【正文】 時(shí)，會(huì)使用動(dòng)態(tài)掃描來(lái)顯示其時(shí)間與路程，在 動(dòng)態(tài)掃描調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。在定義 端口引腳時(shí)會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的現(xiàn)象，在我的程序中就曾出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，我把 P2 口的低四位用來(lái)做數(shù)碼管的位選位時(shí)，程序?qū)懗桑? define wei P2 同時(shí)我也需要把 P2 的高四位用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這樣在使用時(shí)， wei 應(yīng)用時(shí)，同樣也改變了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的信號(hào)，這樣就會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致給電機(jī)的電壓不夠，無(wú)法驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 在硬件的焊接時(shí)，數(shù)碼管的公共極需要接上限流電阻，否則在電路電流過(guò)大時(shí)會(huì)燒壞數(shù)碼管中的 led,使數(shù)碼管無(wú)法正常成像，這會(huì)在檢測(cè)時(shí)造成許多不必要的麻煩。在使用 八 節(jié)干電池組成的 12v 電源給電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電時(shí)，使用不久之后會(huì)出現(xiàn)小車(chē)輪子在換速過(guò)程中出現(xiàn)停頓現(xiàn)象，只有人為再次給它動(dòng)力時(shí)，它才會(huì)接著向前循跡，這是因?yàn)楦呻姶诺碾娏p退造成的，但是這種情況 在使用萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表上顯示的電壓值仍然是 12v，只有在使用時(shí)，電源的電壓會(huì)從 12v 電壓直接下降下來(lái)。 在檢測(cè)電壓時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，有時(shí)會(huì)因?yàn)橐粫r(shí)疏忽而把芯片插反，這樣在檢測(cè)電壓時(shí)就會(huì)出現(xiàn)某處電壓過(guò)高的現(xiàn)象；也有某部分會(huì)接收不到正常的電流。而且在驅(qū)動(dòng)的控制方面，也相對(duì)節(jié)約了一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，是成本降到最低。 紅外傳感器的安置采用與垂直方向傾斜 30 度的方法設(shè)置的， 小車(chē)的后輪使用了萬(wàn)向輪，沒(méi)有使用膠皮輪，主要是膠皮輪在車(chē)上安裝時(shí)必須要用兩個(gè)，這樣一來(lái)，小車(chē)的輪子就增加到了四個(gè)，而且在控制方面也難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制四個(gè)輪子間的相互協(xié)調(diào)性，也讓程序編寫(xiě)的更加復(fù)雜。 這樣設(shè)計(jì)是為了在使用小車(chē)時(shí)能更好的讓觀看者看到小車(chē)走過(guò)的時(shí)間和路程，在小車(chē)行走的過(guò)程中也能及時(shí)了解小車(chē)前方的紅外傳感器所傳輸給單片機(jī)的信號(hào)。 小車(chē)采用雙層設(shè)計(jì)，上層用來(lái)焊接數(shù)碼管和芯片，同時(shí)它也用來(lái)固定紅外傳感器的傳輸模塊。讓我們更能體會(huì)語(yǔ)言帶給我們的魅力。由于 PROTEUS提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái) 。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路 哈爾濱華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物 演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。 PROTEUS 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和 數(shù)字信號(hào) 。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 3．除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外， Proteus 還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似，但功能更多。 2． Proteus 可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、 SPI 調(diào)試器、 I2C 調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等，Proteus 資源豐富 。在某些模塊中也添加了相同模塊的比較，使我們?cè)陂喿x時(shí)更能一目了然地看到使用這些模塊的優(yōu)勢(shì)。采用動(dòng)態(tài)掃描的方式比較節(jié)省 I/O 口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡(jiǎn)單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示的數(shù) 碼管較多時(shí)， 51 單片機(jī)要依次掃描，占用了單片機(jī)的較多時(shí)間 。在動(dòng)態(tài)掃描顯示時(shí)，先選中第一個(gè)數(shù)碼管，把數(shù)據(jù)送給它顯示，一定時(shí)間后再選中第二個(gè)數(shù)碼管，把下一個(gè)數(shù)據(jù)送給它顯示，以此類(lèi)推，一直到最后一個(gè)。采用靜態(tài)顯示方式占用單片機(jī)時(shí)間少，編程簡(jiǎn)單，但其占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。 多位數(shù)碼管可以使用多個(gè) I/O 端口驅(qū)動(dòng)，如 P0P3 分別驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)數(shù)碼管，但是這樣極大地浪費(fèi)了 I/O 資源，所以通常在實(shí)際使用中用 動(dòng)態(tài)掃描的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼管的顯示。不緊可以顯示數(shù)字、字符，而且可以顯示漢字和圖形，但由于顯示內(nèi)容不多 。 顯示模塊設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)中要進(jìn)行動(dòng)態(tài) 超車(chē)次數(shù)： 一種方法是采用 LCD1602 液晶顯示器。在這種情況下， Vout 的輸出如圖 1(c)所示： VAVB 時(shí)， Vout 輸出高電平 (飽和輸出 )； VBVA 時(shí)，Vout 輸出低電平。 VA 和 VB 的變化。 電壓比較器是對(duì)兩個(gè)模擬電壓比較其大小 (也有 兩個(gè)數(shù)字電壓比較的，這里不介紹 )，并判斷出其中哪一個(gè)電壓高，比較器，它有兩個(gè)輸入端：同相輸入端 (“+” 端 ) 及反相輸入端 (“”端 )，有一個(gè)輸出端 Vout(輸出電平信號(hào) )。避障 模塊 原理圖如圖 35 所示。