【正文】 真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機(jī)寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。 當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是對于單片 機(jī)愛好者，或者簡單的開發(fā)應(yīng)該是比較好的選擇。軟件調(diào)試方面，其自身只帶匯編編譯器，不支持 C 語言。 Proteus 的仿真資源 Proteus 軟件可提供的模擬、數(shù)字、交 (直 )流等元器件達(dá) 30多個元件庫，共計(jì)數(shù)千種。 中斷程序流程圖如圖 33所示19 圖 33 中斷程序流程圖 20 第四章 仿真與調(diào)試 4． 1 Proteus 簡介 Proteus是基于 SPICE3F5仿真引擎的混合電路仿真軟件，不僅能夠仿真模擬、數(shù)字電路以及模數(shù)混合電路，更具特色的是它能夠仿真基于單片機(jī)的電子系統(tǒng)。 這里利用 的是 51單片機(jī)的 T0定時計(jì)數(shù)器 ，從而 讓單片機(jī) P0口的 和 引腳輸出占空比不同的方波 , 然后經(jīng)驅(qū)動芯片放大后控制直流電機(jī)。 循跡流程圖如圖 32所示 18 圖 32循跡流程圖 由于第二級方向控制為第一級的后備，則兩個等級間的轉(zhuǎn)向力度必須相互配合。軟件的主程序流程圖如圖 31 所示17 圖 31 主程序流程圖 小車循跡流程圖 小車進(jìn)入循跡模式后，即開始不停地掃描與探測器連接的單片機(jī) I/O 口，一旦檢測到某個 I/O口有信號，即進(jìn)入判斷處理程序 ， 先確定 4 個探測器中的哪一個探測到了黑 線，如果左面第一級傳感器或者左面第二級傳感器探測到黑線，即小車左半部分壓到黑線，車身向右偏出，此時應(yīng)使小車向左轉(zhuǎn)；如果是右面第一級傳感器或右面第二級傳感器探測到了黑線，即車身右半部壓住黑線，小車向左偏出了軌跡，則應(yīng)使小車向右轉(zhuǎn)。精確地講 , 平均速度與占空比并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系 , 在一般的應(yīng)用中 , 可以將其近似地看成線性關(guān)系。電機(jī)的平均速度等于在一定的占空比下電機(jī)的最大速度乘以占空比。一個周期加在電機(jī)兩端的電壓為脈沖高電壓乘以占空比。速度等級對應(yīng)一個周期的高電平脈沖的個數(shù)。定時計(jì)數(shù)器若干時間（比如 ）中斷一次 , 就使 。只要按一定規(guī)律 ,改變通、斷電的時間 ,即可讓電機(jī)轉(zhuǎn)速得到控制。因此 ,PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。 在 PWM驅(qū)動控制的調(diào) 整系統(tǒng)中 ,按一個固定的頻率來接通和斷開電源 ,并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。 PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率 ,從而改變負(fù)載兩端的電壓 ,進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。檢測電路如圖 28。檢測到白色 ，三腳輸出為低電平。光電傳感器接受到不同的顏色后會有不同的電平輸出。探測路面黑線的大致原理是 :光線照射到路面并反射，由于黑線和白紙的反射系數(shù)不同，根據(jù)接收到的反射光強(qiáng)弱判斷是否沿黑線前進(jìn) [10]。 4） 其與單片機(jī)的連接如圖 27所示 。 第 15腳：背光源正極 。 第 6腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。 第 3腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地 時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 13 圖 26 1602 帶背光與不帶背光差別圖 2） LCD1602主要技術(shù)參數(shù) ： 顯示容量 :162 個字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 3） 1602LCD 引腳 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明 如下： 第 1腳： VSS 為地電源。字符型 LCD1602通常有 14條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14腳的 LCD 完全一樣。 顯示模塊 LCD 簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用 于顯示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2行等的模塊。 12 圖 25 驅(qū)動電路 L298 是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，一片 L298 可以控制兩個直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。小車采用左右輪控制前進(jìn)和轉(zhuǎn)向，后面一個輪子為萬向輪，使小車能夠轉(zhuǎn)到任何方向。 控速模塊 采用專用芯片 L298 作為電機(jī)驅(qū)動芯片。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。 報警器的 種類很多，比如：揚(yáng)聲器、蜂鳴器等，本設(shè)計(jì)中選用電磁式蜂鳴器作為報警器。 