【正文】 FAH DL8: MOV 42H,0FAH DL7: NOP NOP DJNZ 42H,DL7 DJNZ 41H,DL8 DJNZ 40H,DL9 RET DEL15_MS: SETB (清 WDT，防止干擾 ) NOP NOP CLR SHJ20: MOV 44H,0AH （ 20ms 秒延時(shí)時(shí)間 ） DL11: MOV 43H,0FAH DL10: NOP NOP DJNZ 43H,DL10 DJNZ 44H,DL11 RET END 無人駕駛車 的設(shè)計(jì) 24 結(jié)束語 在本次設(shè)計(jì)中，開始把 這個(gè)問題想得很簡單，但在實(shí)際的制作過程中，我才發(fā)覺完全不是這樣，綜 合考慮許多方面的問題，如 蜂鳴器 的 啟動(dòng) 、暫停時(shí)間 的長短，電 路的選擇，如何節(jié)省能耗等。當(dāng)外部 干擾作用到單片機(jī)本身時(shí)，單片機(jī)將不能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序，從而引起混亂。在此過程中小車一直都通過事先所設(shè)定好的路線，通過循跡電路的控制將物體運(yùn)送到指定的位置 。 當(dāng)光電檢測(cè)裝置檢測(cè)到有物體，小車停止運(yùn)行并播放語音，語音播放完后機(jī)械手開始收回 將 物體抓上然后運(yùn)行到目的地 。實(shí)現(xiàn)指令為： CLR NOP NOP SETB 電路如圖 圖 5－ 8 所示： 圖 5－ 8 看門 狗電路 系統(tǒng)控制電路圖 主控電路的分析 主圖分為以下幾部分， 小車運(yùn)行控制、語音播放控制 以及 機(jī)械手控制 。 程序正常運(yùn)行時(shí)，必須在小于 的時(shí)間間隔內(nèi)想 WDI 輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時(shí)器，若超出 時(shí)間該輸入端還沒有接收到脈沖信號(hào)，則內(nèi)部定時(shí)器溢出， 8 號(hào)引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?。 電路如圖 5－ 7所示。本系統(tǒng)采用的電源為 +5V 電源，供電電源電路如圖 5－ 6 所示： 圖 5－ 6 電源電路 無人駕駛車 的設(shè)計(jì) 15 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) 換 向 電路 圖 5－ 7 電動(dòng)機(jī)正 反 轉(zhuǎn) 換 向電 路 電動(dòng)車正反 轉(zhuǎn)換 向電路是由 大功率晶體管組成 H 橋式電路， 在該電路中 AT89C2051單片機(jī)將控制脈沖從 P1 口輸出，進(jìn)入后續(xù)電路，用此信號(hào)來控制光電開關(guān) ，光電隔離后由后級(jí)的三極管進(jìn)入，將電壓和電流信號(hào)進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的線圈繞組，使電動(dòng)機(jī)在不同的脈沖信號(hào)下進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等動(dòng)作。電動(dòng)機(jī)的功耗是無法削減的； 所以，我們采用 此方發(fā)設(shè)置 電源進(jìn)行供電，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行 。 具體情況如下： 在小車的前進(jìn)中，當(dāng)小車的紅外反射系統(tǒng)檢測(cè)的紅外發(fā)射端，發(fā)出紅外光，在小車的前進(jìn)中，當(dāng)小車的前方有物體時(shí)，紅外光會(huì)被反射回來，這 時(shí) 由紅外的接收端接收到該紅外信號(hào)，而在小車的前進(jìn)中，由于前方的物體一直會(huì) 將小車發(fā)出的紅外光不斷地 反射 回來 ，這時(shí) 接收端 將會(huì)有一連串的信號(hào)傳輸給后級(jí)電路 ，后級(jí) 電路將該信號(hào)鎖定 ，從而將此信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中，從而改變小車的行駛狀態(tài)， 讓小車實(shí)現(xiàn)障礙物的檢測(cè)，使小車停止 前進(jìn)，從而使其他的電路經(jīng)過單片機(jī)的操縱使得進(jìn)行下一個(gè)機(jī)械動(dòng)作。 