【正文】 設(shè)計(jì)（論文） 6 ? 工作溫度范圍 ： 40～ +85℃ （工業(yè)級(jí)） /0～ 75℃ （商業(yè)級(jí) ）； ? PDIP 封裝 。 P0 口是 一個(gè)雙功能的八位并行口，字節(jié)地址為 80H，位地址為 80H~87H。 P0 口作為雙功能口（地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口和通用 I/O 口），當(dāng) P0 口用作地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用口時(shí)，是一個(gè)真正的雙向口，用作與外部儲(chǔ)存器的連接，輸出低八位地址和輸出 /輸入 8 位數(shù)據(jù)。 P0 口可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式 ） 4 個(gè) TTL 輸入。 P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（ I）。 在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)時(shí)， P1 接收低 8 位地址。當(dāng)作為普通的I/O 口輸入時(shí)，應(yīng)先向端口輸出鎖存器寫入 1； P2 口與 P0 口輸出的低八位地址青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 一起構(gòu)成 16 位地址，可以尋址 64KB 的地址空間， 在訪問外部程序存儲(chǔ)器和16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)， P2 送出高 8 位地址。 在對(duì) Flash ROM編程和程序校驗(yàn)期間， P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 口作為第二功能的輸出 /輸入或第一功能通用輸入，均需將相應(yīng)位的鎖存器置 1。當(dāng)某位不作為第二功能使用時(shí)，作為第一功能 I/O 口使用。 RST（ 9 引腳） ：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)單片機(jī)正常工作時(shí)，次引腳應(yīng)該為≤ 的低電平。 ALE/ ROG（ 30 引腳） ALE 為 CPU 訪問外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器提供一個(gè)地址鎖存的信號(hào)，將低八位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過。這一位置 “ 1”， ALE 僅在執(zhí) 行 MOVX 或 MOV 指令時(shí)有效。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位 ） 的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)是外部程序存儲(chǔ)器選 SEN通信號(hào)。該芯片的主要特點(diǎn)是工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V。 L298N芯片如圖 33 所示： 圖 33 L298N 芯片 L298N 的工作原理： 在 L298N 模塊中有兩組 H 橋驅(qū)動(dòng)電路，每一組橋 H 電路中有 4 個(gè)三極管，四個(gè)三機(jī)關(guān)兩兩相對(duì)，在導(dǎo)通時(shí)，可以控制流過電機(jī)的電流的方向，并通過此方法來控制電機(jī)的正傳反轉(zhuǎn)等，從而控制此小車的行進(jìn)方向。當(dāng) IN1 輸入高電平為 IN2 輸入低電平為 0 時(shí)， IN IN2 所控制的電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng) IN1 輸入為低電平 0， IN2 輸入高電平 1 時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。 L298N 芯片引腳說明： 1 腳： 電流監(jiān)測端 A 2 腳： 輸出端 3 腳： 輸出端 4 腳： 功率電源電壓 (+12V) 5 腳： 輸入端 6 腳： 時(shí)能端（通過電阻接地） 7 腳： 輸入端 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 8 腳： GND 接地 9 腳： 邏輯電源電壓端（ +5V) 10 腳： 輸入端 11 腳： 使能端 12 腳： 輸入腳 13 腳： 輸出端 14 腳： 輸出端 15 腳： 電流監(jiān)測端 B L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖如下圖 34 所示： 圖 34 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊參數(shù)： ? 驅(qū)動(dòng)芯片： L298N 雙 H 橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片； ? 驅(qū)動(dòng)部分端子供電范圍 Vs：＋ 5V～＋ 12V；如需要板內(nèi)取電，則供電范圍 Vs： +6V～ +12V； ? 驅(qū)動(dòng)部分峰值電流 Io： 2A； ? 邏輯部分端子供電范圍： Vss：＋ 5V～＋ 7V（可板內(nèi)取電＋ 5V）； ? 邏輯部分工作電流范圍： 0～ 36mA； ? 