【正文】 .............................................................................. 37 附錄 1 ........................................................................................................................ 38 附錄 2 ........................................................................................................................ 42 附錄 3 ........................................................................................................................ 48 附錄４ ....................................................................................................................... 49 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 智能尋跡滅火 小車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景和意義 火災(zāi)在現(xiàn)實(shí)生活 中是非常普遍的， 它被稱為三大自然災(zāi)害之一。s technique and each one connect a people mold piece, elaborated procedure and process and carry out process in detail design number integrated circuit technique is foundation and single slice of machine technique is predominant thought that this text writes is a soft hardware to bine together and take hardware as foundation, carry on writing of each function mold piece. Keyword:The AT89 C52 single slice of machine。 關(guān)鍵詞 AT89C52 單片機(jī) ；小車；溫度 II Abstract Along with the progress of social development, science and technology, production and management of industry got into automation, informationbased turns ages with intelligence, intelligence39。本設(shè)計(jì)數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)和單片機(jī)技術(shù)為 核心?；?工作 現(xiàn)場和日常生活的實(shí)際需要，研究和開發(fā)智能小車尋跡系統(tǒng)具有十分重要的意義。 I 摘 要 隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步， 工業(yè)的生產(chǎn)和管理進(jìn)入了自動化、 信息化和 智能化時代， 智能化已經(jīng)成為時代發(fā)展的需要。當(dāng) 工作 現(xiàn)場 環(huán)境惡劣 時，人工不能完成的任務(wù)如物料運(yùn)輸和 滅火 等，可采用智能尋跡小車完成相應(yīng)的任務(wù)。 本文首先簡單描述系統(tǒng)硬件工作原理，并附以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖加以說明，著重介紹了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個接口模塊的功能及工作過程 ,其次，詳細(xì)闡述了程序和流程和實(shí)現(xiàn)過程。本文編寫的主導(dǎo)思想是軟硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來進(jìn)行各功能模塊的編寫。s turning has already bee the demand that the ages working the spot environment is bad, the artificial can not plete of task such as material conveyance with extinguish fire etc., can adopt intelligence to look for the vestige small car to plete a homologous to the effective demand of the work the spot and the daily life, research and the development intelligence small car look for vestige system to have very important meaning. This text in brief describes the system hardware work principle first, and attach to take into to explain by the system structure frame diagram, emphasized to introduce each hardware applied of this graduation design to connect the function and work process that a people39。Small car。消防人員時時刻刻沖到第一線，面臨生命危險，在這種背景下，智能尋跡滅火系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了對安全防護(hù)的質(zhì)的提高，也大大地減低了消防人員的危險。 現(xiàn)今， 單片機(jī)以其強(qiáng)大的控制能力已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，配以各種接口傳感器可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。從最初的 8位控制器到現(xiàn)在的 32位控制器都還有很大的發(fā)展和應(yīng)用空間。本設(shè)計(jì)具有 很好的開發(fā)前景，將會 受到 廣大安全防護(hù)人員 的歡迎 。那樣消防人員會隨時面臨著危險。 采用的方案為： 通過溫度傳感器、檢測到火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)的溫度的因素與其標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間值不符，系統(tǒng)會自動派出無人消防車進(jìn)行滅火 等操作 。 2. 電源 模塊 ： 主要 用來 分別區(qū)分給單片機(jī)與電機(jī)、水泵驅(qū)動模塊供電 。 4. 顯示 模塊 ： 主要用來顯示單片機(jī)傳過來的溫度值。 6. 風(fēng)扇、水泵驅(qū)動模塊：主要是用來控制水泵 是否 噴水、風(fēng)扇 是否 吹風(fēng) ， 來 實(shí)現(xiàn)小車 滅火 功能。如果沒有，則等待裝水直至裝滿為止。當(dāng) 溫度達(dá)到上限時，開始 啟動 報(bào)警， 并 驅(qū) 動小車沿著黑線尋跡前進(jìn)。 當(dāng)溫度降回原先的區(qū)間 或者水罐 的水降低到警戒線 。然后等待水 裝 滿。 本章小結(jié) 本章結(jié)合目前的智能尋跡滅火 小車控制系統(tǒng)對當(dāng)前的控制系統(tǒng)進(jìn)行了概述，系統(tǒng)具備的功能以及系統(tǒng)控制的工作原理，通過閱讀本章內(nèi)容可對該系統(tǒng)有一個總體的了解。 12V 電源單獨(dú)給電機(jī)供電，再 用 7805 把 12V電源降壓至 5V給單片機(jī)供電。如果沒有該信號，則一直等待。 到達(dá)火災(zāi)地點(diǎn)時，單片機(jī)通過 L298N 來控制水泵、風(fēng)扇工作滅火。 AT89C52 主控芯片介紹 AT89C52 簡介 本系統(tǒng)的核心部件 AT89C52是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓 ,高性能 CMOS8位單片機(jī) ,片內(nèi)含 2k字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器 (PEROM)和 128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM),器件采用 ATMEL公 司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash存儲單元，具有較高的性價比。 