【正文】 管的電阻變 小， 此時通過其他 電路就把電阻 變化 信號變成大小不一電壓 變化 信號 然后通過 一個 比較器轉換成 相應 的 高低電平信號，再將此送到 52 單片機的 I/O 口 ， 單片機就可以判斷是 物體靠近 還是 遠離 ， 進而完成相應的 檢測 功能 ，如循跡 、避障等 原理圖 說明及編程須知 +5V GND 信號 電源 指示燈 接收管 發(fā)射管 信號 指示燈 可調(diào) 電阻 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 21 圖 214 紅外 循跡傳感器 原理圖 根據(jù)上面原理圖 ， 循跡 時 ， 當照在 白色路面 ( ( 避障 時為前方 有障礙物 ) ) ， out 輸出低電平 0， 指示燈亮 。 in3=0。 } 右轉 控制就是 右 邊電機 后退轉 ， 左 邊電機后 前進轉 ， 導致 一個整體的 右 轉效果！ void stop()//停車 { in1=0。 in3=0。 } 左轉 控制就是左邊電機前進 轉 ，右邊電機后退 轉 ， 導致 一個整體的左轉效果！ void turnright()//右轉 { in1=1。 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 19 in3=1。 } 后退 過程控制只需要將 IN1 IN3置 0， IN2和 IN4置 1即可 ， 與前進剛好相反！ void turnleft()//左轉 { in1=0。 in3=0。 } 前進 過程控制只需要將 IN1 IN3置 1， IN2和 IN4置 0即可 void back()//后退 { in1=0。 in3=1。 定義 電機驅動對應的 管腳 ，實現(xiàn)單片機 IO控制 void go()//前進 { in1=1。 sbit in3=P1^6。 只要置相應單片機機 IO IN1 =0 ； IN2=1對應電機即可正轉轉 IN1 =0 ； IN2=0對對應電機即可反轉 同理： IN3 =0 ； IN4=1對應電機即可正轉 IN3 =0 ； IN4=0對應電機即可反轉 78M05 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 18 下面 是軟件編程實現(xiàn)電機正反轉 以及 停止： sbit in1=P1^4。可以直接驅動 2路 316V 的 直流電機，并提供了 穩(wěn)壓 5V 輸出接口（輸入最低只要 6V） ，可以給 5V 52單片機 系統(tǒng)供電 （低紋波系數(shù)） ,可以 很 方便的控制直流電機速度和方向，也可以控制 兩 相步進電機， 五 線 四相步進電機， 是智能小車必備利器。 TL1=0。} //標志位 n值賦值 0， 響應結果是控制小車 停止 If(S20) //如果 測量距離小于 20厘米 {n=1。amp。 //為什么除以 58等于厘米， Y米 =（ X秒 *344） /2 // X秒 =（ 2*Y米） /344 X秒 =*Y米 厘米 =微秒 /58 if(S=25) //如果 測量的距離大于 25厘米 {n=1。 S=TH1*256+TL1。 while(ECHO)。 while(!ECHO)。//觸發(fā)信號是高電平脈沖，寬度大于 10us DelayUs2x(10)。 DelayUs2x(245)。 } 以上 為 US級 的延時函數(shù) ， 因為晶振的為 ， 一個機器周期大概為 1us。 使用時 ， 觸發(fā)控制端 Trig 的高電平測量周期建議 60ms 以上 ， 以防止發(fā)射信號對回響信號的干擾 。隨后聲波信號 處 在空氣中傳播， 一旦 遇到障礙物會反射 一部分 回來 ， 當反射回來的信號到達接收頭后 ，此時 回響 信號端會由高電平變?yōu)榈碗娖? ，停止計時 。 下面介紹一個超聲波傳感器的時序圖 210 。（ 超聲波在空氣中的傳播速度大概 為 340m/s ， 根據(jù)計時器記錄 出 的時間 t， 就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離 s， 即： s=340t/2 ）。 超聲波 模塊引腳說明 單片機 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 12 圖 29 超聲波 實物圖 GND ： 電源負極 Trig ： 控制端接 Echo ： 接收端 VCC ： 電源正極 測距原理 超聲波傳感器 設計 主要 由 發(fā)射器和接收器兩大部分 組成 ，大 家 都知道 超聲波在空氣中傳播的速度為 340m/s , 本設計 只需要計算出從發(fā)射 開始 到接收 完成 之間的時間差就可以 通過計算 算出距離。