【正文】 圖 32 圖 32 單片機最小系統(tǒng) 單片機使用資源規(guī)劃 由于 51 單片機具有比較強大的系統(tǒng)資源，本系統(tǒng)在設(shè)計時充分利用了它的自身特性，并進行合理規(guī)劃。 表 33 單片機資源分配表 系統(tǒng)資源類型 用途 備注 看門狗 防止系統(tǒng)跑飛 定時器 0 定時喂狗 P1 端口 路面檢測 輸入 P3 端口 電機控制 輸出 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 單片機功能模塊介紹 單片機本電路的控制核心，它接收傳感器測得 的信號，并控制電機的轉(zhuǎn)動與停止。傳入放入信號為高低電平，在小車沒有走到黑線上時，輸入都為低電平，此時單片機會驅(qū)動兩個電機同時轉(zhuǎn)動，不需要轉(zhuǎn)彎，當(dāng)某端輸入高電平時，表明小車的相應(yīng)一側(cè)一走到黑線上，單片機便使改側(cè)的電機停止轉(zhuǎn)動，另一側(cè)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直到兩側(cè)都不走到黑線上，程序采用輪詢的方式，可以及時的檢測到是否走到黑線上 。作為智能車源，電源模塊為系統(tǒng)的控制器，執(zhí)行機構(gòu)，傳感器等 各個模塊提供可靠的工作電壓。 智能車控制系統(tǒng)中，不同電路模塊需要的工作電壓和電流容量各不相同。電源系統(tǒng)的電路圖如圖 34所示。顧名思義，三端 IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。 圖 35 lm7805 樣品 用 lm78/lm79 系 列三端穩(wěn)壓 IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。 因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。用電機驅(qū)動專用芯片 L298作為電機的驅(qū)動。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個 H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 46V、 2A以下的電機。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 圖 36 電機驅(qū)動模塊硬件電路圖 循跡單元介紹 循跡單元工作原理 循跡是指小車在白色地板上循黑線行走通常采取的方法是紅外探測法 ,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(dāng)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 ,單片機就是否收到反射回來的紅 外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線 ,從而實現(xiàn)小車的循跡功能。 循跡功能如圖 37所示 圖 37 循跡功能圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 本設(shè)計需要檢測 小車的運行狀態(tài)，沿著路面黑線運動。圖 35的電路在5V 電壓下工作，根據(jù)該型號傳感器紅外發(fā)射管所需的工作壓降（紅外發(fā)射管的正向壓降在 1～ ）和工作電流（紅外發(fā)射管的電流為 2～ 10mA），選取負(fù)載電阻R1= ，紅外 發(fā)射 管負(fù) 載電阻 R2=220Ω 。 LM393比較器簡介 比較器是將一個模擬電壓信號與一個基準(zhǔn)電壓相比較的電路。因此，也可以將其當(dāng)作一個 1位模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC）。并且以此閾值為標(biāo)準(zhǔn)，向單片機輸入滿足 TTL 電平的數(shù)字信號 。 圖 38 LM393芯片示意圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 第 4章 智能循 跡小車軟件部分 軟件調(diào)試平臺 Keil for C51是美國 Keil Software 公司出品的 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil for C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。下面詳細(xì)介紹 Keil for C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。隨著 C51 開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件 除了致力于單片機的編程開發(fā)平臺外，還針對 目前最流行 C51 開發(fā) 項目出品了Keil for 51軟件 平臺以及支持在線調(diào)試的 串口燒寫 。 Keil 提供了 包括C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision2）將這些部份組合在一起。 圖 41 Keil for 51 開發(fā)平臺截圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 KEIL for C51 編譯平臺對 51 單片機的器件選型設(shè)置。 圖 42 MCU選型設(shè)置 系統(tǒng)軟件流程 系統(tǒng)軟件流程圖如圖 43所示 。 //1111_1010 前進 uchar back=0xF5。 //1111_1110 左轉(zhuǎn) uchar right=0xFB。 for(i=0。i++) for(j=0。j++)。 //看門狗寄存器 0xA6 //喂狗程序 void FeedDog() { WDTRST=0x1e。 } //定時器初始化程序 void Initial() { TMOD=0x01。 //高八位裝值 1111—— 0000 TL0=0xf0。 //啟動定時器 ET0=1。 //開放總中斷 } //主程序 //對傳感器輸入信號進行輪詢并決定當(dāng)前小車行駛方式 void main() 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 19 { FeedDog()。 //定時器初始化 P1=0xFF。 //傳感器狀態(tài)接收 while(1) //對傳感器輸入信號不斷地進行查詢 { if(P3 == 0x7F)//0111_1111 P1=left。 //執(zhí)行右轉(zhuǎn)指令 else P1=go。 TL0=0xf0。//每過一定時間喂下狗，不然程序會自動復(fù)位 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 20 循跡處理軟件流程 在白色背景中有一條黑色的線，小車就是要沿著這條黑線行走，通過判斷反射式光電傳感器所 接收到的反射光 來判斷小車所應(yīng)行走的方向。光電傳感器與黑線位置關(guān)系示意圖如圖 44所示。 6 個光敏傳感電路組合功能見表 41。檢測部分函數(shù)說明 while(1) //對傳感器輸入信號不斷地進行查詢 { if(P3 == 0x7F)//0111_1111 P1=left。 //執(zhí)行右轉(zhuǎn)指令 else P1=go。 測試場景介紹 設(shè)計采用環(huán)形的黑色軌道，對小車進行實際測試。 圖 51 測試場景及參數(shù) 實際測試 結(jié)果 系統(tǒng)測試過程中， 采取順時針和逆時針兩個方向的測試方法，以此來檢測智能小車左右轉(zhuǎn)的效果。 (其中 — 表示為無效數(shù)據(jù) ) 表 51 智能循跡小車測試結(jié)果 測試編號 運動方向 完成效果 執(zhí)行時間 起點位置 1 順時針 完成 2圈 5分 48秒 直道處 A 2 逆時針 完成 2圈 6分 01秒 直道處 A 3 順時針 完成 2圈 6分 33秒 彎道起點 D 4 逆時針 完成 2圈 7分 11秒 彎道起點 B 5 順時針 完成 2圈 7分 40秒 彎道中段 C 6 逆時針 完成 2圈 7分 33秒 彎道中段 C 7 順時針 完成 2圈 6分 21秒 彎道末端 B 8 逆時針 完成 2圈 6分 40秒 彎道末端 D 9 順時針 完成 2圈 5分 37秒 直道處 E 10 逆時針 完成 2圈 5分 50秒 直道處 E A起點 E 起點 C起點 B 起點 D 起點 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文