AT89C52 包括： （ 1）一個 8 位微處理器 CPU。 （ 3）片內(nèi)程序存儲器 ROM。 （ 5）四個 8 位可編程的并行 I/O 端口，每個端口既可作輸 入，也可作輸出。 （ 7）中斷控制系統(tǒng)。 AT89C52 單片機(jī)的基本組成如圖 32 所 示。 此外 ， AT89C52 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模式。同時該芯片還具有PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式 以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 2. GND：地。 P1 口（ ～ ）： 它是一個內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口， P1口的驅(qū)動能力為 4 個 LSTTL 負(fù)載。在訪問外部程序存儲器時，作為高 8 位地址線。 P3 口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C52 的各種功能，如下表 31 所示。 RST 一旦變成高電平，所有的 I/O 引腳就復(fù)位到 “1”。每一個機(jī)器周期需 12 個振蕩器或時鐘周期。 6. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 方案 1：用光敏電阻組成光敏探測器。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。因此我 考慮其他更加穩(wěn)定的方案。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射， 若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。 方案 3：用 RPR220 型光電對管。 RPR220 采用 DIP4 封裝，其具有如下特點(diǎn)： 塑料透鏡可以提高靈敏度。 體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。此光電對管調(diào)理電路簡單，工作性能穩(wěn)定。 RPR220主要使用一片 LM393比較器 芯片， 根據(jù)尋到黑線時，電壓進(jìn)行比較，傳回單片機(jī)一個值。 當(dāng)沒有光反射回來時，光電對管中的三極管不導(dǎo)通， VT1 截至，其集電極輸出高電平。 經(jīng)試驗(yàn)和示波器驗(yàn)證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。 但是這種電路用電量比較大，給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。 因此我 考慮用比較器的方案。 而且經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證給此電路供電的電池的壓降較小。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 驅(qū)動電機(jī) 系統(tǒng) 方案 設(shè)計(jì) 方案 1：采用專用芯片 L298N 作為電機(jī)驅(qū)動芯片。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。 因此我們選用了方案 1。 方案 1： 采用 8 節(jié) 干電池供電，電壓達(dá)到 12V，給支流電機(jī)供電，然后將 12V 電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 方案 2： 采用 3 節(jié) 可充電式鋰電池串聯(lián)共 給直流電機(jī)供電，經(jīng)過 7812 的電壓變換 后給支流電機(jī) 供電 ，然后將 12V 電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。但 鋰 電池的價格過于昂貴，使用 鋰 電池會大大超出我的預(yù)算，因此，我放棄了這種方案。 蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。 顯示 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于本系統(tǒng)需要顯示溫度，我考慮如下幾種方案來顯示： 方案 1：使用七段數(shù)碼管直接與單片機(jī)相連。其缺點(diǎn)占用口太多。唯一的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)管不能顯示小數(shù)點(diǎn)。 顯示模塊電路設(shè)計(jì)如圖 325： 圖 325 LED 數(shù)碼顯示器是由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。 它分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。其顯示方法比較簡單，只要將顯示段碼送到段碼口，并把位控字送到 片選 口即可。因此只能利用人眼對視覺的殘留，采用動態(tài)掃描顯示的方法，逐個地循環(huán)點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，每位顯示 1ms 左右， 可 人看起來就好象在同時顯示不同的字管一樣。 它是以 9位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值，具有如下特性： 1） 獨(dú)特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通迅 2） 簡單的多點(diǎn)分布應(yīng)用 3） 無需外部器件 4） 可通過數(shù)據(jù)線供電 5） 零待機(jī)功耗 6） 測溫范圍 55~+125度，以 。 它的引腳圖為： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 引腳說明： 車體方案 設(shè)計(jì) 方案 1：購買玩具電動車。但是一般的說來，玩具電動車具有如下 缺點(diǎn)：首先，這種玩具電動車由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。再次，玩具電動車的電機(jī)多為玩具直流電機(jī)，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負(fù)載性能差，不易調(diào)速。因此我們放棄了此方案。經(jīng)過反復(fù)考慮論證，我制定了左右兩輪分別驅(qū)動，前 萬向輪轉(zhuǎn)向的方案。 這樣，當(dāng)兩個直流 減速電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時轉(zhuǎn)速相同時就可以實(shí)現(xiàn)電動車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的 90 度和 180 度的轉(zhuǎn)彎。當(dāng)小車前進(jìn)時，左右兩驅(qū)動輪與 前萬向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。為了防止小車重心的偏移，前 萬向輪起支撐作用。用有機(jī)玻璃做的車架比塑料車架更加牢固，比鐵制小車更輕便，美觀。 水泵、風(fēng)扇模塊 設(shè)計(jì) 采用的方案與驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)模塊一樣。 本章小結(jié) 本章通過框圖的形式介紹了各個系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，將 尋跡模塊 、 驅(qū)動 電機(jī) 模塊 、 電源模塊 、 溫度模塊 、 顯示模塊 、水泵風(fēng)扇 等幾部分的設(shè)計(jì)思路作了詳細(xì)分析，通過閱讀本章內(nèi)容可對本 智能尋跡滅火 小車控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)全面了解。 軟件設(shè)計(jì)思路 根據(jù)總體設(shè)計(jì)的思想及本 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，在軟件設(shè)計(jì)中完成以下功能 。 2. 電機(jī)驅(qū)動模塊 主 程序： 主要用來 控制兩個直流減速電機(jī)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退