《畢業(yè)設(shè)計(jì)紅外線避障小車(chē)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)紅外線避障小車(chē)的設(shè)計(jì)（44頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘 要 隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展需要，機(jī)器人已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)自動(dòng)化上，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的傳感器種類(lèi)也越來(lái)越多，其中紅外傳感器已經(jīng)成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。 紅外的典型應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樽灾魇街悄軐?dǎo)航系統(tǒng)，機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能就必須要感知障礙物，感知障礙物相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能。智能避障是基于紅外傳感系統(tǒng)，采用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)前方障礙物檢測(cè)，并判斷障礙物遠(yuǎn)近。 由于時(shí)間和水平有限，我們暫選最基本的避障功能作為此次設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 本設(shè)計(jì)通過(guò)小車(chē)這個(gè)載體再結(jié)合由AT89S51為核心的控制板可以達(dá)到其基本功能，再輔加由漫反射式光電開(kāi)關(guān)組成的避障電路、555組成的轉(zhuǎn)速控制電路

2、、電源電路、差分驅(qū)動(dòng)電路就可以完善整個(gè)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：避障 光電開(kāi)關(guān) 紅外線漫反射 差分控制 Infrared obstacle avoidance car Abstract With the development needs of the production automation, robots have been more and more widely applied to the automation of production, with the development of

3、 science and technology, the robot more and more types of sensors, including infrared sensors has become an important component of the automatic walking and driving . Infrared Typical applications for autonomous intelligent navigation systems, robotics to achieve automatic obstacle avoidance must b

4、e perceived obstacles, perceived obstacles to the robot quite a visual function. Intelligent obstacle avoidance system based on infrared sensor, infrared sensor front obstacle detection and determine the obstacle distance. Due to the limited time and the level of our most basic obstacle avoidance t

5、emporary as the design goal. Design by car carrier recombination by AT89S51 as the core of the control panel can achieve its basic functions, supplemented plus diffuse photoelectric switch obstacle avoidance circuit 555 comprising a speed control circuit, power circuit, a differential drive circuit

6、. You can improve the entire design. Keywords: obstacle avoidance photoelectric switch infrared diffuse reflectance differential control 目 錄 前 言 1 第1章 課題研究?jī)r(jià)值 2 第1.1節(jié) 選題背景 2 第2章 課題設(shè)計(jì) 3 第2.1節(jié) 設(shè)計(jì)要求 3 第2.2節(jié) 總體設(shè)計(jì) 3 第3章 方案論證 5 第3.1節(jié) 單片機(jī)選擇論證 5 第3.2節(jié) 傳感器設(shè)計(jì)方

7、案 5 第3.3節(jié) 控制算法設(shè)計(jì)方案 6 第4章 智能小車(chē)硬件設(shè)計(jì) 8 第4.1節(jié) 智能小車(chē)硬件分配 8 第4.2節(jié) AT89S51單片機(jī)簡(jiǎn)介 11 第4.3節(jié) 電路設(shè)計(jì) 14 第5章 智能小車(chē)軟件設(shè)計(jì) 20 第5.1節(jié) 總體流程圖 20 第5.2節(jié) 最少拍控制算法 22 第6章 開(kāi)發(fā)流程 25 第6.1節(jié) 編譯環(huán)境 25 第6.2節(jié) 下載調(diào)試 27 第6.3節(jié) 單片機(jī)的I/O分配 28 結(jié) 論 29 附 錄A 30 附 錄B 34 附 錄C 35 參考文獻(xiàn) 39 致 謝 40

8、 前 言 隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展需要，機(jī)器人已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)自動(dòng)化上，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的傳感器種類(lèi)也越來(lái)越多，其中紅外傳感器已經(jīng)成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。 紅外的典型應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樽灾魇街悄軐?dǎo)航系統(tǒng)，機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能就必須要感知障礙物，感知障礙物相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能。智能避障是基于紅外傳感系統(tǒng)，采用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)前方障礙物檢測(cè)，并判斷障礙物遠(yuǎn)近。 由于時(shí)間和水平有限，我們暫選最基本的避障功能作為此次設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 本設(shè)計(jì)通過(guò)小車(chē)這個(gè)載體再結(jié)合由AT89S51為核心的控制板可以達(dá)到其基本功能，

