【正文】 。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口是一個(gè)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(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O口，每個(gè)引腳腳可吸收 8TTL門電流。 圖 31 為 AT89C51 的引腳圖： EA/VPP31X119X218RESET9RD/P3717WR/P3616P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PRDG30P31/TXD11P30/RXD10U1AT89C51 圖 31 AT89C51 引腳圖 AT89C51 引腳 功能介紹： VCC：供電電壓。 1位機(jī)在開(kāi)關(guān)決策、邏輯電路仿真、過(guò)程控制方面非常有效；而 8 位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長(zhǎng)處。 由上可見(jiàn)， AT89C51 單片機(jī)的 硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。 此外， AT89C51 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。該器件采用 ATMEL 高密度非易 失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。 單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取 代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以以軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無(wú)所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過(guò)程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。所以說(shuō)，一片單片機(jī)芯片就具有了組成計(jì)算機(jī)的全部功能。 本章主要是對(duì)系統(tǒng)總體方案的確定，經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)模塊的論證，在起初選擇模塊的時(shí)候，都感覺(jué)到困難，不知道哪個(gè)模塊利用率更大些，最后經(jīng)過(guò)不停地研究 和論證，我們最終得出了系統(tǒng)的總體方案，并根據(jù)總體方案的設(shè)計(jì)，畫出了系統(tǒng) 的總體框圖如圖 22： 圖 22 系統(tǒng)的總體框圖 AT89C51 單片機(jī) LCD顯示 電源 轉(zhuǎn)向控制 前輪電機(jī) 驅(qū)動(dòng)控制 后輪電機(jī) 檢?？刂?模塊 判斷顏色模塊 光源檢測(cè)模塊 金屬探測(cè)模塊 電源 蜂鳴器 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 10第 3章 硬件電路設(shè)計(jì) 微控制器模塊電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的設(shè)計(jì) AT89C51 單片機(jī)是一種集成電路芯片。從電源、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳感器到顯示電路等。 （ 7）金屬探測(cè)模塊采用 電感式金屬傳感器進(jìn)行金屬探測(cè) 本章小結(jié) 電動(dòng)貨物搬運(yùn)車設(shè)計(jì)涉及控制、模式識(shí)別、傳感器技術(shù)、汽車電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專業(yè)領(lǐng)域。 如上所述，考慮到系統(tǒng)的可靠性，我們采用方案二。該傳感器靈敏度較高，不易受到外界的震動(dòng)的干擾。但該方案受到磁鋼的磁力大小以及鐵片的大小的影響，易導(dǎo)致誤觸發(fā)，而且探測(cè)距離太短，效果不好。 如上所述，考慮到系統(tǒng)的可靠性，我們采用方案三。我們把光敏電阻的判斷結(jié)果和光敏三極管的判斷結(jié)果綜合處理，這樣發(fā)揮了光敏電阻和光敏三極管的各自優(yōu)勢(shì)，對(duì)彼此的缺點(diǎn)進(jìn)行了互補(bǔ)。此方案技術(shù)成熟，精度高。 方案二：用光敏三極管做光敏探測(cè)器。采用多路電壓比較的方式組成多各檢測(cè)支路，控制小車的前進(jìn)方向。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光 線的變化而變化。 光源檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)與論證 此模塊為本設(shè)計(jì)的核心方案，是小車實(shí)現(xiàn)各部分功能的關(guān)鍵。這樣自己制作組裝的尋跡傳感器雖然容易受外界光線的影響，但基本能夠滿足要求，在實(shí)際應(yīng)用中也有比較好的效果，因此我們采用了這個(gè)方案。 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 8方案二：用市面上通用的發(fā)射管及接收頭（紅外發(fā)射管和紅外接收管）自己制作光電對(duì)管尋跡傳感器。