【正文】 e_cmd(uchar cmd) //液晶寫指令{while(lcd_busy())。E=0。result = (bit)(P0amp。_nop_()。_nop_()。寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文27RW=1。 顯示程序設(shè)計bit lcd_busy() //判忙函數(shù){bit result。flag3=0。}else if(juli50){ LED1=1。delayXms(100)。(juli=50)){LED1 = !LED1。}else if((juli5)amp。delayXms(100)。LED1 = !LED1。 juli=time*。 //等待接收端為低電平TR0=0。 //等待接收端為高電平TR0=1。 //延時20usTX=0。TX=1。 測距模塊程序設(shè)計void csb(){TH0=0。 } }寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文24 測距避障模塊程序的設(shè)計 測距模塊流程圖圖 44 測距模塊流程圖測距模塊流程圖如圖 44，開始時單片機(jī)先給超聲波測距模塊 Trig 端發(fā)送一個高電平且這個高電平要持續(xù) 20us，然后再給 Trig 端發(fā)送一個低電平，即啟動了超聲波測距模塊，超聲波測距模塊會自動發(fā)送 8 個 40KHZ 的方波，等待是否有信號返回，如果有信號返回會通過 IO 口超聲波測距模塊的 Echo 端輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間，測試距離=（高電平寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文25時間*340）/ 2，單位為 m。break。case 0x01:zw_turnright()。//用于直角轉(zhuǎn)彎時的左轉(zhuǎn)delayXms(20)。 //停止break。// 后退 break。//右轉(zhuǎn) break。//左轉(zhuǎn) break。 //直走 break。 0x0f。 循跡模塊子程序設(shè)計void track( void ){ uchar temp = 0。 delayXms(N)。PWM_ENA = 0。 PWM_ENB = 1。 delayXms(H)。}void PWM(void) //小車調(diào)速{ PWM_ENA = 1。IN3 = 0。}void stop() //小車停止{IN1 = 0。IN3 = 1。}void zw_turnleft() //用于轉(zhuǎn)彎時的右轉(zhuǎn){寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文21IN1 = 0。IN3 = 0。}void zw_turnright() //用于轉(zhuǎn)彎時的左轉(zhuǎn){IN1 = 1。IN3 = 1。}void turnleft() //小車向左轉(zhuǎn){IN1 = 0。IN3 = 0。}void turnright() //小車向右轉(zhuǎn){IN1 = 1。IN3 = 0。}void goback() //小車后退{(lán)IN1 = 0。IN3 = 1。寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文20 電機(jī)驅(qū)動程序的設(shè)計void goahead() //小車直走{IN1 = 1。 //調(diào)用超聲波子程序flag1=0。amp。 lcd_write_dat(ge1)。 lcd_write_dat(shi1)。 lcd_write_dat(bai1)。 lcd_write_dat(ge2)。 lcd_write_dat(shi2)。 lcd_write_dat(bai2)。 lcd_write_dat(qian)。 //pwm調(diào)速 track()。LED2 = 1。 //啟動定時器lcd_write_cmd(0x80)。 //外部中斷初始化 LCD_Init()。寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文18 主程序的設(shè)計void main(){ Timer_Init()。寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文17第 4 章 軟件設(shè)計 主程序模塊的設(shè)計 主程序的流程圖圖 41 主程序流程圖在圖 41 主程序流程圖中，開始時先是單片機(jī)的初始化，包括定時器初始化，外部中斷的初始化，液晶的初始化。STC89C52 單片機(jī)的引腳圖如下圖 39。12. 通用異步串行口（UART） ，還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UART。即定時器 T0、TT2。9. 具有 EEPROM 功能。7. 通用 I/O 口（32 個） ，復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為I/O 口用時，需加上拉電阻。5. 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)。2. 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～80MHz，實際工作頻率可達(dá) 48MHz。STC89C52 單片機(jī)介紹 [5]：STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)，12 時鐘/機(jī)器周期和 6 時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。~ 分別控制電機(jī)驅(qū)動。通過對單片機(jī) STC89C52 寫入程序，可以方便的用軟件來控制，整個過程寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文14的控制部分如圖 38 所示。起著控制小車所有運(yùn)行狀態(tài)的作用。電路原理圖如下圖 37。寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文13圖 36 測速電路原理圖 顯示電路用 LCD1602 來顯示數(shù)據(jù)，LCD 液晶具有功耗低、顯示內(nèi)容豐富、清晰，顯示信息量大，顯示速度較快等特點。其電路原理圖與循跡原理圖類似。遮擋一次槽型光耦輸出一個脈沖，因此脈沖的個數(shù)就是被檢測物的數(shù)量。工作時紅外發(fā)光管發(fā)出紅外光線透過光耦的槽投射到光敏三極管上，光敏三極管導(dǎo)通，集電極輸出低電平。圖 35 循跡原理圖 測速電路采用透射式光電傳感器（凹槽型）進(jìn)行測速。寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文12通過設(shè)計了如圖 35 所示的電路來檢測，圖中 R18 為限流電阻，當(dāng)有光反射回來時，光電傳感器的三極管導(dǎo)通，在 LM393 的 2 腳出產(chǎn)生低電平電壓，通過LM393 處理后在 出產(chǎn)生高電平，返回給單片機(jī)，從而達(dá)到檢測的目的。