本設(shè)計(jì)中當(dāng)檢測(cè)到黑線，小車(chē)會(huì)自動(dòng)偏轉(zhuǎn)而遠(yuǎn)離邊緣的黑線。 紅外一體式發(fā)射接收器由于感應(yīng)的是紅外光，常見(jiàn)光對(duì)它不干擾。傳感器都選用 RPR220 發(fā)射紅外傳感器。 循跡模塊 原理圖 如圖 33 所示。經(jīng)處理之后，通過(guò)數(shù)字傳感器接口返回微控制器，微控制器可利用紅外波的返回信號(hào)來(lái)識(shí)別周?chē)h(huán)境的變化。 哈爾濱華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 EN A6EN B11IN15IN27IN310IN412OUT12OUT23OUT313OUT414ISEN A1ISEN B15VS4VSS9GND8U1L298NIN1IN2IN3IN4EAEBGND+5+GNDD2 D3 D5 D6D7 D8 D9 D101234P2Header 4 圖 33 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 原理 圖 L298N 為 SGSTHOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專 用驅(qū)動(dòng)芯片 ( Dual FullBridge Driver ) ，內(nèi)部包含 4 信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)二相或1 個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè) HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的 IO 端口來(lái)提供模擬時(shí)序信號(hào)。而二極管的引入能夠起到保護(hù)電機(jī)的作用。 IN3 和 IN4 控制小車(chē)右輪并且通過(guò) ENB 控制占空比來(lái)控制小車(chē)右輪的驅(qū)動(dòng)能力，以達(dá)到調(diào)節(jié)速度的要求。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 電機(jī)的左右輪分別由兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制兩個(gè)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)間的不同，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的前進(jìn)和左右的方向選擇。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供 。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。有些晶振還可以由 外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器 (VCO)。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。 (2)按鍵復(fù)位：按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、 RST 也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持 哈爾濱華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST 上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。最小系統(tǒng)原理圖如圖 32 所示。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個(gè)別集成穩(wěn)壓電路失效時(shí)導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。當(dāng) 穩(wěn)壓管 溫度過(guò)高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。 圖 31 電源 原理圖 電源穩(wěn)壓芯片 7805/7905 是一種典型的組合裝封三端穩(wěn)壓 集成電路模塊帶金屬基板散熱按裝片該模塊多用于有處理器的 5V電源的處理板戲稱電腦穩(wěn)壓塊輸入電壓可達(dá)直流 12V 輸出 5V+5%以內(nèi) ， 電流 1A,最大短時(shí) 可達(dá) 3A(極限 ) 在超過(guò) 500 毫安輸出時(shí)最好加裝散熱器 ， 7805 面對(duì)字標(biāo)左腳進(jìn)右腳出 ， 中間腳接地 。 哈爾濱華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電源設(shè)計(jì) 使用 8 節(jié) 南孚電池為整個(gè)系統(tǒng)供電，電壓可達(dá)到 12V，其中通過(guò)穩(wěn)壓芯片 7805 獲取 5V 直流電源為單片機(jī)供電， 12V 電源為電機(jī)供電以獲得較高速度，該電源輸出電流能力較大，而且能較長(zhǎng)時(shí)間為小車(chē)提供穩(wěn)定的電流，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，符合實(shí)際要求。以 STC 89C51 為控制核心，用于探測(cè)黑白交線的位置，基礎(chǔ)由若干個(gè)光電管組成，通過(guò)反射紅外線的變化判斷黑白交線的有無(wú)，便于走黑白交線。 經(jīng)過(guò)比較分析，采用方 案一即兩個(gè)直流電機(jī)控制轉(zhuǎn)向。外加機(jī)械機(jī)構(gòu)可以把角度變成直線位移。步進(jìn)電機(jī)將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的特種電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的顯著特點(diǎn)是快速啟動(dòng)能力，測(cè)到障礙物時(shí)能夠快速轉(zhuǎn)向；另外步進(jìn)電機(jī)的精度高，每步可以小至 度，不會(huì)失步，在負(fù)荷不超過(guò)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值時(shí)，可以瞬間啟動(dòng)和停止。但此種方法必須精確控制兩車(chē)輪轉(zhuǎn)速直行時(shí)相等，否則將會(huì)出現(xiàn)小搖擺及抖動(dòng)，達(dá)不到平滑運(yùn)動(dòng)的效果。采用兩個(gè)直流電機(jī)控制小車(chē)后輪，檢測(cè)不到黑線走直線時(shí)，單片機(jī)控制兩輪轉(zhuǎn)速相等。所以選擇方案 二 。只要選擇數(shù)量和探測(cè)距離合適的紅外傳感器，可以準(zhǔn)確的判斷出跑道邊界的位置。 尋 跡 模塊 方案一：采用光電自動(dòng)尋軌傳感器，通過(guò)采集黑白 線返回主控制單片機(jī)的電信號(hào)不同，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋跡的功能。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用了常用的雙極式 H 型變換器，它是由 4 個(gè)三極電力晶體管和 4 個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。為順利實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小汽車(chē)的前行與倒車(chē)，本設(shè)計(jì)采用了可逆 PWM 變換器。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱 PWM 變換器。 由于電力電子器件只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，