控制信號(hào)輸入電壓范圍： 低電平：－ ≤ Vin≤ ； 高電平： ≤ Vin≤ Vss； ? 使能信號(hào)輸入電壓范圍： 低電平：－ ≤ Vin≤ （控制信號(hào)無效）； 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 高電平： ≤ Vin≤ Vss（控制信號(hào)有效）； ? 最大功耗： 20W（溫度 T＝ 75℃時(shí)）； ? 存儲(chǔ)溫度：－ 25℃～＋ 130℃； ? 驅(qū)動(dòng)板尺寸 :52mm*44mm*33mm(包括散熱片和銅柱高度 )； ? 其他擴(kuò)展：控制方向指示燈、邏輯電源選擇接口。設(shè)超聲波脈沖由傳感器發(fā)出到接收所經(jīng)歷的時(shí)間為 t，超聲波在空氣中的傳播速度為 c，則從傳感器到目標(biāo)物體的距離 D 可用下式求出： D = ct /2。 HCSR04 超聲波測距模塊可提供 2cm400cm 的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)高到 3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。 超聲波傳感器模塊原理如下圖 36 所示： 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 36 超聲波傳感器模塊原理圖 基本工作原理： 采用 I/O 口 TRIG 觸發(fā)測距，給最少 10us 的高電平信號(hào)； 模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40KHz 的方波，自動(dòng)檢測是否有信號(hào)返回； 有信號(hào)返回，通過 I/O 口 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。 基本參數(shù)： ? 工作電壓： DC 5V； ? 工作電流： 15mA； ? 工作頻率： 40KHz； ? 探測距離范圍： 2cm～ 4m； ? 測量溫度范圍： 0℃至 +100℃（精度： 1℃）； ? 測量角度： 15 度； ? 數(shù)據(jù)輸出方式： iic 和 uart（ 57600bps）兩種方式，用戶任選；其中 UART 方式，是以 7 個(gè)字節(jié)為一組，以 0x55 開頭的 3 個(gè)數(shù)據(jù)是距離數(shù)值；以 0x66 開頭的 2 個(gè)數(shù)據(jù)是溫度數(shù)據(jù)以 0x77 開頭的 2個(gè)數(shù)據(jù)是光照度數(shù)據(jù)。 傳播限制： 超聲波探測時(shí)，被測物的表面如果為布料、毛料等會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，因?yàn)椴剂匣蛘呤敲蠈?duì)超聲波的反射率很小。 紅外避障模塊 在本次設(shè)計(jì)中紅外避障模塊安裝于小車的車尾左右兩側(cè)，其主要作用是檢測后方是否有障礙物存在，并控制蜂鳴器報(bào)警，對(duì)危險(xiǎn)距離進(jìn)行提示，并提醒駕駛者后方有障礙物。 模塊描述： 紅外模塊由光電傳感器組成，光電傳感器一般用于光的測量、光的控制和青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn) 換為電的變化）。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強(qiáng)，電阻增大。該傳感器模塊對(duì)環(huán)境光線適應(yīng)能力強(qiáng)，由紅外發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測方向遇到障礙物時(shí)，紅外線反射回來被接收管接收，經(jīng)過比較器電路處理之后，綠色指示燈會(huì)亮起，同時(shí)信號(hào)輸出接口輸出數(shù)字信號(hào)（一個(gè)低電平信號(hào)），可通過電位器旋鈕調(diào)節(jié)檢測距離，有效距離范圍 2～ 80cm，工作電壓為 — 5V。 模塊參數(shù)說明： ? 當(dāng)模塊檢測到前方障礙物信號(hào)時(shí)，電路板上綠色指示燈點(diǎn)亮電平，同時(shí) OUT 端口持續(xù)輸出低電平信號(hào) ,該模塊檢測距離 2～ 80cm，檢測角度 35176。其中黑色探測距 離最小，白色最大；小面積物體距離小，大面積距離大； ? 傳感器模塊輸出端口 OUT 可直接與單片機(jī) I/O 口連接即可，也可以直接驅(qū)動(dòng)一個(gè) 5V繼電器。當(dāng)電源接通時(shí)，紅色電源指示燈點(diǎn)亮； ? 具有 3mm 的螺絲孔，便于固定、安裝； ? 電路板尺寸： *； 模塊接口說明（ 3 線制）： VCC 外接 3V5V 電壓（可以直接與 5V 單片機(jī)和 3V 單片機(jī)相連）； GND 外接 GND； OUT 小板數(shù)字量輸出接口（ 0 和 1）。 LCD1602 液晶屏原理圖如下圖 38 所示： 圖 38 LCD1602 封裝圖及相關(guān)引腳圖 接口定義如下： 1 腳： Vss 為地電源 ； 2 腳： VDD 為電源正極； 3 腳： VEE 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度 ； 4 腳： RS 為 數(shù)據(jù)命令選擇端 寄存器 選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器 ； 5 腳： R/W 讀寫選擇端 ，高電平 為 讀操作，低電平 為 寫操作。 