在小車行駛過程中傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)發(fā)射出的紅外線沒有被反射回來或被反射回來但強(qiáng)度不夠大時，光敏三極管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時模塊的輸出端為低電平，當(dāng)紅外線遇到白色地面時發(fā)生漫反射，紅外線被反射回來反射光被裝在小車上的接收管接收且強(qiáng)度足夠大，光敏三極管飽和，此時模塊的輸出端為高電平；如果遇到黑紙則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到信號，再通過 LM393 作比較器來采集高低電平，從而實現(xiàn)信號的檢測。本設(shè)計采用簡單易用，應(yīng)用也較為普遍的紅外探測法。其驅(qū)動電路原理圖如下圖 34 所示。通過單片機(jī)的 I/O 輸入改芯片控制端的電平，即可以對電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，操作非常方便，亦能滿足直流減速電機(jī)的大電流要求 [4]。表 31 L298N 引腳編號與功能引腳編號 名稱 功能1 電流傳感器 A 在該引腳和地之間接小阻值電阻可用來檢測電流2 輸出引腳 1 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的輸出端 1，接至電機(jī) A3 輸出引腳 2 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的輸出端 2，接至電機(jī) A4 電機(jī)電源端 電機(jī)供電輸入端,電壓可達(dá) 46V5 輸入引腳 1 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的邏輯控制輸入端 16 使能端 A 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的使能端7 輸入引腳 2 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的邏輯控制輸入端 28 邏輯地 邏輯地9 邏輯電源端 邏輯控制電路的電源輸入端為 5V10 輸入引腳 3 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的邏輯控制輸入端 111 使能端 B 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的使能端12 輸入引腳 4 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的邏輯控制輸入端 213 輸出引腳 3 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的輸出端 1，接至電機(jī) B14 輸出引腳 4 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的輸出端 2，接至電機(jī) B15 電流傳感器 B 在該引腳和地之間接小阻值電阻可用來檢測電流寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文10圖 33 L298N 內(nèi)部原理圖電機(jī)驅(qū)動 A/B 的控制邏輯如下表所示。圖 31 總體設(shè)計框圖 驅(qū)動電路電機(jī)驅(qū)動芯片采用 L298N，是一款承受高壓大電流的全橋型直流/步進(jìn)電壓驅(qū)動器，如下圖 32。小車的避障用超聲波避障模塊 HCSR04，將其置于車頭，檢測到障礙物時，小車做出相應(yīng)的反應(yīng)。將 4 個紅外光電傳感器裝在車體底盤的前端，小車根據(jù)傳感器檢測的情況來循跡前進(jìn)。為了使用的方便，便于操作和調(diào)試，最終選擇了方案二。為了使用方便，便于操作和調(diào)試，采用集成超聲波測距模塊 HCSR04(如圖 27)。超聲波傳感器的原理是：超聲波由壓電陶瓷超聲波傳感器發(fā)出后，遇到障礙物便反射回來，然后再被超聲波傳感器接收 [8]。操作簡單但是測量的距離不遠(yuǎn)。當(dāng)有光線反射回來時，輸出低電平。圖 26 LCD1602 液晶顯示器寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文7 壁障模塊方案一：用漫反射式光電開關(guān)進(jìn)行避障。并且外圍電路也比較簡單，因此我們選擇此方案。方案二：采用 LCD1602 液晶（如圖 26）顯示。數(shù)碼管使用簡單，價格低廉，但一個數(shù)碼管只能顯示一個數(shù)字，要顯示多位數(shù)據(jù)時要使用多個數(shù)碼管，這就增加了硬件電路的復(fù)雜度和額外功耗，而且 LED 數(shù)碼管也無法顯示字符。通過比較方案一和方案二的優(yōu)缺點，綜合多方面因素決定選用方案二。車輪轉(zhuǎn)動時帶動碼盤轉(zhuǎn)動，單片機(jī)內(nèi)部計時可測出給定的時間內(nèi)通過的脈沖數(shù)，從而測出小車的實時速度。當(dāng)紅外光線被檢測物遮斷時，光敏三極管截止，集電極輸出高電平。方案二：采用光電碼盤，即透射式光電傳感器（凹槽型如圖 25）進(jìn)行測速?；魻栐哂畜w積小，動態(tài)特性好，頻率響應(yīng)寬度大，對外圍電路要求簡單，使用壽命長，安裝方便，價格低廉等特點。因此我們選擇方案二。此光電對管電路簡單，工作性能穩(wěn)定。它是利用了光的反射原理，當(dāng)光線照射在白紙上，反射量會比較大，反之，當(dāng)光照射在黑色物體上，反射回去的量比較少，因為黑色會吸收光，這樣就可以判斷黑膠帶帶軌道的走向。方案二：采用紅外反射式光電管完成系統(tǒng)循跡 [3]。但實際效果并不理想，誤測幾率偏大、容易受外界的光線環(huán)境的影響，不能夠穩(wěn)定的工作。將阻值的變化值輸入到電壓比較器就可以輸出高低電平。光敏電阻的阻值會隨著周圍環(huán)境光線的變化而變化 [6]。寧波工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文4綜合以上分析與論證我們選擇方案二的驅(qū)動芯片 L298N 作為整個智能小車系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動電路。另外為了保證 L298N 的正常工作，我還安裝了 8 個續(xù)流二極管 1N4007。該芯片是利用 TTL 電平進(jìn)行控制的。故決定放棄此方案。 電機(jī)驅(qū)動模塊選擇與論證方案一：采用繼電器對電動機(jī)進(jìn)行控制,通過切換電動機(jī)的開關(guān)來調(diào)整小車的速度。另外小車電機(jī)內(nèi)部還裝有減速齒輪組，所以并不需要去考慮調(diào)速的功能，可以很方便的通過單片機(jī)來控制直流減速電機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、停止操作。方案二：使用直流減速電機(jī)作為智能小車系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。但是由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩偏低，并且會隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而下降，在達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速時其輸出的力矩會急劇下降，因此不適于小車等對速度有著一定要求的系統(tǒng)。綜上考慮，我們選擇了方案二來完成智能小車整個系統(tǒng)的供電。方案二：使用雙電源供電，將 9v 可充電方