9、再輔加由漫反射式光電開(kāi)關(guān)組成的避障電路、555組成的轉(zhuǎn)速控制電路、電源電路、差分驅(qū)動(dòng)電路就可以完善整個(gè)設(shè)計(jì)。 第1章 課題研究?jī)r(jià)值 第1.1節(jié) 選題背景 國(guó)內(nèi)外隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)，信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)的生產(chǎn)和管理進(jìn)入了自動(dòng)化，信息化和智能化的時(shí)代，智能化已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的需要。第三代單片機(jī)包括了Intel公司發(fā)展MCS-51系列的新一代產(chǎn)品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,還包括了Philips﹑Siemens﹑ADM﹑Fujuts

10、u﹑OKI﹑Harria-Metra﹑ATMEL等公司以80C51為核心推出的大量各具特色﹑與80C51兼容的單片機(jī)。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點(diǎn)是向外部接口電路擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)Microcomputer完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計(jì)數(shù)器陣列)﹑WDT(監(jiān)視定時(shí)器)﹑高速I(mǎi)/O口﹑計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更加靈活的方式。Philips公司還為這一代單片機(jī)80C51系列8ｘC592單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線----CAN(Contr

11、oller Area Network BUS).新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。該項(xiàng)目可以應(yīng)用于機(jī)車(chē)頭自動(dòng)尋跡，工廠自動(dòng)化，倉(cāng)庫(kù)管理，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)環(huán)境。在柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，智能倉(cāng)庫(kù)管理及物流配送等領(lǐng)域，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境惡劣時(shí)，工人不能完成的任務(wù)如物料運(yùn)輸和裝卸等，可采用智能尋跡小車(chē)完成相應(yīng)的任務(wù)?；谏a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和日常生活的實(shí)際需要，研究和開(kāi)發(fā)智能尋跡小車(chē)系統(tǒng)具有十分重要的意義。 第2章 課題設(shè)計(jì) 第2.1節(jié) 設(shè)計(jì)要求 在本次設(shè)計(jì)中，要求所設(shè)計(jì)的小車(chē)具有自動(dòng)避障的功能，能在紅外探頭探測(cè)到前方有障礙物的時(shí)候先進(jìn)行后退大約

12、2秒再進(jìn)行向左轉(zhuǎn)180度角，第二次探測(cè)到前方障礙物的時(shí)候再后退大約2秒再進(jìn)行向右轉(zhuǎn)180度角，這樣循環(huán)下去。很明顯，我要設(shè)計(jì)的小車(chē)是要能遇見(jiàn)障礙物自動(dòng)窺探到障礙物并立即倒退和轉(zhuǎn)動(dòng)方向重新行駛，當(dāng)然小車(chē)行駛速度不會(huì)有太大的變化。 第2.2節(jié) 總體設(shè)計(jì) 單片機(jī) AT89S51 指示燈 紅外發(fā)射 紅外接收 電機(jī)驅(qū) 器 電機(jī)M1 電機(jī)M2 紅外發(fā)射 紅外接收 紅外接收 紅外發(fā)射 圖2.1 系統(tǒng)框架圖說(shuō)明 智能避障小車(chē)能避障主要是由前方的兩對(duì)紅外發(fā)射與接收探頭來(lái)完成的。根據(jù)光有反射的特性。所以說(shuō)當(dāng)

13、紅外發(fā)射出來(lái)的光線遇到物體時(shí)，就會(huì)形成反射的光線，而這個(gè)經(jīng)反射的紅外光線剛好被紅外接收探頭接收到。當(dāng)紅外接收探頭接收到信號(hào)后，再將信號(hào)送到單片機(jī)由單片機(jī)內(nèi)部程序來(lái)控制電機(jī)，由電機(jī)完成小車(chē)的前進(jìn)，轉(zhuǎn)向。 第3章 方案論證 第3.1節(jié) 單片機(jī)選擇論證 在單片機(jī)選擇提供兩種選擇一種是8031另一種是AT89S51。 選用8031單片機(jī)系統(tǒng) 8031單片機(jī)內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器ROM，使用時(shí)用戶需外接程序存儲(chǔ)器8255和一片2764，來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。電路復(fù)雜。選用AT89S51單片機(jī)系統(tǒng)AT89S51里有4K程序存儲(chǔ)器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用

