計實例 [M]，北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx,． [7] 陳黎敏，傳感器技術(shù)及其應(yīng)用，機械工業(yè)出版社 [M]， 20xx． [8] 姜志海，黃玉青等，單片機原理及應(yīng)用 . 電子工業(yè)出版社， 20xx． [9] 羅杰，電子線路設(shè)計實驗，北京：電子工業(yè)出版社， 20xx． [10] 童詩白，華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]，第五版，北京：高等教育出版社 ， 20xx． [11]鄧岳，周輝，譚英姿，基于 MC9S12DG128 單片機智能車設(shè)計與實現(xiàn)，實驗室研究與探索 20xx． [12] ]. Theelen a,*, . Verschueren b, . Reyes Su_arez c, . Stevens a, A. Nunez. A scalable singlechip multiproces。永遠(yuǎn)以一顆為人民服務(wù)的心來回報社會。最重要的是讓我有了責(zé)任感，對自己、對家人和對社會。我愿借此機會向?qū)煴硎局孕牡母兄x！ 其次要 感謝所有教育過我的老師！你們傳授給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也是完成本論文的基礎(chǔ)。這些都將使我終生受益。有許許多多的舍不得，也有許許多多的感謝要說。 通過寫此論文，使對各芯片的工作原理有了更深入的認(rèn)識，使能夠理論聯(lián)系實際，同時也建立起了很強的思考能力，并學(xué)習(xí)到了課本以外的東西，最重要的是鍛煉了獨立思考和獨立動手的能力，這將為以后走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。該控制 系統(tǒng)的后繼發(fā)展應(yīng)該針對不同行業(yè)的需要，擴展 其遙控功能 、增加表現(xiàn)方式，從而更好的為廣大用戶服務(wù) ，擴大 用戶群體 。該機器人是使用 STC89C52 微處理器進(jìn)行設(shè)計，具有容易控制、控制可靠、價格低廉等優(yōu)點；而且利用紅外光電管阻值的變化，很靈巧的使機器人自動避障。在第六次實驗中，小車在滅掉第二個火源之后 ，可能是電量不足，沒有檢測到火源。在第六次實驗中，小車滅掉第二個火源倒車右轉(zhuǎn)之后就沒有找到火源。 實驗現(xiàn)象與結(jié)果分析 圖 33 測試場地 在如圖 33 所示的場地內(nèi)放置小車、兩個障礙物和三個火源，總共進(jìn)行了 6 次實驗，實驗結(jié)果如表 7 所示。 避障傳感器調(diào)試，開始的時候避障傳感器只安裝了一個，發(fā)現(xiàn)一個避障時遇到障礙物不知道是左邊遇到的還是右邊遇到的，程序里無法判斷，也就沒法控 制小車準(zhǔn)確的避開障礙物。把電容接上后，發(fā)現(xiàn)雜波明顯減少。用示波器測量發(fā)現(xiàn)滅火電機啟動的時候，有很大的雜波出來，于是懷疑是電機轉(zhuǎn)動的時候產(chǎn)生的高頻電磁波干擾了電源，導(dǎo)致單片機復(fù)位。 圖 31 六路火焰?zhèn)鞲衅? 圖 32 電機安裝的小電容 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 共 45 頁 在小車吹蠟燭的過程中發(fā)現(xiàn)只要滅火電機一轉(zhuǎn)動，單片機就會復(fù)位，然后小車就會碰上蠟燭，開始以為是電源電壓太低，于是把電源模塊的濾波電容加大些，防止滅火電機啟動時瞬 間拉低電源，這樣處理后沒有效果，還是和之前一樣。這樣就把 180 度的平面劃分為 45 度一個火焰檢測傳感器。這樣做發(fā)現(xiàn)小車在尋找火源的時候很容易出現(xiàn)偏差，因為火焰?zhèn)鞲衅髦g是相隔 90 度，檢測的范圍廣但是不夠細(xì)，在 90 度中間的檢測不到，在車子行走很長一段路后才能找到，這樣導(dǎo)致車頭對不準(zhǔn)蠟燭，也就不好吹滅蠟燭。把穩(wěn)壓芯片取下，換上新的，并且把引腳接對后，通電電源指示燈也亮了，測量電壓符合要求 ，并且芯片也不發(fā)熱。仔細(xì)檢查一看原來是單片機供電的穩(wěn)壓芯片 7805 接反了。 遇到的問題 電路焊接完后進(jìn)行進(jìn)行上電測試，發(fā)現(xiàn)電源指示燈都沒有亮，然后就聞到一股焦味，用 手一摸穩(wěn)壓電源芯片發(fā)現(xiàn)很燙，于是趕緊拔掉電源。