【正文】 錯，總的說來，我的能力得到了一次很好的培養(yǎng)，也增長了我的實踐經(jīng)驗。這樣的設(shè)計利于調(diào)試和組建系統(tǒng)。用飛線的方式使各功能模塊組合成一個完整的系統(tǒng)。 VSS1VDD2VL3RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK161602LCDLCD1602LCD+5V1KR3LCD+5V+5V1RXD2TXD3GND4藍(lán)牙串口南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 25 圖 5V 穩(wěn)壓電路原理圖 各功能 系統(tǒng)連接圖 由于我們采用的是模塊化設(shè)計，沒有高度的集成整個系統(tǒng)，需要將各個功能單元連接起來，下圖為其系統(tǒng)連接圖。其中 7805 為 5V 穩(wěn)壓芯片， D1,D2 為二極管，防止電源極性接反，導(dǎo)致電路燒毀， LED1指示電路是否正常工作。 圖 串口藍(lán)牙模塊引腳圖 系統(tǒng)供電模塊 本系統(tǒng)采用兩路供電電路，電源采用兩節(jié) 14500 充電電池，每節(jié) ，共 為整個系統(tǒng)供電，采用兩路 5V 穩(wěn)壓電路為系統(tǒng)供電，一路為單片機(jī)供電，一路為串口藍(lán)牙模塊供電，同時將 的電源直接給直流電機(jī)供電。其模塊引腳圖如圖,發(fā)送機(jī)端通過電平轉(zhuǎn)換模塊連接在 PC 機(jī) USB 口。 圖 LCD1602 接線原理圖 藍(lán)牙無線通訊模塊簡介 本設(shè)計采用的串口藍(lán)牙通訊模塊，由一個 USB 轉(zhuǎn) RS232 模塊和一對串口藍(lán)牙的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成。 圖 LCD1602 液晶實物圖 由于 STC89C52 沒有內(nèi)部 SPI 模塊，所以 LCD1602 液晶的讀寫操作需要采用 I/O 口模擬 SPI 時序，其操作時序如下： ○1 寫操作時序圖為： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 23 表一 LCD1602 引腳說明圖 ○ 2 讀操作時序 圖 為： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 24 LCD1602 的具體操作方法見器件 操作手冊 。其實物如圖 所示，其引腳和相對應(yīng)的符號和功能如表一所示。 第四步：單片機(jī)計算 echo 端高電平的時間，計算距離并顯示 。 第二步：觸發(fā) trig 端之后，模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，模塊再自動檢測是否有信號返回。 測 試 距 離 =( 高 電 平 時 間 * 聲速(340M/S))/2。本設(shè)計直接使用超聲波模塊， 其實物如圖 所示，模塊接口圖如圖 所示。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。 EXIT: TR0=1。//如果不等于 200，程序指針指向 EXIT 執(zhí)行程序 ACC=0。 HIGHT: //ACC=t_0。 } IN3=0。//IN3 由原來的 0 變成了 1 IN4=0。//清零 CY ACC=motor_l。 PWM_2: ACC=t_0。 } IN1=0。//IN1 由原來的 0 變成了 1 IN2=0。//清零 CY ACC=motor_r。//產(chǎn)生一次中斷 t_0 加 1 ACC=t_0。//當(dāng)晶振頻率是 12M 時，每隔 中斷一次， 200 次中斷為PWM 信號輸出的周期 , TL0=0xf6。 /*********T0 中斷服務(wù)程序 *****************/ /*********PWM 產(chǎn)生 ************************/ void time0(void) interrupt 1 using 2 { TR0=0。 圖 占空比為 %50 的輸入方波 下面 仍以第一個 H 橋路為例，介紹電機(jī)的 PWM 調(diào)速，如圖 為占空比為 50%的信號波形圖，當(dāng)輸入的信號如圖 ， T1,T2,T3,T4 導(dǎo)通和截止的時 間相同，電機(jī)正負(fù)極之間沒有電壓差，此時電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；當(dāng)輸入的信號南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 19 如圖 所示，假設(shè)輸入信號的脈沖周期沒有改變，此時在 OUT1 端產(chǎn)生有效 電壓比 OUT2 端產(chǎn)生的有效電壓高，此時電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)輸入的信號如圖 所示，假設(shè)輸入信號的脈沖周期同樣沒有改變，此時在 OUT2 端產(chǎn)生有效電壓比 OUT1 端產(chǎn)生的有效電壓高，此時電機(jī)正轉(zhuǎn)。智能小車的電機(jī)驅(qū)動原理圖如圖. 圖 L298N 電機(jī)驅(qū)動等效原理圖 （三）電機(jī)的 PWM 調(diào)速原理 脈寬寬度調(diào)制 （ PWM）是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過調(diào)整其占空比，從而達(dá)到 控制其 輸出電壓的目的 。當(dāng) IN1 為高電平， IN2 為低電平，此時 T1,T4導(dǎo)通， T2,T3 截止，電流從電機(jī)的負(fù)極流向正極，此時電機(jī)反 轉(zhuǎn)。 ENA 和 ENB 是電動機(jī)的使能端，當(dāng)為低電平時，兩個電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，當(dāng)為高電平時，兩個電動機(jī)允許轉(zhuǎn)動?；?L298N 的電機(jī)驅(qū)動的等效圖原理圖如圖 . 由圖 分析 L298N 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及如何控制兩個直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 5， 7，10， 12 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 L298 可驅(qū)動 2 個電動機(jī)， OUT1,OUT2和 OUT3,OUT4 之間可分別接電動機(jī)。輸 出電流可達(dá) ，可驅(qū)動電感性負(fù)載。 