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的可見(jiàn)光照射到地面時(shí)，它發(fā)出的可見(jiàn)光反射回來(lái)被光敏二極管檢測(cè)到，其阻抗迅速降低，此時(shí)輸出端為高電平。 方案一：采用發(fā)光二極管發(fā)光，用光敏二極管接收。 路面情況檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)與論證 路面檢測(cè)的基本原理是：光線照射到路面并反射，由于黑色材料和白色材料的反射系數(shù)不同，所以可以根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來(lái)判斷路面 顏色。我們選擇了 L293D 驅(qū)動(dòng)芯片，這種雙極型脈沖調(diào)寬方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，如電流連續(xù)；電機(jī)可四角限運(yùn)行；電機(jī)停止時(shí)有微振電流，起到 “動(dòng)力潤(rùn)滑 ”作用，消除正反向時(shí)的靜摩擦死區(qū)：低速平穩(wěn)性好等。 方案三：采用由達(dá)林頓管組成的 H 型 PWM 電路。 方案二：采用繼電器對(duì)電機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制，通過(guò)控制繼電器通斷時(shí)間和開(kāi)關(guān)切換速度實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的速度進(jìn)行控制。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價(jià)格比較昂貴，且可能存在干擾。 如上所述，考慮到簡(jiǎn)單易行，我們采用方案二。而且具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)整范圍廣，過(guò)載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。 方案二：采用直流電機(jī)。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多 優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)，而且步進(jìn)電機(jī)控制相對(duì)復(fù)雜。 第 2章 系統(tǒng)的總體方案 7 方案一：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 電機(jī)模塊設(shè)計(jì)與論證 本系統(tǒng)為智能電動(dòng)車，對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，其驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇就顯得十分重要。因此我們選擇了此方案。 方案三：采用雙電源供電。雖然蓄電池的體積過(guò)于龐大，在小型電動(dòng)車上使用極為不方便，但我們的車體設(shè)計(jì)時(shí)留出了足夠的空間。 方案二：采用 12V 蓄電池為直流電機(jī)供電，將 12V 電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。方案一： 采用 10 節(jié) 干電池供電，電壓達(dá)到 15V，經(jīng) 7812 穩(wěn)壓后給支流電機(jī)供電，然后將 12V電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。 如上所述，考慮到技術(shù)的成熟性，我們采用方案二。片內(nèi)集成了通用的 8 位 CPU 和 ISP Flash 為存儲(chǔ)單元，可為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、高性價(jià)比的解決方案。 方案二：采用 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89C51 型單片機(jī)作為我們的控制單元 因?yàn)樵撔蛦纹瑱C(jī)價(jià)格便宜，功能比較強(qiáng)大，性價(jià)比高，而且在市場(chǎng)上很容易買到。如果單純的使用凌陽(yáng)單片機(jī)，在語(yǔ)音播報(bào)的同時(shí)小車的控制容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。但是當(dāng)凌陽(yáng)單片機(jī)應(yīng)綠物 黃物 A庫(kù) B庫(kù) C庫(kù) 紅物 吉林建筑工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 6用語(yǔ)音處理和辨識(shí)時(shí)，由于其占用的 CPU 資源較 多而使得凌陽(yáng)單片機(jī)同時(shí)處理其它任務(wù)的速度和能力降低。 方案一：采用凌陽(yáng)公司的 16 位單片機(jī)，它是 16 位控制器，具有體積小、驅(qū)動(dòng)能力高、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 控制器模塊設(shè)計(jì)與論證 小車控制單元的選擇，此部分是整個(gè)小車的大腦，是整個(gè)小車運(yùn)行的核心部件，起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。