【正文】 //右電機(jī)使能端為 0 } void ISP_init() { TMOD=0X11。 //關(guān)定時(shí)器 T1 INA=0。 //右電機(jī)使能端為 1 } void stop() //停止 { TR0=0。 //開(kāi)定時(shí)器 T1 44 INA=1。 } void start() //開(kāi)始 { TR0=1。 delay(2500)。 IN4=1。 IN2=0。 go(0,0)。 go(50,50)。 IN3=0。 } void turn_right() { // 電機(jī)右轉(zhuǎn) IN1=1。 //此處速度可以任意調(diào)， 0~100 之間，左邊的速度要小于右邊速度值 delay(1400)。 43 IN4=0。 IN2=1。 IN4=1。 IN2=1。 IN4=0。 IN2=0。 speed2=spe2。 delay(500)。 42 delay(500)。 delay(500)。 delay(500)。j)。i) for(j=110。 for(i=xms。 void delay(uint xms) //簡(jiǎn)單的延時(shí) { uint i。 //定時(shí)器初始化函數(shù) extern void dd()。 //電機(jī)啟動(dòng)函數(shù) extern void stop()。 //電機(jī)左轉(zhuǎn) extern void turn_right()。 //電機(jī)前進(jìn)函數(shù) extern void back()。 //一個(gè)簡(jiǎn)短的延時(shí)函數(shù) extern void go(uchar spe1,uchar spe2)。 // speed1 電機(jī)速度值， t1 電機(jī)一個(gè)周期的時(shí)間， PWM=speed/t。 //傳感器輸入，遇障礙物輸出低電平 sbit P20=P2^0。 sbit INB=P1^5。 // 電機(jī) 1 的使能位 INA=1，電機(jī)開(kāi)始工作， INA=0，電機(jī)停止工作 sbit IN3=P1^2。 //在 C 語(yǔ)言里，如果直接寫(xiě) P1^1， C 編譯器 并不能識(shí)別 所以利用 sbit 換名，使編譯器識(shí)別對(duì)其進(jìn)行位操作。 39 附 錄 附錄 1 作品實(shí)物圖 附錄 2 電路原理圖 附錄 3 程序 清單 40 ifndef _MOTOR_H_ define _MOTOR_H_ include //包含 52 單片機(jī)頭文件 define uint unsigned int define uchar unsigned char sbit IN1=P1^0。 這些在我以后的社會(huì)生活中將會(huì)是一筆寶貴的財(cái)富。 作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏 ， 難免有許多考慮不周全的地方 ， 如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo) ， 同學(xué)們的支持 合作 ，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。對(duì)于我的每個(gè)問(wèn)題，教授總是耐心地解答，使我能夠順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 36 參考文獻(xiàn) [1] 胡壽松 . 自動(dòng)控制原理（第五版） [M]. 北京 :科學(xué)出版社 , 2021 [2] (美 )尾形克彥 . 現(xiàn)代控制工程 (第四版 )[M]. 北京 :電子工業(yè)出版社 , 2021 [3] 張義和等 . 例說(shuō) 51 單片機(jī)（ C 語(yǔ)言版） . 北京 :人民郵電出版社， 2021 [4] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)電、模電） . 北京 :高等教育出版社 ,2021 [5] 袁秀英 ,李珍．單片機(jī)原理與實(shí)驗(yàn)教程．北京 :航空航天大學(xué)出版社， 2021 [6] 丹尼斯 ,克拉克等 . 機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制 . 北京 :科學(xué)出版社，2021 [7] Gordon McComb, Myke Predko. 機(jī) 器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 北京 :科學(xué)出版社， 2021 [8] 閻石 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) (第五版 ) [M]. 北京 :高等教育出版社， 2021 [9] 趙景波 . 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偶有失靈的現(xiàn)象 ， 單片機(jī)程序有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)亂飛的現(xiàn)象 。本 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 調(diào)試方便 ， 系統(tǒng)反映快速靈活 ， 硬件電路由可拆卸模塊拼接而成有很大的擴(kuò)展空間。35 結(jié) 論 本 設(shè)計(jì) 是 基于單片機(jī) STC89C52 的智能避障小車(chē)具有復(fù)位、 紅外 感應(yīng) 、 蜂鳴器 警示 、智能避障 等功能特點(diǎn)。 