14、戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)。不用擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器。顯而易見(jiàn)，這種單片機(jī)對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短。 由此可見(jiàn)選用AT89S51單片機(jī)。 第3.2節(jié) 傳感器設(shè)計(jì)方案 在傳感器方案的選擇中，有以下兩種方案供參考： 方案一：使用CCD傳感器來(lái)采集路面信息。使用CCD傳感器，可以獲取大量的圖像信息，可以全面完整的掌握路徑信息，可以進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的預(yù)測(cè)和識(shí)別圖像復(fù)雜的路面而且抗干擾能力強(qiáng)。但是對(duì)于本項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，使用CCD傳感器也有其不足之處。首先使用CCD傳感器需要有大量圖像處理的工作，需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算。因?yàn)槭且詫?shí)現(xiàn)小車(chē)視覺(jué)為目的，實(shí)現(xiàn)起來(lái)工作量較大，電路復(fù)雜。

15、 方案二：使用光電傳感器來(lái)采集路面信息。使用紅外傳感器最大的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，實(shí)現(xiàn)方便，成本低廉，免去了復(fù)雜的圖像處理工作，反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時(shí)間低，便于近距離路面情況的檢測(cè)。但紅外傳感器的缺點(diǎn)是，它所獲取的信息是不完全的，只能對(duì)路面情況作簡(jiǎn)單的黑白判別，檢測(cè)距離有限，而且容易受到諸多擾動(dòng)的影響，抗干擾能力較差，背景光源，器件之間的差異，傳感器高度位置的差異等都將對(duì)其造成干擾。 經(jīng)過(guò)綜合考慮，在本設(shè)計(jì)中采用紅外光電傳感器作為信息采集元件。 第3.3節(jié) 控制算法設(shè)計(jì)方案 在小車(chē)的運(yùn)行中，主要有方向和速度的控制，即舵機(jī)和電機(jī)的控制，這兩個(gè)控制是系統(tǒng)軟件的核心操作，對(duì)小車(chē)的性能有著決定

16、性的作用。 對(duì)電機(jī)的控制，要達(dá)到的目的就是：在任何情況下，總能給電機(jī)一個(gè)合適的高低電壓，保證小車(chē)能始終遇見(jiàn)障礙物時(shí)可以隨時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行的方向。在電機(jī)的控制方案中，有以下兩種方案可供選擇： 方案一：比例控制 這種控制方法就是在檢測(cè)到車(chē)體偏離的信息時(shí)給小車(chē)一個(gè)預(yù)置的反向偏移量，讓其回到跑道。比例算法簡(jiǎn)單有效，參數(shù)容易調(diào)整，算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的數(shù)字計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用中，由于傳感器的個(gè)數(shù)與布局方式的限制，其控制量的輸出是一個(gè)離散值，不能對(duì)舵機(jī)進(jìn)行精確地控制，容易引起舵機(jī)左右搖擺，造成小車(chē)行駛過(guò)程中的振蕩，而且其收斂速度也有限。 方案二PID控制 PID控制在比例控制的基礎(chǔ)上加入了積分和微分控

17、制，可以抑制振蕩，加快收斂速度，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膮?shù)可以有效地解決方案一的不足。不過(guò)P，I，D三個(gè)參數(shù)的設(shè)定較難，需要不斷的進(jìn)行調(diào)試，憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定，因此其適應(yīng)性較差。 方案三：最少拍控制 最少拍設(shè)計(jì)，是指系統(tǒng)在典型輸入信號(hào)（如階躍信號(hào)，速度信號(hào)，加速度信號(hào)等）作用下，經(jīng)過(guò)最少拍（有限拍），使系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為零。所以，最少拍控制系統(tǒng)，也稱(chēng)最少拍無(wú)差系統(tǒng)，最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是時(shí)間最優(yōu)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的性能指標(biāo)就是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間最短或盡可能短。可以看出系統(tǒng)對(duì)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的要求是快速性和準(zhǔn)確性。也就是說(shuō)讓小車(chē)在行駛出跑道后，能在最短的時(shí)間內(nèi)回到跑道上。最少拍控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與被控對(duì)象的零極位置有