電壓比較器的功能：比較兩個電壓的大小 (用輸出電壓的高或低電平，表示兩個輸入電壓的大小關(guān)系 )： 當(dāng) “ ＋ ” 輸入端電壓高于 “ － ” 輸入端時，電壓比較器輸出為高電平； 當(dāng) “ ＋ ” 輸入端電壓低于 “ － ” 輸入端時，電壓比較器輸出為低電平； 11 比較器還有整形的作用，利用這一特點(diǎn)可使單片機(jī)獲得良好穩(wěn)定的輸出信號，不至于丟失信號，能提高測速的精確性和穩(wěn)定性。微型電機(jī) M可采用 型，通過電位器 RP1分壓，實(shí)現(xiàn)提高或降低電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 C4用于波形整形，以保證獲得良好數(shù)字信號。 HG 表示霍爾元件，采用 CS3020，在霍爾元件輸出端（引腳 3）與地并聯(lián)電容 C3濾去波形尖峰，再接一個上拉電阻 R2，然后將其接入 LM324 的引腳 3。等精度法則對高、低頻信號都有很好的適應(yīng)性。由于閘門與被測信號不能同步，因此，這兩種方法都存在 177。 通常可以用計(jì)數(shù)法、測脈寬法和等精度法來進(jìn)行測試?；魻柶骷鳛橐环N轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的傳感器，它有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，因此選用霍爾傳感器檢測脈沖信號，其基本的測量原理如圖 26所示，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，帶動傳感器運(yùn)動，產(chǎn)生對應(yīng)頻率的脈沖信號，經(jīng)過信號處理后輸出到計(jì)數(shù)器或其他的脈沖計(jì)數(shù)裝置，進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測量。如圖 23所示是 CS3020 的外形圖，將有字面對準(zhǔn)自己，三根引腳從左向右分別是 Vcc，地，輸出。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測量、自動化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。就如同沒有發(fā)生一樣。 3．中斷標(biāo)志可以手工清除。在該中斷退出后，將被響應(yīng)執(zhí)行。中斷口線上一個 從高到低的跳變將記錄在標(biāo)志寄存器中，直到 CPU 響應(yīng)并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序時，由硬件自動清除。同樣，當(dāng) CPU 在執(zhí)行不可被中斷的指令（如 RETI）時，產(chǎn)生的電平觸發(fā)中斷如果時間太短，也得不到執(zhí)行。要使電平觸發(fā)的中斷被 CPU 響應(yīng)并執(zhí)行，必須保證外部中斷源口線的低電平維持到中斷被執(zhí)行為止。選擇邊沿觸發(fā)方式時，單片機(jī)在上一個機(jī)器周期檢測到中斷源口線為高電平，下一個機(jī)器周期檢測到低電平，即置位中斷標(biāo) 志，請求中斷。 51 單片機(jī)的外部中斷有兩種觸發(fā)方式可選：電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。 TCON 中的 TR0或 TR1 置 “1” ，啟動定時器 /計(jì)數(shù)器。 定時器 /計(jì)數(shù)器初值 ,并將初 值寫入 TH 和 TL。 8051 單片機(jī)的定時器 /計(jì)數(shù)器是可編程的，在進(jìn)行定時或計(jì)數(shù)操作之前 8 要進(jìn)行初始化編程。 TCON 是用來控制定時器的啟動與停止的。單片機(jī)的定時器的工作原理是利用了寄存器的溢出來觸發(fā)中斷的 ,所以在寫定時器的時候就要去算計(jì)數(shù)的增量 ,再根據(jù)單片機(jī)的晶振的頻率就可以算出確定的時間了。 8051 單片機(jī)定時器 /計(jì)數(shù)器的工作方式由特殊功能寄存器 TMOD 編程決定，定時器 /計(jì)數(shù)器的啟動運(yùn)行由特殊功能寄存器 TCON 編程控制。定時器 /計(jì)數(shù)器在硬件上由雙字節(jié)加法計(jì)數(shù)器TH 和 TL 組成。 定時器 與外部中斷 8951 單片機(jī)內(nèi)部有兩個 16 位可編程定時器 /計(jì)數(shù)器，記為 T0 和 T1。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn) [8]。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。 7 ： T1，計(jì)時計(jì)數(shù)器 1輸入。 ： INT1，外部中斷 1輸入。 ： TXD，串行通信輸出。 PORT3（ ～ ）：端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4個 TTL 負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時計(jì)數(shù) 控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋? PORT1（ ～ ）：端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4個 LS TTL 負(fù)載，同樣地若將端口 1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 PORT2（ ～ ）：端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個引腳可以推動 4個 LS 的 TTL 負(fù)載，若將端口 2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。如果當(dāng)