電路如圖 5－ 4 所示 無人駕駛車 的設(shè)計(jì) 13 （ a） （ b） 圖 5－ 4 小車的循跡電路 紅外檢測(cè)電路 該設(shè)計(jì)采用的是 反射式紅 檢測(cè)電路 ，此電路 由 共發(fā)射極電路 及其外圍電路產(chǎn)生方波振蕩信號(hào)．并將接收的信號(hào)同其產(chǎn)生的方波信號(hào)的頻率與相位進(jìn)行比較，當(dāng)某一連續(xù)輸入的信號(hào)落在給定的通頻帶內(nèi)時(shí) （即遇到障礙物時(shí)由感光元件組成的電路產(chǎn)生信號(hào)） ．鎖相 環(huán)電路將此信號(hào)鎖定，即所謂的鎖相。 設(shè)計(jì)時(shí)將此系統(tǒng)設(shè)置兩路，第一路放置在小車的左端，第二路設(shè)置在小車的右路，當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)向左端偏離時(shí)，則左路的接收端可以接收到反射 的光線，此時(shí)輸出一個(gè)高電平，而右端則有黑色軌跡吸收光后輸出一個(gè)低電平，此時(shí)兩路電平同時(shí)送入到單片機(jī)中，則啟動(dòng)小車向右偏轉(zhuǎn)知道回到正常的小車軌道中，當(dāng)小車向右偏轉(zhuǎn)而偏離軌道時(shí)，同理，小車的右路尋光系統(tǒng)輸出高電平，左路輸出低電平，此時(shí)，兩路電平同時(shí)送入到單片機(jī)中去，則啟動(dòng)小車向左偏轉(zhuǎn)直到回到正常的小車的運(yùn)行軌道中，而當(dāng)兩路都輸出低電平時(shí)，小車的行駛過程是正常的，將這幾種情況下的兩路電平送人到單片機(jī) AT89C2051 中進(jìn)行處理，判斷執(zhí)哪種預(yù)先編好的程序來控制小車的行駛狀態(tài)。 紅外發(fā)光二極管發(fā)射一定強(qiáng)度的紅外光線照射物體，紅外光敏三極管在接收到反射回來的紅外線后導(dǎo)通，發(fā)射一個(gè)電平跳變信號(hào)。 系統(tǒng)模塊電路圖 循跡電路 小車行駛中對(duì)線路的檢測(cè)是由循跡電路來完成的，循跡電路主要實(shí)現(xiàn)光電的檢測(cè)，即利用各種傳感器對(duì)電動(dòng)車的位置、行車狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量和控制。 整體 結(jié)構(gòu) 圖 CPU AT98C2051 循跡電路 供電電源 目標(biāo)檢測(cè) 小車驅(qū)動(dòng) 手抓驅(qū)動(dòng) 蜂鳴器啟動(dòng) 圖 51 結(jié)構(gòu)框圖 無人駕駛車 的設(shè)計(jì) 10 硬件流程圖 圖 5－ 2 硬件流程圖 小車前進(jìn) 啟動(dòng)蜂鳴器 紅外檢測(cè) 未檢測(cè)到信號(hào) 小車停止 檢測(cè)到信號(hào) 啟動(dòng)蜂鳴器 啟動(dòng)手抓驅(qū)動(dòng) 手抓閉合 小車前行 紅外檢測(cè) 未檢測(cè)到信號(hào) 檢測(cè)到信號(hào) 再次啟動(dòng)蜂鳴器 小車停止 驅(qū)動(dòng)手抓張開 小車后退 紅外檢測(cè) 小車停止 未檢測(cè)到信號(hào) 檢測(cè)到信號(hào) 進(jìn)入下一次操作運(yùn)行 無人駕駛車 的設(shè)計(jì) 11 整體原理圖 圖 5－ 3 小車的整體結(jié)構(gòu)圖 無人駕駛車 的設(shè)計(jì) 12 本設(shè)計(jì)是采用單片機(jī)為核心部件，以多個(gè)單元電路為主要電路，構(gòu)成小車系統(tǒng)控制電路，主要模塊有主控制器單片機(jī) AT89C2051 主控制器 、循跡電路、紅外檢測(cè)電路、電源電路、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)向電路、看門狗電 路。 這樣的設(shè)計(jì)不僅可以降低 成本 ， 還可以使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。 該 無人駕駛車 實(shí)際上是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)是比較合適的。 在運(yùn)動(dòng)過程中當(dāng)光電檢查裝置檢查到物體時(shí)，小車停止運(yùn)行并啟動(dòng) 蜂鳴器進(jìn)行 播放語音， 語音播放完后機(jī)械手開始運(yùn)行一段時(shí)間抓取物體后，小車開始前進(jìn)（當(dāng)光電檢查裝置再次檢查到物體時(shí)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)把它作為小車運(yùn)行的目的地）。