【正文】 25開關(guān)16機制螺絲M282對7雙聯(lián)極片38前輪29前輪架210單聯(lián)極片211機制螺絲M384對12前輪軸Φ3118113前輪固定圈2 材料清單位號名稱備注位號名稱備注M1電機1接線座SIU1LED數(shù)碼管M2電機2接線座IR1紅外接收頭X1前端探測板接線座RX110K排阻DC電源接線座Z1R115KIC1AT89S51R2220IC2MAX232CPER3150KIC3LG911集成電路R41MIC4LG911集成電路R547KC110uF/16vR6560C2104R7560C3104R8560C4104R9560C510uF/16vR10560C610uF/16vR11560C730PFR12560C830PFR13560C9104R14220C1010uF/16vR1510KC1110uF/16vR16560C1210uF/16vR1710KC1310uF/16vR18560D1D8紅色發(fā)光二極管R19560D9綠色發(fā)光二極管R20560S1按鍵開關(guān)R21560S2按鍵開關(guān)R22560S3開關(guān)R23560COM19針串行端口R24560D1D2LED發(fā)光二極管前板用R2510KV1紅外發(fā)射頭前板用R26560V2紅外接收頭前板用RL1光敏電阻V3紅外發(fā)射頭前板用SB1蜂鳴器V4紅外接收頭前板用B1話筒V5紅外接收頭前板用R1220前板用V6紅外發(fā)射頭前板用R2220前板用R3560前板用R415K前板用R515K前板用R6220前板用R7560前板用R815K前板用COM數(shù)據(jù)線 AT89S51單片機簡介AT89S51作為本設(shè)計的核心芯片如圖所示31，是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S51 AT89S51單片機的硬件結(jié)構(gòu)AT89S51單片機系列的存儲器用的是哈佛結(jié)構(gòu)，即將程序和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式、尋址空間和控制系統(tǒng)。 AT89S51單片機管腳簡介AT89S51有40引腳雙列直插（DIP）、44引腳（PLCC）、44引腳（TQFP）封裝形式。AT89S51系列單片機采用了CMOS技術(shù)制造，它集成度高、速度快、功耗低。 40引腳雙列直插（DIP）封裝 AT89S51單片機片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)圖 電路設(shè)計在本設(shè)計中電路設(shè)計非常重要包括復(fù)位操作方式、晶振頻率、傳感器電路設(shè)計、電源管理模塊、驅(qū)動模塊的設(shè)計。其中復(fù)位電路、晶振電路和電源構(gòu)成了單片機的最小系統(tǒng)。復(fù)位是單片機的初始化操作，其主要功能是PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除PC之外，復(fù)位操作還對其它特殊功能寄存器有影響。它們的復(fù)位狀態(tài)見附錄表例如；在復(fù)位期間ALE和PSEN信號變?yōu)闊o效狀態(tài)，即ALE=1，PSEN=1。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù)24個振蕩脈沖周期（即兩個機器周期）以上。整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。(2) 復(fù)位操作方式復(fù)位操作有上電自動復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、外部脈沖復(fù)位和自動復(fù)位四種方式。晶振電路是單片機不可缺少的，這種電路是單片機內(nèi)部振蕩電路，由只需要在單片機的XTAL1和XTAL2引腳邊接一個晶體振蕩器或一個陶瓷振蕩器，并通過兩個電容后接地即可， XTAL1 和XTAL2分別為單片機片內(nèi)反相器的輸入和輸出端口，因為單片機內(nèi)部工作 需要時鐘，產(chǎn)生機器周期，振蕩電容一般選取1030PF，振蕩電路的頻率要滿足單片機的工作頻率要求，單片機才能正常工作。我們認為在傳感器的布局中，要解決兩個問題：信息檢測的精確度和信息檢測的前沿性。黑色為：紅外接收探頭（接收反射回來的紅外光線） 紅外發(fā)射管與紅外接收探頭本設(shè)計中安裝了三組（也可兩組）紅外探頭，排成三角形。因為單片機的電源是5V，流過放光二極管的電流小于20MA，~2V。15K電阻：紅外接收探器的光信號變電信號電阻（完成將反射回來的光信號）。因為紅外接收探頭在工作時，就相當于一個開關(guān)，所以電阻是隨意的。（3）避障小車的避障原理避障小車之所以能夠避障，主要是由前方的兩對紅外發(fā)射與接收探頭來完成的。所以說當前方的紅外發(fā)射出來的光線遇到物體時，就會形成反射的光線，而這個經(jīng)反射的紅外光線剛好被紅外接收探頭接收到。那么如何知道是如何有障礙物呢？原來紅外光線有一個反射特性。而沒有明顯障礙物，紅外反射量將會大量的減少。通過電路的合理安裝，可以將這種接收到的紅外光線變化量轉(zhuǎn)換為電壓值傳送到單片機中。例如，完成避障的轉(zhuǎn)動功能，還有倒車停車的功能。 