167。在進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試時(shí) ， 經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn) ， 不斷 修改參數(shù)來(lái)完善結(jié)果。 167。但是也出現(xiàn)了一定的問(wèn)題 ，如 小車(chē)一直轉(zhuǎn)彎 ， 電機(jī)延時(shí)沒(méi)起到效果等等。如小車(chē)紅外線 避障 程序 、 PWM 調(diào)速程序 ， 在調(diào)試時(shí)將它放在一個(gè)子程序里單獨(dú)測(cè)試 ， 看其是否能夠完成預(yù)定的功能 ， 如能 ，測(cè)試通過(guò) ， 否則 ， 修改并反復(fù)測(cè)試直到通過(guò)。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試采用單片機(jī)仿真器 protues 和單片機(jī)編程軟件 Keil，將編好的程序 進(jìn)行調(diào)試 ， 主要是檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤并確認(rèn)硬件完整無(wú)誤。特別是電機(jī)PWM 控制部分的調(diào)試很麻煩， 需要不斷的試驗(yàn)， 不過(guò) 最終都完滿(mǎn)解決 。 在調(diào)試程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的指令用的不正確，比如說(shuō) 忽略了while 循環(huán) ，導(dǎo)致 單片機(jī)一直報(bào)警 ，另外軟件程序中的延時(shí)有的過(guò)34 長(zhǎng)、有的過(guò)短。接下來(lái)加入 調(diào)速 子程序，看 調(diào)速 正常與否。說(shuō)明電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路無(wú)誤。 硬件調(diào)試 對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行調(diào)試 ， 主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn)指定的功能。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法 ， 所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊 的調(diào)試、紅外傳感器模塊的調(diào)試 以及電機(jī)控制模塊 和報(bào)警模塊 的調(diào)試 ， 最后將各模塊組合后結(jié)合軟件進(jìn)行整體測(cè)試。 167。 2. 放置、焊接各元件 按原理圖的位置放置各元件 ， 在放置過(guò)程中要先放置、焊接較低的 元件 ， 后焊較高的和要求較高的元件。 安裝步驟 1. 檢查元件的好壞 按電路圖買(mǎi)好元件后首先檢查買(mǎi)回元件的好壞 ， 按各元件的檢測(cè)方法分別進(jìn)行檢測(cè) ， 一定要仔細(xì)認(rèn)真。 本章小結(jié) 本章簡(jiǎn)單介紹了智能避障機(jī)器人的軟件系統(tǒng)和避障算法，對(duì)主程序模塊、延時(shí)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、報(bào)警模塊、中斷模塊等五大部分作了簡(jiǎn)單扼要的闡述。 給對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)芯片控制端口 IN IN IN IN4傳送高低電平即可實(shí)現(xiàn)小車(chē)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停車(chē)操作。 167。 167。調(diào)用此函數(shù)后，小車(chē)直線行駛。 167。 167。 初始化模塊 該 模塊對(duì)定時(shí)器 T0、 T1 做初始化 ， 使定時(shí)器控制字為 0x11，即“ 00010001”，并使定時(shí)器關(guān)閉 Gate 門(mén)控位，也就是僅由單片機(jī)內(nèi)部的控制寄存器 TCON 決定定時(shí)器的工作與否，當(dāng) TR0=0 時(shí)定時(shí)器 0 停止工作，當(dāng) TR0=1 時(shí)定時(shí)器 0 正常工作。 右轉(zhuǎn) 90176。 30 圖 31 系統(tǒng)軟件的整體流程圖 開(kāi)始 初始化 前進(jìn) 蜂鳴器報(bào)警 前方有障礙物？ 左轉(zhuǎn) 90176。 首先小車(chē)進(jìn)行上電初始化程序，接下來(lái)單片機(jī)控制小車(chē)開(kāi)始前進(jìn)，前進(jìn)過(guò)程中單片機(jī)通過(guò) 紅外傳感器 模塊不斷檢測(cè)前方 30 厘米內(nèi) 障礙物 ，并將開(kāi)關(guān)量傳送給單片機(jī) 。 167。避障子程序則是單片機(jī)檢測(cè) P17 端口信號(hào)當(dāng)信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)開(kāi)始控制左右電機(jī)的 PWM 波的占空 比通過(guò)調(diào)節(jié)不同占空比來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使小車(chē)轉(zhuǎn)彎自動(dòng)避障。