近距離火焰?zhèn)鞲衅饔脕砼袛嗍欠駟訙缁痫L(fēng)扇； 表 6 小車檢測到火焰運動狀態(tài)表 傳感器狀態(tài) 左 1 左 2 中近 中遠(yuǎn) 右 2 右 1 小車運動狀態(tài) 1 1 1 1 1 1 前進(jìn) 0 1 1 1 1 1 左轉(zhuǎn) 1 0 1 1 1 1 左轉(zhuǎn) 1 1 1 0 1 1 前進(jìn) 1 1 0 0 1 1 停止 1 1 1 1 1 0 右轉(zhuǎn) 1 1 1 1 0 1 右轉(zhuǎn) 1 1 1 0 1 1 前進(jìn) 0 0 1 1 1 1 左轉(zhuǎn) 1 1 1 1 0 0 右轉(zhuǎn) 如表 6 所示，火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到火源時， 小車將根據(jù)火源的方向控 制轉(zhuǎn)向；在無火源的情況下， 單片機控制電機 向前走 ；當(dāng)右側(cè) 火焰?zhèn)鞲衅?檢測到 火源時 ，單片機控制電機向 右 轉(zhuǎn)； 直到中間火源傳感器檢測到火源，然后前進(jìn)到中間近距離火源傳感器檢測到常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁 共 45 頁 火源。 尋找火源的 實現(xiàn) 根據(jù) 前面介紹的火源檢測電路 工作原理 ， 當(dāng)檢測到 前方火源 信號 時 將 輸出 低電平 ，這里將 6 個 信號線均與單片機相連， 提供單片機 檢測 。 ；當(dāng)兩側(cè) 光電開關(guān)都沒檢測到障礙物時 ，單片機控制電動機直走。 1 0 左轉(zhuǎn) 45176。 本系統(tǒng)共使用 兩 個紅外傳感器，放置 在 小車車頭 ，左右各一個，用來判斷前方障礙物； 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 共 45 頁 表 5 小車運動狀態(tài)表 左避障頭 右避障頭 小車運動狀態(tài) 傳感器狀態(tài) 0 0 后退，右轉(zhuǎn) 90176。 軟件調(diào)試 單片機程序調(diào)試主要針對電機驅(qū)動模塊、避障模塊、尋火模塊、顯示模塊的調(diào)試，小車進(jìn)行模塊化設(shè)計之后，非常容易調(diào)試，易于發(fā)現(xiàn)問題。 光電管部分硬件調(diào)試：這部分調(diào)試主要是檢查測量當(dāng)光電管檢測到障礙物后的輸出信號。 同時針對以下各部分進(jìn)行特別調(diào)試。 上電前的調(diào)試 在上電前，必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。初始化完畢，下一步對各項參數(shù)顯示。 顯示模塊的設(shè)計 1602 顯示控制程序框圖如圖 30 所示，液晶的數(shù)據(jù)接口是 P0， 定義為 EN 使能信號口，每次對液晶的操作必須先拉高 EN 信號， 和定義為 1602 的讀寫選擇 口， 定義為 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇口。；（ 2）右邊傳感器有信號時，就停下來再左轉(zhuǎn) 45176。有障礙時，首先判斷前面有無火源，如果有火源就進(jìn)行避障，會影響滅火。 圖 29 避障模塊流程圖 如圖 29 所示，單片機采集紅外光電對管的信號，判斷障礙的位置。尋 火判 斷 前 面 火 源左 轉(zhuǎn) 4 5 176。當(dāng)左邊的兩個傳感器有信號時，單片機控制電機左轉(zhuǎn)；當(dāng)右邊的兩個傳感器有信號時，單片機控制直流電機右轉(zhuǎn)；當(dāng)中間的遠(yuǎn)紅外接收二極管有信號時，單片機控制電機直行；當(dāng)中間的近紅外接收二極管有信號時， 主程序調(diào)用 滅火模塊熄滅火焰。本設(shè)計軟件方框圖如圖 27 所示，小車初始化后 主程序 開始判斷是否有火源， 若 沒有火，小車直線行駛，進(jìn)行避障，繼續(xù)尋找火源； 若 有火就調(diào)用尋火程序模塊，找到火源并滅火。 系統(tǒng)主程序設(shè)計 該方案的編程思路是先確定主程序，之后根據(jù)各硬件電路功能來設(shè)計子程序模塊，最后再將各模塊嵌入主程序中。 使用 C 語言，大大減少程序的指令，可以快速地完成本設(shè)計的程序。高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細(xì)了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當(dāng)于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習(xí)和交流 。 程序設(shè)計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。 4 軟件設(shè)計 一個應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。 （ 2） 復(fù) 位電路 系統(tǒng)采用硬件復(fù)位， STC89C52RC 復(fù)位高電平有效，有效復(fù)位要保證 RST 端至少100 ms 的高電平，電容的作用就是緩沖使 RST 端保持高電平一段時間，以達(dá)到有效復(fù)位，電容越大，保持的時間就越久。 