驅(qū)動芯片使用電路 器件管腳圖 引腳說明 描述：L9110是為控制和驅(qū)動電機設(shè)計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。兩個輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通過750~800mA的持續(xù)電流，~；同時它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。但由于需要電線對小車供電，極大影響了避障小車行動的靈活性及地形的適應(yīng)能力。故放棄了這一方案。這樣電機啟動及制動時的短暫電壓干擾不會影響到邏輯單元和單片機的工作。第5章 智能小車軟件設(shè)計 總體流程圖開始系統(tǒng)初始化執(zhí)行主程序小車前進電機模式選擇電機左轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)電機右轉(zhuǎn)N遇見障礙 物否控制算法控制算法控制算法遇見障礙否遇見障礙否遇見障礙否NNYNYYY流程圖說明：首先開始啟動，進入系統(tǒng)初始化定義引腳，執(zhí)行主程序小車前進。如果小車遇見障礙物，會給單片機一個低電平信號進入電機模式選擇，例如：小車遇見障礙物，傳感器開始掃描，當紅外接受探頭接受到紅外光線，給單片機底電平信號，這時經(jīng)過單片機內(nèi)部程序的處理設(shè)置合理的托退和轉(zhuǎn)動時間函數(shù)，同時電機后退加轉(zhuǎn)動。反復(fù)的重復(fù)這樣的動作就可以實現(xiàn)一直蔽障的功能。所以，最少拍控制系統(tǒng)，也稱最少拍無差系統(tǒng)，最少拍隨動系統(tǒng)，實質(zhì)上是時間最優(yōu)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的性能指標就是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間最短或盡可能短。也就是說讓小車在遇見障礙物后，能在最短的時間內(nèi)躲開障礙物。下面先從簡單情形開始介紹最少拍控制器的設(shè)計。最小拍閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的確定首先根據(jù)對控制系統(tǒng)性能指標的要求和其他約束條件，構(gòu)造系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)。根據(jù)此約束條件可以構(gòu)造出系統(tǒng)的誤差脈沖傳遞函數(shù)。其中，GP(S)為被控對象H0（S）為零階保持器，D(Z)即為待設(shè)計的最少拍控制器。只要查出直流電機傳遞函數(shù)就可以求得最少拍控制器D(Z)。最小拍控制器D(Z)的確定由離散控制系統(tǒng)理論，可以求出圖41所示的計算機控制系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為：Φ(Z)= （）由此可以得到數(shù)字控制器為D(Z)= （）或D(Z)= （）第6章 開發(fā)流程開發(fā)流程是在硬件設(shè)計與軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上展開的，主要是把硬件與軟件結(jié)合起來。 編譯環(huán)境一．Keil C51 介紹 KeilC51 mVision2集成開發(fā)環(huán)境是KeiSoftwre，lnc/KeilElektronikGmbH開發(fā)的基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)以多種符合當前工業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成從工和建立、管理，編譯，連接，目標代碼的生成，軟件訪真，硬件訪真等完整的開發(fā)流和。KeilC51集成開發(fā)環(huán)境的主要環(huán)境的主要功能是以下幾點：（1）mVision2 for WindowsTM：是一個集成開發(fā)環(huán)境，它將項目管理，源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個功能強大的Z1環(huán)境中。（3）A51宏匯編器：從80C51匯編冤代碼產(chǎn)生可重定位的口標模塊。 （5）LIB51庫管理器：從口際模塊生成連接器可以使用的庫文件。 （7） RTX51實時操作系統(tǒng)：簡化了復(fù)雜的實時應(yīng)用軟件項口的設(shè)計。二．Keil C51 集成工具和用途mVision2支持所有的Keil80C51的工具軟件，包括C51編譯器、宏匯編器、連接器/定位器和目標文件至Hex格式轉(zhuǎn)換器，mVision2可以自動完成便宜、匯編、連接程序的操作。KeilC51以直接支持80C51結(jié)構(gòu)的特性。（2）LIB51庫管理器 BL51庫管理器可以從由匯編器和便宜器創(chuàng)建的目標文件建立目標庫。當連接器處理一個庫時，僅僅使用了庫中程序使用的目標模塊而不是全部加以引用。絕對地址目標文件或模塊包括不可重定位的代碼和數(shù)據(jù)，所有的代碼和數(shù)據(jù)都被個在具體的存儲器單元中。（5）mVision2硬件調(diào)試器 mVision2調(diào)試器響您提供廠幾種在實際目標硬件上測試程序的方法