//次數(shù)始終保持為 40 即保持周期為 20ms } 、 舵機 Futaba S3003 使用說明 經(jīng)過 對本設計的功能要求 的 評估 采用 Futaba S3003 型 舵機，能很好的完成相關 設計 功能 , 此舵機主要用于實現(xiàn)小車的轉向功能 ， 如下圖 27 所示 ． 圖 27 舵機 選用 型號 、 舵機 接線圖 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 11 圖 28 實物 連接圖 超聲波模塊 的 設計 與實現(xiàn) 超聲波模塊 簡介 當今 社會超聲波的使用非常廣泛，超聲波測距也是應用到了極致，海洋領域對超聲波的應用大多數(shù)是通過超聲波測量海底深度 等 ， 汽車 行業(yè)對超聲波的應用也是相當?shù)膹V泛的 ， 利用超聲波 測量 前后車之間的距離，報警感知汽車的安全狀態(tài) 等等 ！ 本次 設計使用使用 超聲波主要是用來對小 車前方物體的感知，從而達到 追蹤 的目的 。//大于則輸出低電平 count=(count+1)。 //低位 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 10 if(countangle)//判斷 次數(shù)是否小于角度標識 pwm=1。//PWM 信號輸出口 ， 所以單片機 會 產(chǎn)生一個 隨 角度標識 angle 值 變化的 PWM 信號 ，從而達到控制控制小車私服舵機轉向的目的！ void Time1_Int() interrupt 1//舵機 { TH0=0xff。//定時器開始 IE=0x82。 EA=1。// 晶振， ET1=1。 TH0=0xff。//定時器 1 工作方式 1 (超聲波 )，定時器 0 私服舵機 TH1=0x00。下圖 26 即為 對應的 PWM 信號 所對應的相應轉動的角度 。 、 控制原理 ： 舵機的控制信號周期為 S 為 20MS 的脈寬調(diào)制 （ PWM ） 信號 ， 其中脈沖寬度( ( 占空比 ) )從 , 與之 相對應的舵盤位置為 0 － 180 度 ， 呈線性 的 變化 。 因為 私服舵機啟動電流很大會影響同一個電路中的電流變化！ 、 PWM 信號 連接說明： 一般來說可以將私服舵機 信號 線連接至 52 單片機的任意引腳， 對于 52 單片機需通過定時器模塊 輸 出 PWM 才能進行控制 轉動 。 如今 市面上的 私服舵機魚龍混雜，總的 來說仿品不如正品 好 ，便宜的不如貴的 好 ，塑料齒的不如金屬齒的 好 ，老的不如新的 好 ，國內(nèi)的不如外國的 好 等等，大家不必過于追求極致 根據(jù) 自身的設計滿足要求即可 ，根據(jù)自身購買力選擇夠用的就 行 了 。速度 響應 快、扭力 很 大的舵機，除了價格貴 外，還會伴隨著 高耗電的特點。 。 電 壓 也 會 直 接 影 響 舵 機 轉動 的 性 能 ， 例如 Futaba S9001 在 時 平均 扭力 在 為 、速度 平均 為 秒 /60176。意思是舵機轉動 60176。這就是力臂 大小 的觀念，因此擺臂長度愈長， 就會導致 扭力愈小。 )、測試 供電 電壓 選擇 (V)及 私服 舵機 重量 (g)等基本 參考 資料。等的，數(shù)值 越 小反應就快。和 秒 /60176。 春天 sr403p 和 Dynamixel AX12+是 機械 機器人專用 私服 舵機 ，不同的是前者是國產(chǎn) 的，后者是韓國生產(chǎn)的 ，兩者都是金屬齒 的 標稱扭力 都在 13kg 以上，但前者 國產(chǎn) 只是改改樣子的模擬 私服 舵機，后者則是RS485 串口通信 控制 ，具有位置反饋 電路 ，而且還具有速度反饋 功能 與溫度反饋功能的數(shù)字私服舵機，兩者在性能以及 價格上相差很大 的 。微型 私服 舵機內(nèi)部 大 多數(shù)都是塑料齒 的 ， 9g 私服 舵機有金屬齒的型號 也有 塑料齒型號的 ，扭力 一般 比 塑料齒的要大些。 最終 達到轉動 某一個 角度的目標！ 舵機 選購 市場上的 私服 舵機有塑料齒 的 、 標準尺寸 的 、 小尺寸 的 、 金屬齒 的 、大尺寸 的 ，另外還有 很 薄的標準尺寸舵機 用在 一些特殊的場合 ，及低重心的型號 特殊 型號 。 