各個(gè)程序的功能不一樣其中 PWM 波產(chǎn)生子程序是利用單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生的其主要目的是利用產(chǎn)生的 PWM 波控制 L29N 的使能端使其電機(jī)的平均電壓隨著 PWM 波的占空比改變而改變，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 主程 序 模塊 167。 由于 本設(shè)計(jì)軟件部分是由搭檔來(lái)完成這里只作簡(jiǎn)要介紹介紹 ， 整 機(jī)程序見(jiàn)附錄。對(duì)每一部分的硬件作了詳細(xì)介紹和電路設(shè)計(jì)，最終完成了智能避障機(jī)器人的整體電路原理圖 設(shè)計(jì) 和硬件組裝 。 圖 216 系統(tǒng)整體電路圖 28 167。 27 圖 215 穩(wěn)壓電源 電路 167。它的容量為 2A，最高輸出電壓 ，有很強(qiáng)的續(xù)航能力。 電源的選擇額定 的可充電 鎳氫 電池組。三端穩(wěn)壓 IC 來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。 L298N 理論上可以最高輸入 46V， 但是理論上L298N 芯片的最高功率只有 25W， 在 50V 最高工作電壓時(shí) ， 電流不應(yīng)超過(guò) ， 實(shí)際模塊上有 7805 芯片給單片機(jī)提供 5V， 7805 的正向工作電壓不應(yīng)超過(guò) 28V， 所以模塊 VCC 理論最大工作電壓不應(yīng)超過(guò) 28V， 實(shí)際建議不應(yīng)該超過(guò) 24V， 在 24V 工作電壓下 ， 單個(gè)電機(jī)的電流不應(yīng)超過(guò) 1A， 2 個(gè)電機(jī)同時(shí)使用單個(gè)電機(jī)的電流不應(yīng)超過(guò)； VCC 輸入多少 伏 ， 完全取決于電機(jī)的額定電壓 ， OUT 的高電平電壓等于 VCC， 低電平電壓等于 0V，本設(shè)計(jì)采用的 減速電機(jī)額 定電壓為 6V 左右。不僅僅是關(guān)心輸入電壓 ， 輸出電壓和電流 ， 還要仔細(xì)考慮總 功耗 ， 電 源26 實(shí)現(xiàn)的效率 ， 電源部分對(duì)負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力 ， 關(guān)鍵器件對(duì)電源波動(dòng)的容忍范圍以及相應(yīng)的允許的電源紋波 ， 還有散熱問(wèn)題等等。 圖 214 報(bào)警模塊電路圖 167。 三極管主要是做驅(qū)動(dòng)用的。 報(bào)警 電路 設(shè)計(jì) 報(bào)警模塊通過(guò)單片機(jī)給定不 同頻率 的高低電平 利用蜂鳴器發(fā)出不同聲音。 C ~ 55176。 圖 213 E18D80NK 型反射紅外傳感器原理圖 25 E18D80NK 型反射紅外傳感器的技術(shù)參數(shù)： DC： 100mA/5V DC： 25mA ： 1ms ： 15176。 所以從宏觀上來(lái)看，光電反射式傳感器在電路正常工作的情況下，有障礙物時(shí)輸出低電平，沒(méi)有障礙物時(shí)輸出高電平，為低電平有效器件。傳感器由于發(fā)射和接受的是紅外光，所以常見(jiàn)光對(duì)它的干擾較小。該封裝形狀規(guī)則 ,便于安裝。 圖 212 紅外傳 感器 這種傳感器將發(fā)射管和接收管放置在一個(gè)塑料殼內(nèi)，發(fā)射管和24 接收管均為長(zhǎng)方形，尺寸為 4mm*3mm，系統(tǒng)中我們?cè)O(shè)計(jì)探測(cè)距離在30cm 左右 ,此時(shí)探測(cè)環(huán)境良好 ,不易受到其它光線的干擾。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見(jiàn)光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn) ，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多場(chǎng)合。 障礙物 檢測(cè) 電路 設(shè)計(jì) 避障檢測(cè)采用紅外傳感器 ， 這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器。 C C2 不但是濾波電容，也是儲(chǔ)能器件。這時(shí)， C1 C14 作為儲(chǔ)能器件將自感電流吸收儲(chǔ)存。當(dāng)切斷電流，電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí) M1 電機(jī)繞組的感生電壓使 OUT2 為正， OUT1為負(fù)，這時(shí)接在正端 (OUT2)的 D6 會(huì)正向?qū)ǎ欢釉谪?fù)端 (OUT1)的 D3 也導(dǎo)通將負(fù)端接地。 輸出端口的八個(gè)續(xù)流二極管是為了消除電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的尖峰電壓保護(hù)電機(jī)而設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以不加。 當(dāng)電感線圈通電后再斷電時(shí)，繞組兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比電源電壓23