【正文】 直流調(diào)速設(shè)計(jì)L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，采用了15腳封裝。L298N主要參數(shù)：尺寸：65mm X 41mm X 28mm主要芯片：L298N、光電耦合器控制信號(hào)電壓： 驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓：5V 30V最大輸出電流：2A瞬間峰值電流：3A最大輸出功率：25W圖222 L298N內(nèi)部原理圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)能夠?qū)㈦娒}沖轉(zhuǎn)化為角位移的部件。因此使得用戶可以控制脈沖個(gè)數(shù)來控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，控制脈沖頻率來控制速度或加速度。28BYJ48主要參數(shù)：驅(qū)動(dòng)電壓：5V 12V驅(qū)動(dòng)方式：四相八拍減速比：1/64步距角：176。7%（25℃）圖223 28BYJ48步進(jìn)電機(jī)圖 超聲波避障設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距模塊使用US100，US100測(cè)度距離精確，擁有超近盲區(qū)，能和國外的SRF05，SRF02等超聲波測(cè)距模塊相媲美。圖224 US100超聲波測(cè)距模塊圖 1602液晶顯示設(shè)計(jì)考慮到實(shí)際要求，設(shè)計(jì)最多需要顯示32左右個(gè)字符，因此選用能夠顯示16列2行的字符型液晶1602，此外1602微功耗，體積小，也是符合設(shè)計(jì)要求的。設(shè)計(jì)使用兩節(jié)18650電池進(jìn)行供電，通過升壓模塊LM2577對(duì)放大電路供電及穩(wěn)壓，通過降壓模塊LM2596對(duì)單片機(jī)供電及穩(wěn)壓。藍(lán)牙耳機(jī)接收到信號(hào)后通過LM324進(jìn)行放大后供處理器使用。C 70176。Eclipse是一個(gè)開源的基于JAVA的可擴(kuò)展開發(fā)平臺(tái)，其本身只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，通過插件擴(kuò)展來構(gòu)件相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境。圖228 開發(fā)平臺(tái)效果圖3. 詳細(xì)設(shè)計(jì) STC89C52RC芯片的選擇小車芯片的選擇及其重要，它不僅僅是控制系統(tǒng)的核心，也是系統(tǒng)的核心計(jì)算原件。STC89C52RC工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051 的0～80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz。通過改變電壓與外部時(shí)針的不同，可以改變芯片的處理速度。通常STC89C52RC的典型功耗是4mA7mA，而掉電模式下為，空閑模式下典型功率為2mA。如圖311所示是 STC89C52RC芯片控制電路：圖311 51控制電路STC89C52RC主要功能：使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52RC為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外，STC89C52RC可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)24V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；最大功率25W。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。OUT1——OUT4為芯片的電機(jī)控制端口。電機(jī)旋轉(zhuǎn)方式控制端IN1控制端IN2控制端IN3控制端IN4輸入PWM信號(hào)改變脈寬可調(diào)速調(diào)速端A調(diào)速端BM1正轉(zhuǎn)高低//高/反轉(zhuǎn)低高//高/停止低低//高/M2正轉(zhuǎn)//高低/高反轉(zhuǎn)//低高/高停止低低///高表322 控制方式 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。如果需要轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，那 么需要360/*64=4096 個(gè)脈沖信號(hào)。 改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。并通過賦值來控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。模塊實(shí)物圖如圖331所示：圖331 US100實(shí)物圖本模塊共有兩個(gè)接口，即模式選擇跳線和5 Pin接口。當(dāng)插上跳線帽時(shí)為UART（串口）模式，拔掉時(shí)為電平觸發(fā)模式。 5 ，如圖332所示： 圖332 Pin接口從左到右依次編號(hào)1，2，3，4，5。 2號(hào)Pin：當(dāng)為UART模式時(shí)，接外部電路UART的TX端；當(dāng)為電平觸發(fā)模式時(shí)，接外部電路的Trig端。 4號(hào)Pin：接外部電路的地。US100控制方式：在模塊上電前，首先插上模式選擇跳線上的跳線帽，使模塊處于串口觸發(fā)模式。當(dāng)檢測(cè)到回波信號(hào)后，模塊還要進(jìn)行溫度值的測(cè)量，然后根據(jù)當(dāng)前溫度對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行校正，將校正后的結(jié)果通過Echo/RX管腳輸出。即距離值為 （HData*256 +LData）mm。共可以顯示2 行16 個(gè)字符，每個(gè)字符是由58點(diǎn)陣組成的字符塊集。 電源控制模塊，一路接繼電器，為電機(jī)切換供電；另一路通過lm2596s穩(wěn)壓至5v為單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、超聲波模塊、1602顯示屏供電，同時(shí)接入繼電器，作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)切換供電。LM2577電源升壓模塊，如圖351所示：圖351 LM2577電源升壓模塊LM2596特點(diǎn)：LM2596 開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A 的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。該器件內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為150KHz，與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。LM2596電源穩(wěn)壓模塊，如圖352所示：圖352 LM2596電源穩(wěn)壓模塊 藍(lán)牙無線控制模塊藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接的短程無線電技術(shù)。其程序?qū)懺谝粋€(gè)9mm9mm的微芯片中。芯片通過T1計(jì)數(shù)器檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)高電平個(gè)數(shù)，以便識(shí)別所發(fā)出的特定信號(hào)后，單片機(jī)將進(jìn)行判斷，從而進(jìn)行執(zhí)行特定的工作。