18、很密切的關(guān)系。 在本次設(shè)計(jì)中小車(chē)只要求按照跑道行駛，跑道簡(jiǎn)單。能有快速性，準(zhǔn)確性的反應(yīng)就可以，經(jīng)過(guò)綜合考慮后，采用最少拍控制。 第4章 智能小車(chē)硬件設(shè)計(jì) 第4.1節(jié) 智能小車(chē)硬件分配 本設(shè)計(jì)的小車(chē)硬件設(shè)計(jì)分為兩部分，一部分是機(jī)械設(shè)計(jì)，一部分是電路設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)主要是對(duì)小車(chē)的機(jī)械部件進(jìn)行選件與組裝。電路設(shè)計(jì)是對(duì)核心單片機(jī)、還有復(fù)位操作方式、晶振頻率、傳感器電路設(shè)計(jì)、電源管理模塊、驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行介紹。組裝注意事項(xiàng)請(qǐng)看附錄B 4.1.1 機(jī)械部分材料清單 材料清單分為：電

19、動(dòng)機(jī)芯裝配材料清單與小車(chē)裝配清單 表4.1 電動(dòng)機(jī)芯裝配材料清單 序號(hào) 名稱(chēng) 規(guī)格 1 電機(jī) 131U=6V10000轉(zhuǎn)/分 2 蝸桿 M=0.5 Z=1 3 二牙軸 Φ2*18 4 二牙片 M=0.5Z=10/20 5 三牙軸 2.5*2.5*68方軸 6 三牙片 M=0.5 Z=12/38方孔 7 電機(jī)夾板A 8 四牙軸 2.5*2.5*z8方軸 9 四牙片 M=0.5 Z=42方孔 10 電機(jī)夾板B 11 自攻螺絲 M2.5*8 12 機(jī)制螺絲 M3*30 表4.2 小車(chē)裝配清單 序號(hào)

20、 名稱(chēng) 規(guī)格 數(shù)量 1 底板 1 2 機(jī)制螺絲 M38 4對(duì) 3 機(jī)芯 2 4 后輪 2 5 開(kāi)關(guān) 1 6 機(jī)制螺絲 M28 2對(duì) 7 雙聯(lián)極片 3 8 前輪 2 9 前輪架 2 10 單聯(lián)極片 2 11 機(jī)制螺絲 M38 4對(duì) 12 前輪軸 Φ3118 1 13 前輪固定圈 2 4.1.2電路板硬件材料清單 表4.3 材料清單 位號(hào) 名稱(chēng) 備注 位號(hào) 名稱(chēng) 備注 M1 電機(jī)1接線座 SIU1 LED數(shù)碼管 M2 電機(jī)2接線座

21、 IR1 紅外接收頭 X1 前端探測(cè)板接線座 RX1 10K排阻 DC 電源接線座 Z1 11.0592晶振 R1 15K IC1 AT89S51 R2 220 IC2 MAX232CPE R3 150K IC3 LG911集成電路 R4 1M IC4 LG911集成電路 R5 47K C1 10uF/16v R6 560 C2 104 R7 560 C3 104 R8 560 C4 104 R9 560 C5 1

22、0uF/16v R10 560 C6 10uF/16v R11 560 C7 30PF R12 560 C8 30PF R13 560 C9 104 R14 220 C10 10uF/16v R15 10K C11 10uF/16v R16 560 C12 10uF/16v R17 10K C13 10uF/16v R18 560 D1-D8 紅色發(fā)光二極管 R19 560 D9 綠色發(fā)光二極管 R20 560 S1 按