場(chǎng)地示意圖如圖 21： 鐵片 圖 21 場(chǎng)地示意圖 鐵片 圖 21 場(chǎng)地示意圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)主要由控制器、電源、 直流電機(jī)、傳感 器等模塊構(gòu)成。 第 2章 系統(tǒng)的總體方案 5 第 2章 系統(tǒng)的總體方案 運(yùn)貨場(chǎng)地總體設(shè)計(jì) 運(yùn)貨車場(chǎng)地主要由三部分組成：貨物、庫(kù)房和橢圓形的尋跡軌道。通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。電子大賽作為大學(xué)生群眾性科技活動(dòng)，在著重基礎(chǔ)注重前沿的前提下，互相切磋所學(xué)，培養(yǎng)大學(xué)生 的自主創(chuàng)新能力，著重鍛煉團(tuán)隊(duì)間互幫互助，團(tuán)結(jié)進(jìn)取，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，處理問(wèn)題的能力。所以世界其他國(guó)家工業(yè)車輛行業(yè)已經(jīng)做好充分準(zhǔn)備，認(rèn)真按其產(chǎn)品研究國(guó)內(nèi)外的技術(shù)和市場(chǎng)，研究 WTO 的有關(guān)條文，使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中定位正確并形成自己的特色，同時(shí)有實(shí)力的企業(yè)應(yīng)走出國(guó)門，參加到世界經(jīng)濟(jì)的大循環(huán)中。由于環(huán)保的要求，加之新材料和新技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)車進(jìn)入了快速發(fā)展期。 二十一世紀(jì)的發(fā)展，可謂是 “呼喚綠色環(huán)保 ”的時(shí)代，不但要求人們注重節(jié)約能源，更重要的是要求人們更加注重居住環(huán)境和綠色環(huán)保，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。 在電動(dòng)車共性關(guān)鍵技術(shù)上，建立我國(guó)電動(dòng)車整車的網(wǎng)絡(luò)、總成及通訊協(xié)議規(guī)程，開(kāi)發(fā)電動(dòng)車基本車輛控制器模塊，發(fā)展帶有電子管理系統(tǒng)的高性能動(dòng)力蓄電池組和具有數(shù)字控制系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，形成我國(guó)電動(dòng)車零部件工業(yè)基礎(chǔ)。改革開(kāi)放以來(lái)，由于生產(chǎn)過(guò)程的不斷自動(dòng)化，對(duì)物料搬運(yùn)為斷提出新的要求，搬運(yùn)從主要用于露天作業(yè)場(chǎng)合，逐漸向倉(cāng)庫(kù)、車間及生產(chǎn)線上擴(kuò)展。從 70 年代開(kāi)始，各國(guó)又重新對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)生興趣，尤其是受到不應(yīng)依賴外國(guó)石油和環(huán)境 問(wèn)題影響，導(dǎo)致一再改進(jìn)電瓶車速度和行駛距離。 1920 年之前，電瓶車一直在和汽油車競(jìng)爭(zhēng)，后來(lái)電瓶車開(kāi)始減少，因?yàn)殡妱?dòng)啟動(dòng)器使汽油動(dòng)力車變得更具吸引力，加上大量生產(chǎn)使汽油車成本降低。 電動(dòng)車發(fā)展歷史：源于 19 世紀(jì) 80 年代，用作私人轎車、載重卡車和城市公共交通車。 國(guó)內(nèi)電動(dòng)貨物搬運(yùn)車的發(fā)展 目前國(guó)內(nèi)的電動(dòng)車主要用于觀光載客、搬運(yùn)貨物之用，電動(dòng)觀光車的主要用途是在公園、景區(qū)、休閑度假村、大學(xué)、醫(yī)院、高爾夫球場(chǎng)、房地產(chǎn)公司等場(chǎng)所用作載客，電動(dòng)搬運(yùn)車的主要用途 是在工廠、港口碼頭、物流庫(kù)房等。 所有控制部件均集中在手把端部，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需專業(yè)駕駛。隨著智能電動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的日益廣泛，電動(dòng)貨物搬運(yùn)車 的研究與應(yīng)用正在市場(chǎng)中逐漸占有一席之地 ,并在日漸成熟中占有巨大的市場(chǎng)前景。 黃色 紅色 綠色 倉(cāng)庫(kù) A 倉(cāng)庫(kù) C 倉(cāng)庫(kù) B 物件搬運(yùn)距離 1m 電動(dòng)貨物搬運(yùn)車 第 1章 緒論 3 電動(dòng)貨物搬運(yùn)車的發(fā)展及趨勢(shì) 現(xiàn)在的智能電動(dòng)搬運(yùn)車是指以蓄電池 電動(dòng)為動(dòng)力的搬運(yùn)、倉(cāng)儲(chǔ)和裝卸的車輛，它包括了電動(dòng)平衡重乘駕式叉車、電動(dòng)乘駕式倉(cāng)儲(chǔ)叉車、電動(dòng)步行式倉(cāng)儲(chǔ)叉車等。要求在 2 分鐘之內(nèi)將紅色物件搬運(yùn)到倉(cāng)庫(kù) A，將綠色物件搬運(yùn)到倉(cāng)庫(kù) B，將黃色物件搬運(yùn)到倉(cāng)庫(kù)