如圖361所示，大康牌藍(lán)牙耳機(jī)：圖361 大康牌藍(lán)牙耳機(jī) 安卓平臺(tái)模塊控制平臺(tái)采用安卓平臺(tái)，主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化之后，智能手機(jī)連接藍(lán)牙耳機(jī)后啟動(dòng)控制程序，通過程序控制小車的行為。通過安裝ADT插件，使得開發(fā)者能夠可視化開發(fā)安卓應(yīng)用程序，可視化編程是與傳統(tǒng)的編程方式相比而言的，指的是無須編程，僅通過直觀的操作方式即可完成界面的設(shè)計(jì)工作。事件是可以被控件識(shí)別的操作，如按下確定按鈕，選擇某個(gè)單選按鈕或者復(fù)選框。當(dāng)產(chǎn)生了一個(gè)事件，系統(tǒng)將會(huì)通過某種途徑調(diào)用類中的有關(guān)處理這個(gè)事件的方法或者觸發(fā)控件事件的對(duì)象就會(huì)調(diào)用該控件所有已注冊(cè)的事件處理程序，以達(dá)到事件的響應(yīng)和處理。4. 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 系統(tǒng)安裝 檢查元件的好壞按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞，按各元件的檢測(cè)方法分別進(jìn)行檢測(cè)，一定要仔細(xì)認(rèn)真。 放置、焊接各元件按原理圖的位置放置各元件，在放置過程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高的和要求較高的元件。 小車整體調(diào)試運(yùn)行首先燒入電機(jī)控制程序，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，停止均正常。然后加入避障子程序，小車運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，調(diào)節(jié)超聲波模塊靈敏度使達(dá)到理想效果。在調(diào)試程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)程序邏輯不是太正確，液晶延時(shí)較長(zhǎng)，比如小車進(jìn)入自動(dòng)模式后，如何從循環(huán)中跳出自動(dòng)模式，另外軟件程序中的延時(shí)有的過長(zhǎng)、有的過短。特別是步進(jìn)電機(jī)開始沒有加ULN2003驅(qū)動(dòng)電路，導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間調(diào)試之后，才意識(shí)到了這個(gè)問題。實(shí)際調(diào)試之后，發(fā)現(xiàn)程序邏輯在驅(qū)動(dòng)各個(gè)模塊時(shí)，出現(xiàn)了問題，因此在不斷的修改控制程序之后，小車的整體狀態(tài)趨于正常，基本實(shí)現(xiàn)了所要求的功能。比如，發(fā)現(xiàn)控制程序中默認(rèn)小車在遇到障礙物20cm的時(shí)候停止，但是實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，并不會(huì)停止，而是小車前行一段距離之后碰到障礙物才會(huì)停下來，之后通過思考發(fā)現(xiàn)是由于液晶顯示距離的時(shí)候延時(shí)較長(zhǎng)，導(dǎo)致整個(gè)車體反應(yīng)不太靈敏所致。由于采用雙電源供電使系統(tǒng)的抗干擾性得到加強(qiáng)；電磁繼電器的應(yīng)用解決了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率和電機(jī)速度控制的問題；在軟件上，充分利用了89C52的系統(tǒng)資源，使智能小車完美的實(shí)現(xiàn)了障礙檢測(cè)、距離測(cè)量、速度切換等功能。硬件部分包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無線藍(lán)牙控制，LCD液晶顯示，電源接口設(shè)計(jì)，超聲波控制。經(jīng)驗(yàn)收測(cè)試，該智能小車設(shè)計(jì)方案正確、可行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定。雖然智能小車系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但在設(shè)計(jì)當(dāng)中也存在著一些不足。另外小車?yán)靡壕э@示前方距離障礙物距離與小車狀態(tài)，與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)之間相互有影響，實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)液晶顯示延時(shí)較長(zhǎng)，導(dǎo)航直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制與超聲波傳感器控制之間不能夠很好的協(xié)調(diào)。硬件上沒有錯(cuò)誤，主要瓶頸在于探測(cè)模塊的靈敏度，因?yàn)檐浖耆刻綔y(cè)模塊返回的信號(hào)作為依據(jù)進(jìn)行下一步控制的操作，無法確認(rèn)該信號(hào)是否準(zhǔn)確，使小車轉(zhuǎn)彎欠準(zhǔn)確與智能。本課題的設(shè)計(jì)對(duì)于智能小車的功能開發(fā)有這重要的意義。 在這里最要感謝的是我的導(dǎo)師張琦老師。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是張老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不當(dāng)之處。 通過我們師生的共同努力，本設(shè)計(jì)最終調(diào)試成功并順利完成題目所有指標(biāo)。其次要感謝我的同學(xué)對(duì)我無私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母?！靼侧]電大學(xué)，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。 //定時(shí)器中斷標(biāo)志uint diffSignd。 //記錄超聲波測(cè)量的左右距離，以便進(jìn)行比較ulong waveL=0。uchar stepSpeed。sbit WAVERX = P3^6 。sbit lcdrs=P2^0。define lcdCom P0sbit change_v=P3^4。 /*電機(jī)接口*/sbit LeftTwo=P2^3。sbit RightTwo=P2^5。 /*L298使能端*/sbit carEnableB=P2^7。 uchar code table2[]=0123456789。 /*左轉(zhuǎn)表*/uchar code table4[4]={0x03，0x09，0x0c，0x06}。 //記錄兩次采集聲音信號(hào)的參數(shù)uchar signTwo。 time*=10。i0。j0。 }} /**********功能延時(shí)1ms**********/ void delay1(uint time) { uint i，j。i0。j0。 }} /**********電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊***************//** 避障小車初始化，默認(rèn)前行******************/void initMotor(void) { LeftOne=1。 RightOne=1。 carEnableA=1。}/*** 避障小車前進(jìn)**********************/void carGo(void) { LeftOne=1。