【正文】 //定義語音識識別傳感器端口sbit SB1=P0^6。 //定義右側(cè)電機驅(qū)動A端sbit M2B=P0^3。 //定義左側(cè)電機驅(qū)動A端sbit M1B=P0^1。 //定義前方右側(cè)紅外探頭端口sbit FontIR=P3^7。sbit LeftIR=P3^5。 //定義前方左側(cè)指示燈端口sbit RightLed=P0^7。 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在我撰寫論文的過程中，蔡老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了蔡老師悉心細致的教誨和無私的幫助，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠?；厥姿哪陼r間，有太多的不舍。除了潛在的軍用價值外，還可以應(yīng)用于科學研究、地質(zhì)勘探、危險搜索、智能救援等，其在交通運輸中的應(yīng)用前景也受到西方國家的普遍關(guān)注。智能車輛又稱為輪式移動機器人，是移動機器人的一種，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、自動駕駛等多種功能于一體的綜合體統(tǒng)。智能小車應(yīng)用前景廣闊，它可以按照預先設(shè)定的模塊在一個特定的環(huán)境里自動的運行，可運用于科學勘探等用途，無需人為的管理，便可以完成預期所要達到的或更高的目標。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。結(jié) 論本設(shè)計循跡小車在白色地板上循黑線行走，由于黑線和白色地板對光線的反射系數(shù)不同，根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷“道路”。例如，D：0x00表示內(nèi)部直接可尋址RAM區(qū)從0x00處開始的存儲單元。由于MCS51單片機的存儲器資源可以被劃分成4個區(qū)域：內(nèi)部可直接尋址RAM區(qū)data、內(nèi)部間接尋址RAM區(qū)idata、外部RAM區(qū)xdata、程序存儲器ROM區(qū)code。在查看窗口中雙擊或按下F2可以添加想要查看的變量或寄存器值，包括程序中定義的變量、定時器/計數(shù)器的計數(shù)值、I/O接口狀態(tài)等，雙擊變量的當前值可以改變它。 查看和修改寄存器的內(nèi)容在調(diào)試過程中，可以通過View菜單下的Registers Windows來查看各寄存器的內(nèi)容，由于它們都是通過軟件仿真來模擬的，并非真正運行在MCS51單片機上，所以我們不僅可以觀察程序運行過程中各寄存器的值，還可以在需要時，在程序運行過程中進行修改，只要雙擊該數(shù)值，修改完畢后按回車鍵即可。在其中一個窗口添加斷點后另一個窗口也會自動在相應(yīng)位置加上斷點。當程序編譯之后，通過Debug菜單下的Start/Stop Debug Session命令啟動Keil μ Vision的調(diào)試界面，這時我們在源程序窗口待添加斷點的行號前雙擊鼠標，就可以在該行添加一個斷點。在程序可能出現(xiàn)問題的地方加上斷點，當程序運行到斷點處會停止，這時再采用單步方式來運行。Keil μ Vision提供了多種調(diào)試方法幫助我們對程序進行調(diào)試。 軟件的調(diào)試 程序?qū)懞煤笠话愣紩懈鞣N錯誤，有些錯誤是語法錯誤，編譯器在編譯時會給出提示，按照提示進行修改即可。switch(X){case 0x00:P1=0x0f； break；case 0x01:P1=0x0d； break；case 0x02:； break；case 0x03:P1=0x0d； break；case 0x04:P1=0x07； break；case 0x05:P1=0x05； break；case 0x06:P1=0x07； break；case 0x07:； break； default: break。if(P0==0x06){P1=0X07}由上述分析可寫出如下所示循跡核心程序X=P0amp。則可用如下程序表示?？捎萌缦鲁绦虮硎尽１?1電機運動狀態(tài)左電機右電機（LA）（LB）電機狀態(tài)（RA）（RB）電機狀態(tài)00不轉(zhuǎn)00不轉(zhuǎn)01前轉(zhuǎn)01前轉(zhuǎn)10后轉(zhuǎn)10后轉(zhuǎn)11不轉(zhuǎn)11不轉(zhuǎn)下表所示為小車在跑道上的運動狀態(tài)，可前進后退，也可轉(zhuǎn)彎，具體事由單片機P1口各I/O口的電平高低決定的。從左圖我們可以看出控制小車的核心方法就是通過單片機來控制電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。下圖41為小車結(jié)構(gòu)圖。 小車運動狀態(tài)分析及三路算法的設(shè)計 小車運動狀態(tài)分析小車在運行過程中可以前進，可以后退，也可以轉(zhuǎn)彎。該平臺可用于編輯C或匯編源文件。連接好的事物圖如下圖所示。）循跡模塊輸出端分別接單片機的 、。 