L298N 可接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號 VSS,VSS可接 ~7V 電壓，為 L298N提供工作電壓。如圖 . 圖 電源電路 C1+1C13C2+4C25T1IN11T2IN10R1OUT12R2OUT9VCC16V+2V6GND15T1OUT14T2OUT7R1IN13R2IN8U7 MAX232104C8104C7 TXD RXD104C5104C6104C4VCC1234567891110J?D Connector 9GND1 23 45 67 89 10U4 ISPVCCRST串口下載電路ISP 在線編程電路+23USBUSB 頭GND223311K1KGVCC1KR0L9GND123J3南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 16 電機(jī)驅(qū)動模塊 （一） L298N 芯片簡介 L298N是一款恒壓恒流橋式 2A驅(qū)動芯片，封裝形式如圖 15 腳Multiwatt 和 SO20 兩種封裝，引腳圖如圖 所示，其 內(nèi)部功能模塊如圖 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常用的是 15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N,內(nèi)部同樣包含 4 通 道邏輯驅(qū)動電路，可以方 便地 驅(qū)動兩個直流電機(jī)，或一個兩相步進(jìn)電機(jī)。 串口通信和下載電路原理圖如圖 圖 單片機(jī)下載和串口電路 4．電源電路： 單片機(jī)最小系統(tǒng)支持 USB供電或者電源供電，具有較好的選擇性。 第三部分是供電。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 其主要特點(diǎn)和引腳介紹如下 : 第一部分是電荷泵電路。只要 RST 引腳的高電平能保持兩個機(jī)器周期時間，單片機(jī)就可以完成復(fù)位操作，使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)。 ○ 2 按鍵復(fù)位電路 在單片機(jī)運(yùn)行期間，利用按鍵完成復(fù)位操作，按 鍵復(fù)位支路由按鍵 RST,電阻 R1 組成。常用的開機(jī)復(fù)位電容 E1和電阻 R1組成，其中電容和電阻的參數(shù)為： E1=10uF /16V,R1=10K，在開機(jī)瞬間，電容 E1 上的電壓不能躍變，相當(dāng)于短路， RST 引腳獲得高電平信號，隨著電容的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降。單片機(jī)的 圖 復(fù)位電路 復(fù)位電路如圖 。如果 RST 引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 圖 振蕩電路 (T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C52RC(T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8RST9(RXD)(TXD)(INT0)(INT1)(T0)(T1)(WR)(RD)(A8)(A9)(A10)(A11)(A12)(A13)(A14)(A15)PSENALE/PROGEA/VPP(AD7)(AD6)(AD5)(AD4)(AD3)(AD2)(AD1)(AD0)STC89C52RC12Y1XTAL 30pFC930pFC10GNDX1X2南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 14 ： 單片機(jī)上電后首先從復(fù)位操作開始，復(fù)位操作可以使單片機(jī)處于某種確定的初始狀態(tài)。電容 C9 和 C10 的取值范圍：（ 20～ 30） pF,對振蕩器有微調(diào)作用。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 13 圖 STC89C52 芯片實物圖 圖 STC89C52 芯片引腳圖 （三）單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成 ： STC89C52RC 芯片內(nèi)部有一個高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器，通過19 腳和 18 腳引出。 9. PIN29:當(dāng)訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號， PC 的 16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0和 P2 口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。 8. PIN30:ALE 當(dāng)訪問外部程序存儲器時， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。STC89C52RC 的復(fù)位電路可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位。 PIN10PIN17 為 輸入輸出腳，且具有第二引腳功能。 PIN1PIN8 為 輸入輸出腳。另外一種是外部時鐘方式，即將 XTAL1 接地，外部時鐘信號從 XTAL2 腳輸入。 4. PIN18:時鐘 XTAL2 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端 。 2. PIN40:正電源腳，工作時，接 +5V 電源。 （二）單片機(jī)引腳功能 STC89C52RC 采用 40PIN 封裝的雙列直插 DIP 結(jié)構(gòu) (如圖 所示 )， 40 個引腳中，外置石英振蕩器的時鐘線兩根， 4 組 8 位共 32 個 I/O 口，中斷口線與 P3 復(fù)用。片內(nèi) 8K Flash 存儲器可在線重新編程，或使用通用的非易失性存儲器編程器。通過 PC 端上位機(jī)軟件將控制命令發(fā)送給串口藍(lán)牙發(fā)送端，串口藍(lán)牙接收端將接收的信息送給單片機(jī) 2，單片機(jī) 2 對接收信息作解碼處理，將解碼結(jié)果送給單片機(jī) 1，單片機(jī) 1 根據(jù)輸入信號控制小車運(yùn)行狀態(tài)。單片機(jī) 2 根據(jù)超聲波測距模塊送來的信號進(jìn)行處理，通過 LCD1602液晶實時顯示出當(dāng)前智能小車與前方障礙物的距離。 圖 巡黑線功能硬件設(shè)計框圖 （ 2）如圖 所示為實現(xiàn)超聲波測距功能的硬件設(shè)計框圖。 其原理為 路徑檢測電路檢測路面軌跡，并將路面信息傳送到單片機(jī)。