私服 舵機的輸出軸 與 位置反饋電位計是相連 通 的， 私服 舵盤轉動的同時， 也 帶動位置反饋電 位計 變化 ，電位計 同時 將輸出一個 模擬 電壓信號到 舵機 控制電路板 中 ，進行 負 反饋 作用 ， 然后控制 舵機 電路板根據(jù)所在 方位 決定電機 輸出 轉齒 轉動的方向和速度 變化 ， 從而達到 轉動 目標 的 角度 停止。但記住 一般 紅色為電源 線 ，黑色為 GDN地線，一般 都是這樣 設計的 。電源 電壓 有兩種規(guī)格，一 種 是 ，另一個 是 ，分別有 不同的轉矩標準，即輸出力矩大小 不同， 對應 力矩 的要大一些 ，更 強勁 一些 ，具體看應用條件 （本 設計舵機用來帶動超聲波 來回轉動掃描，對轉動力矩的要求沒有那么高， 足夠了） ；另外一根 信號線是控制信號 線， Futaba 的一般為白色 的 ， JR 的一般為桔黃色 信號線 。 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 5 圖 21 舵機 用于 智能 機器人 本 設計 舵機是小車轉向 帶動 超聲波掃描 的控制機構，具有體型 小、力矩大、 小車 外部 機械設計簡單、 小車 穩(wěn)定性高等特點， 無論是在硬件 小車 設計還是軟件 編程 設計， 舵機設計是小車控制 掃描 部分重要的組成部分，圖 21 為舵機的外形圖。 51 單片機的開發(fā)環(huán)境一般都是 keil，本次開發(fā)環(huán)境為 keil uVision4， keil 開發(fā) 51 單片機程序時可以使用匯編或者 C51 語言，本次使 用的是C51，因為匯編程序需要了解不同單片機的指令集，而 C51 不需要，會更方便。本次設計上位機程序開發(fā)用到的環(huán)境就是 Eclipse。 開發(fā)環(huán)境簡介 上位機 程序屬于 Android 應用程序的開發(fā)。 對于 其它基本 功能的 實現(xiàn)，傳感器 對 距離感知信號 可由 51 單片機 DIP40 的 ，然后做數(shù) 據(jù)處理。 系統(tǒng)可行性分析 小車 的設計可以 根據(jù) 不同的功能 選用 相應的器件 ， 首先， 由小車可以前進后退，還能停止可知， 小車 必須具有對具體 距離 可以 探知 的能力，一般的光電開關 只能 在距離調(diào)節(jié)好之后對固定的距離作出相應，就是要么距離大于設定的距離要么小于 設定 的距離，只有兩種狀態(tài)，而 本 設計有 3 種 判斷狀態(tài)，分別是前進停止后退，所以選一般的循跡開關，光電開關是不行的，在這種情況下我們選擇了超聲波傳感器 HCSR04， 作為距離的 精確探知 。 （ 3） 小車的 設計一定要美觀，可觀賞性強 。 單 片 機 超聲波 傳感器 紅外 循跡傳感器 1 紅外 循跡傳感器 2 舵機轉向 電機 驅動模塊 左 電機 右電機 合肥學院計算機科學與技術系畢業(yè)論文 3 第二章 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)需求分析 對 本系統(tǒng)整體思路的考量 可知 ， 發(fā)現(xiàn)玩具 小車在開發(fā)小孩 智力 方面有著非常重要的作用 。在我國 好多 兒童 動畫片 都會推出相應的玩具以滿足如今的小孩對玩具快樂的追求，智能追蹤小車的設計與實現(xiàn)對那些好奇心比較強的小孩尤為熱門，因為玩具小車的每一個反應都是和他有關系的 ， 小孩前進，小車跟 著 前進，小孩后退 小車 也跟著后退，小孩轉彎小車跟著轉彎 ， 始終 對 小孩的 行為 作出相應的反應，趣味性 極強 ，同時可以 開發(fā)小孩的 無限想象 空間，無意識的對小孩大腦的開發(fā)起到關鍵的作用 ，尤其是好奇心重的小孩 ， 可以說非常適合那些上班族 買個 小孩玩具的不二之選， 小車 追蹤的設計對玩具市場 和 開發(fā)小孩腦力具有重要的推動作用，具有非常重要的意義 。 移動控制界面設計與實現(xiàn) .................................................................................................. 15 指令 發(fā)送與數(shù)據(jù)包接收的實現(xiàn) ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。Sensors。 還有其他