各模塊的組裝與連接這里應(yīng)該把電機驅(qū)動輸入端接到單片機的 P0 上，因為 P0 口我們外接有上拉電阻，其他 I/O 口雖然集成上拉電阻但驅(qū)動能力太弱，很不穩(wěn)定。檢測到黑線沒接收到反射光了，LM324的2腳比較器反向端T1=5V，3腳比較器同向端=3V，反向端大于同向端則OUT1輸出低電平。下圖311為LM324的原理圖。若有檢測到黑線，則H4發(fā)光到黑線光全部被吸收，H4接收端，沒有收到任何信號，因為H4不導通（截止），則T1=VCC。當接收管接收到反射光線時，接收管被導通，并且電阻遠小于47K，TX 輸出低電平。接收管（4）與阻值為 47K 歐姆的電阻串聯(lián)。圖310 TCRT5000原理圖在小車行駛過程中發(fā)射管不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色地面時發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號。我們經(jīng)常利用這一特性去實現(xiàn)顏色識別。 紅外對管TCRT500TCRT5000紅外對管工作原理：工作時由藍色發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外線由遮擋物反射回來被接收管接收。 紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物理表面具有不同的反射性質(zhì)的特點。 循跡電路分析該智能小車在畫有黑線的白紙 “路面”上行駛，由于黑線和白紙對光線的反射系數(shù)不 同，可根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷“道路”—黑線。有光照情況時光敏電阻R1變小，V2變大。 尋光電路分析如下圖39所示為尋光電路圖39 尋光電路原理圖V2的電壓計算公式為：電阻R6為固定值不變有光照時R1變小，此時V2變大。這樣，小車一定不會偏離黑線。兩傳感器輸出信號為低電平時，小車前進。單片機燒錄程序后，就可以執(zhí)行循跡指令了。另外，循跡傳感器的放置也是有講究的，有兩種方法，一種是兩個都是放置在黑線內(nèi)側(cè)緊貼黑線邊緣，第二種是都放置在黑線的外側(cè)，同樣緊貼黑線邊緣。調(diào)整左右傳感器之間的距離，兩探頭距離約等于黑線寬度最合適，選擇寬度為3 – 5厘米的黑線。紅外探測器距離通常是不應(yīng)超過15厘米的。當紅外光遇到白色路線，地板發(fā)生漫反射，安裝在小型車的反射光接收器接收；如果是遇到黑色路線，紅外光將被黑線吸收，安裝在小車上的接收管沒有收到紅外光。下圖38為循跡傳感器的電路圖。 循跡傳感器工作原理循跡傳感器工作原理：TC端是傳感器工作控制端，為高電平時，發(fā)光二極管不工作，傳感器休眠，為低電平時，傳感器啟動。其原理是降低循跡傳感器的靈敏度，注意：電位器順時針轉(zhuǎn)動時降低傳感器的靈敏度，逆時針轉(zhuǎn)動時增加傳感器的靈敏度，如果作為避障傳感器使用時可以適當加大傳感器的靈敏度，則可以往逆時針轉(zhuǎn)一定的角度。光電傳感器的循跡模塊如下圖中37所示。具體電路圖如下圖35所示。當惰行時，4個開關(guān)全部斷開，則電機慣性所產(chǎn)生的電動勢將無法開成電路，從而也就不會產(chǎn)生阻礙運動的感應(yīng) 電流，電機將慣性轉(zhuǎn)動較長時間。當然實際應(yīng)用中我們還可以得到其他兩種狀態(tài)。H橋電路可以用下圖35表示其原理。對于使能信號輸入電壓范圍（ENA ENB），低電平時為－≤Vin≤（控制信號無效）；≤Vin≤Vss（控制信號有效）。驅(qū)動部分峰值電流 Io為2A。驅(qū)動電路板如下圖34所示。L298N 驅(qū)動模塊，采用 ST 公司原裝全新的 L298N 芯片， SMT 工藝穩(wěn)定性高，采用高質(zhì)量鋁電解電容，使電路穩(wěn)定工作。圖33循跡小車控電路主板 驅(qū)動模塊的設(shè)計對于驅(qū)動力不足和轉(zhuǎn)向問題，設(shè)計一般會采用兩種方法，一是設(shè)計由分離原件組成的驅(qū)動電路實現(xiàn)，另一種方法則是采用專用的驅(qū)動芯片來實現(xiàn)。這樣單片機和循跡傳感器組成了一個帶有反饋信號的系統(tǒng)。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。L293D是利用TTL電平進行控制，通過改變芯片控制端的輸入電平，即可以對電機進行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止操作，亦能滿足直流減速電機的要求，用該芯片作為電機驅(qū)動具有的操作方便、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。STC89C52單片機作為主控制器。下圖32為循跡小車的系統(tǒng)控制框圖。電動機調(diào)速控制方式有4種：開環(huán)調(diào)速、單閉環(huán)調(diào)速、雙閉環(huán)調(diào)速和三閉環(huán)調(diào)速。單片機系統(tǒng)的運行是從一個確定的初始狀態(tài)開始的，這個初始狀態(tài)只有通過對單片機系統(tǒng)復位才能達到。在內(nèi)部時鐘源方式下，時鐘信號的頻率主要由晶振的固有諧振頻率決定電 31 51單片機最小系統(tǒng) 容主要起信號補償作用。