單片機晶振電路和復(fù)位電路 （ 1） 晶振電路 晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，給單片機提供工作所需要的時鐘信號， 本 設(shè)計中采用了 12 MHZ 的晶振。 1 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 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)。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 共 45 頁 /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 腳兩個機器周期的高電平時間。 P3 口也可作為 STC89C52 的一些特殊功能口，如下表 4 所示： 表 4 P3 口的第二功能 引 腳 第二功能 信 號 名 稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 INT0 外部中斷 0 請求 INT1 外部中斷 1 請求 T0 定時 器 /計數(shù)器 0 計數(shù)輸入 T1 定時器 /計數(shù)器 1 計數(shù)輸入 WR 外部 RAM 寫選通 RD 外部 RAM 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。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位 地址接收。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 管腳說明： VCC：供電電壓 ； GND：接地 ； P0 口： P0 口為一個 8 位漏 極 開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 低功耗的閑置和掉電模式 5個中斷源 32可編程 I/O線 三級程序存儲器鎖定 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 8K字節(jié)可編程閃爍存儲器 主 要特性： 由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， STC89C52是一種高效微控制器， STC89C52單片機為很多嵌入常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 共 45 頁 式控制 系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 STC89C52是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS的 8位微處理器，俗稱單片機。 單片機選型 現(xiàn)在可以說單片機是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從 8 位、 16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色， 相輔相成 ， 為單片機的應(yīng)用提供廣闊的天地 ?；谶@樣的情況再結(jié)合電機的工作電壓， 本設(shè)計 選取了 6 節(jié)干電池 9V 作為 7805 的 輸入電源，搭建的電源部分電路如圖22 所示。 7805 芯片有 3 個引腳，分別為輸入 IN 端、輸出 OUT 端和接地 GND 端，通常情況下可以提供 的電流，在散熱足夠的情況下可以提供大于 的電流。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 45 頁 直流電源設(shè)計 電 源部分的設(shè)計主要采用 7805 芯片，使用 7805 芯片搭建的電路的優(yōu)點是簡單、實用， 78 系列三端穩(wěn)壓 IC 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 。 內(nèi)建有 192 個 5X7 點陣 的字型的字符發(fā)生器 CGROM 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 或 5V 工作電壓，對比度可調(diào) 目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。它由若干個 5X7 或者 5X11 等 點陣 字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好 地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。 為了顯示更人性化和美觀化，選擇 LCD1602 液晶， 工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16*02 即 32 個字符 ， 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用