本設(shè)計(jì)使用了光電傳感器 裝置檢查物體 ， CPU 的綜合數(shù)據(jù)處理為小 車按照預(yù)定程序運(yùn)行提供了充分的保證。 為了實(shí) 現(xiàn)小汽車的自動(dòng)往返和智能控制，我選用了單片機(jī) 進(jìn)行控制 。看門狗技術(shù)可用硬件實(shí)現(xiàn)，也可由軟件實(shí)現(xiàn)，也可由兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)， 本系統(tǒng)采用硬件電路 與軟件結(jié)合的方式 來實(shí)現(xiàn)看門狗技術(shù)。 “看門狗”技術(shù) 電路中 Pc 受到干擾而失控，引起程序亂飛也可能使得程序陷入死循環(huán)，指令技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境，此時(shí)系統(tǒng)完全癱瘓，如果操作者再長的話就可以按下人工復(fù)位按鈕，強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位，但是操作者不能一直監(jiān)視著系統(tǒng) ，也往往是在引起不良后果的時(shí)候才進(jìn)行人工復(fù)位的，為使程序脫離“死循環(huán)”通常采用“看門狗”技術(shù)。 為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分為若干個(gè)部分，每一個(gè)部分叫做一個(gè)模塊，所謂模塊就是完成一定的功能，相對(duì)獨(dú)立的程序段，這種程序段設(shè)計(jì)方法叫做模塊程序設(shè)計(jì)法。 光電隔離 供 電抗干擾 設(shè)計(jì) 配置 濾波 電容 接地技術(shù) 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，只要有以下幾種接地：模擬地、數(shù)字地、信號(hào)地、系統(tǒng)地、交流地和保護(hù)地。 （ 3）低通濾波器抑制由電網(wǎng)侵入的外部高額干擾。 抑制來自電源的干擾 （ 1）屏蔽電源變壓器 可 將電源變壓器的原、副邊分別加以屏蔽。因此，一個(gè)成功的抗干擾系統(tǒng)是由硬件和軟件相結(jié)合構(gòu)成的。省電模式中，片內(nèi) RAM 將被凍結(jié)，時(shí)鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。 AT89C2051 是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有 20 個(gè)引腳， 15 個(gè)雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，其中 P1 是一個(gè)完整的 8 位雙向 I/O 口，兩個(gè)外中斷口，兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。 在日益發(fā)展的經(jīng)濟(jì)時(shí)代中，由于單片機(jī)具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質(zhì)， 近年來，單片機(jī)在各行各業(yè)的發(fā)展中得到了極其廣泛的應(yīng)用，可概括為以下幾個(gè)方面： 智能儀器儀表 機(jī)電一體化產(chǎn)品 實(shí)時(shí)工業(yè) 控制 分布系統(tǒng)的前端模塊 家用電器 另外還在交通行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用 ，如汽車的自動(dòng)駕駛、航天測(cè)控系統(tǒng)、黑匣子等。 I2C（ InterIntegrated Circuit）串行總線方式、 SPI（ Sprial Peripheral Interface）串行接口等，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。 優(yōu)異的性能價(jià)格比。③ 工藝上的進(jìn)步 單片機(jī)的特點(diǎn) 及應(yīng)用 ，可靠性高，適用性強(qiáng)。 ① 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步 。 在目前，用戶對(duì)單片機(jī)的需要越來越多，但是，要求也越來越高。 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等方向發(fā)展。現(xiàn)在的單片機(jī)已經(jīng)不是單單的計(jì)算，而是控制，