本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，這種方式采用在XTAL1與XTAL2間外接石英晶體振蕩器和補償電容。小車的核心控制部件采用宏晶公司生產(chǎn)的8位單片機STC89C52，小車可通過識別黑色線條來控制方向和轉(zhuǎn)速。由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。 PWM調(diào)速的優(yōu)點由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達1：10000左右。 PWM逆變電路及其控制方法 計算法 根據(jù)逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)，將PWM波形中各脈沖的寬度和間隔準確計算出來，按照計算結(jié)果控制逆變電路中各開關(guān)器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形，這種方法稱之為計算法。即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。 調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計本設(shè)計采用PWM調(diào)速系統(tǒng)。RD（）：用于片外存儲器讀控制，低電平有效。WR（）：用于片外存儲器寫控制，低電平有效。該引腳的第二功能VPD即備用電源的輸入端，當主電源Vcc發(fā)生故障或降低到低電平規(guī)定值時，將+5V電源自動接入VPD端，為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM提供備用電源，以保證存儲在RAM中的信息不丟失，以使復電后能繼續(xù)正常工作。RST/VPD：RST引腳是復位信號輸入端，高電平有效。如果EA為低電平，CPU僅訪問片外程序存儲器，不會訪問片內(nèi)存儲器。如果EA端接高電平，程序存儲器地址值小于0FFFFH（4KB程序地址）時，8051CPU會到片內(nèi)程序存儲器中取指令。該引腳的第個功能就是片內(nèi)存儲器編程脈沖輸入引腳。ALE/PROG：該引腳有兩個功能，其一是地址鎖存允許（ALE）信號引腳。8051的PSEN引腳可以直接驅(qū)動8個LS型TTL負載。表21 P3口的特殊功能規(guī)定P3口引腳P3口引腳特殊功能說明RXD（串行口輸入）TXD（串行口輸出）INT0（外部中斷0輸入）INT1（外部中斷1輸入）T0（定時器0的外部輸入）T1（定時器1的外部輸入）WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通控制輸出）RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通控制輸出）4. 控制信號引腳PSEN：程序存儲器選通信號引腳。P3口與其他I/O端口最大的區(qū)別在于它除作為一般準雙向I/O端口外，P3口的每個引腳還具有專門的第二功能，也就是說，P3口也有兩種應(yīng)用方式。P3口：P3口也是8根引腳，…。P2口的每位也可以驅(qū)動4個LS型TTL負載。P2口：，…。P1口：P1口也有8根引腳，…，P1口的每味能驅(qū)動4個LS型TTL負載。P0口有兩種使用方式：一種是作為普通并口使用，可以直接連外部設(shè)備或外設(shè)接口，如連接LED驅(qū)動電路，作為普通并口時的端口地址為80H；第二種使用方式是單片機需要外部片外存儲器時，P0口作為總線使用。P0口：端口P0共有8根引腳，．．．。在片內(nèi)該引腳為振蕩電路放大器的輸出端。實際上該引腳為片內(nèi)振蕩電路放大器部分的輸入端。1. 電源與地引腳Vcc：電源引腳，用于接+5V電源。按照其引腳功能來分，可以分為四組。本設(shè)計選用宏晶公司生產(chǎn)的STC89C52型號的單片機。 主控芯片的選擇與原理51系列單片機除了Intel公司的MCS51系列外，還有美國Atmel公司生產(chǎn)的AT系列、硅存儲技術(shù)公司的SST系列、深圳宏晶公司生產(chǎn)的STC系列等公司的兼容產(chǎn)品，這些公司的51單片機封裝、引腳與Intel公司的MCS51系列單片機完全兼容。 智能小車的運行路線本設(shè)計中小車的循跡路線大致可分三種：“7”字型路線、“T”字型路線、“十”字型路線。在經(jīng)過了方向調(diào)整后，小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測黑線重復上述動作。但是，紅外探測器探測距離有限。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時就會發(fā)生漫反射，反射光可以被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接就收不到紅外光。 智能小車的運行環(huán)境循跡是指小車在白色地板上循黑線行走，由于黑線和白色地板對光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反