基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L, RW=H, E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài) 字； 寫命令：輸入： RS=L, RW=L, D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出：無； 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H, RW=H, E=H 輸出： D0~D7=數(shù)據(jù)； 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H, RW=L, D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第四章 自動(dòng)泊車系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 開發(fā)軟件 本次自動(dòng)停泊小車的設(shè)計(jì)主要使用了 Keil C51 編程軟件進(jìn)行程序的編寫，以及 STC_ISP 程序燒制軟件對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序燒錄。 Keil C51 是在 ANSI C 基礎(chǔ)上針對(duì) 51 單片機(jī)的硬件特點(diǎn)進(jìn)行的拓展，并向 51 單片機(jī)上移植，經(jīng)過多年努力， C 語言已經(jīng)成為公認(rèn)的高效、簡介而又貼近 51 單片機(jī)硬件的實(shí)用高級(jí)編程語言。 用 C51 進(jìn)行單片機(jī)軟件開發(fā)，具有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 功能十分強(qiáng)大； （ 2） 可讀性好； （ 3） 可移植性好； （ 4） 可維護(hù)性得到加強(qiáng)； （ 5） 易學(xué)易用。開發(fā)人員可以 IDE 本身或其他編輯器編輯 C 或匯編源文件。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件（ .ABS）。 使用獨(dú)立的 Keil 仿真器時(shí)，注意事項(xiàng) : （ 1）仿真器標(biāo)配 的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換其他頻率的晶振； 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 2）仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)； （ 3）仿真芯片的 31 腳（ /EA）已接至高電平，所以仿真是只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插針中的 31 腳并不與仿真芯片的 31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部 ROM（其 CPU 的 /EA 引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)； （ 2）與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。 自動(dòng)泊車系統(tǒng)主程序 本次設(shè)計(jì)的主程序主要是對(duì)超聲波模塊及 LCD 液晶屏等模塊進(jìn)行初始化并調(diào)用定時(shí)器。是主程序中的部分代碼如下所示（ while 循環(huán)體中的部分省略）： 主程序部分代碼： void main(void) { uint a。 Sound = 1。 DisplayListChar(0, 1, Cls)。 TH0=0。 ET0=1。 BZ_L=1。 flag_c = 0。以上為主程序的主要代碼（ while 循環(huán)體中的部分省略）此代碼為設(shè)計(jì)的主程序 main（）部分，首先此段代碼對(duì)程序中的變量、超聲波模塊、 LCD 進(jìn)行初始化。主程序流程圖如圖 41 所示： 圖 41 主程序流程圖 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 以上為該系統(tǒng)的流程圖，此流程圖表現(xiàn)了主程序的作用與運(yùn)行主程序的運(yùn)行過程，如果在運(yùn)行次程序時(shí)滿足所有條件 ,程序?qū)⑼瓿勺詣?dòng)泊車的全過程。當(dāng) 4 個(gè)狀態(tài)引腳 IN1， IN2， IN3， IN4 為邏輯輸入端，當(dāng)接收到高、低電平信號(hào)時(shí)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的小車運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)。 IN2=0。 IN4=0 } … .. void Left() { IN1=0。 IN3=1。 } 以上程序部分即展示了小車 5 種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的狀態(tài)引腳的電平信號(hào)值。 超聲波測距程序 超聲波測距模塊主要是測量 小車后方與障礙物之間的距離，同時(shí)可以通過液晶顯示屏來顯示車輛后方與后方障礙物的距離。 超聲波測距模塊測距部分程序如下所示： 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 void ceju(void) { StartModule()。 TR0=1。 TR0=0。 delayms(80)。超聲波測距流程圖如圖42 所示：