23、鍵開(kāi)關(guān) R21 560 S2 按鍵開(kāi)關(guān) R22 560 S3 開(kāi)關(guān) R23 560 COM1 9針串行端口 R24 560 D1-D2 LED發(fā)光二極管 前板用 R25 10K V1 紅外發(fā)射頭 前板用 R26 560 V2 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 R1 220 前板用 V6 紅外發(fā)射頭 前板用 R2 220 前板用 R3

24、 560 前板用 R4 15K 前板用 R5 15K 前板用 R6 220 前板用 R7 560 前板用 R8 15K 前板用 COM數(shù)據(jù)線 第4.2節(jié) AT89S51單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89S51作為本設(shè)計(jì)的核心芯片如圖所示3-1，是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51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 F

25、lash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。以下是詳細(xì)介紹。 圖4.1 AT89S51 4.2.1 AT89S51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) AT89S51單片機(jī)系列的存儲(chǔ)器用的是哈佛結(jié)構(gòu)，即將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各有自己的尋址方式、尋址空間和控制系統(tǒng)。AT89S51的存儲(chǔ)器可分為五類(lèi)：程序存儲(chǔ)器，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，特殊功能寄存器，位地址空間，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 4.2.2 AT89S51單片機(jī)管腳簡(jiǎn)介 AT89S51有40引腳雙列直插（DIP）、44引腳（PLCC）、44引腳（TQFP）封裝形式。AT

26、89S51的引腳功能如圖3-2所示。AT89S51系列單片機(jī)采用了CMOS技術(shù)制造，它集成度高、速度快、功耗低。 4.2.3 AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) AT89S51單片機(jī)片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)框圖如圖3-3所示，主要由9個(gè)部分組成，分別是：1個(gè)8位中央處理器；4KBFlash存儲(chǔ)器；128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；32條I/O接口線（P0、P1、P2、P3）；2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器；1個(gè)具有6個(gè)中斷源、4個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷嵌套結(jié)構(gòu)；用于多處理機(jī)通信、I/O擴(kuò)展或全雙工UART的串行口；特殊功能寄存器（SFR）；1個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 圖4.2 40引腳雙列直插（DIP）封裝 圖

27、4.3 AT89S51單片機(jī)片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)圖 第4.3節(jié) 電路設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中電路設(shè)計(jì)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(jì)、電源管理模塊、驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)。這些電路設(shè)計(jì)都以簡(jiǎn)單、使用為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中復(fù)位電路、晶振電路和電源構(gòu)成了單片機(jī)的最小系統(tǒng)。下面是詳細(xì)介紹。 4.3.1復(fù)位操作方式 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化外，由于程序運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為使單片機(jī)正常工作，也需按復(fù)位鍵以從新啟動(dòng)。除PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其它特殊功能寄存器有影

28、響。復(fù)位操作還對(duì)單片機(jī)的個(gè)別引腳信號(hào)有影響。它們的復(fù)位狀態(tài)見(jiàn)附錄表例如；在復(fù)位期間ALE和PSEN信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)，即ALE=1，PSEN=1。 (1) 復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。若使用頻率為6MHZ的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4微秒才能完成復(fù)位操作。 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)（RST）送施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 (2) 復(fù)位操作方式 復(fù)位操作有上電

29、自動(dòng)復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、外部脈沖復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位四種方式。 圖4.4 AT89S51復(fù)位電路 本次設(shè)計(jì)采用的是上電復(fù)位，上電復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只要電源VCC的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 4.3.2晶振頻率 晶振電路是單片機(jī)不可缺少的，這種電路是單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路，由只需要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳邊接一個(gè)晶體振蕩器或一個(gè)陶瓷振蕩器，并通過(guò)兩個(gè)電容后接地即可， XTAL1 和XTAL2分別為單片機(jī)片內(nèi)反相器的輸入和輸出端口，因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部工作 需要時(shí)鐘，產(chǎn)生機(jī)器周期，振蕩電容一般選取10-30PF

30、，振蕩電路的頻率要滿足單片機(jī)的工作頻率要求，單片機(jī)才能正常工作。如圖4.5所示。 圖4.5晶振的應(yīng)用原理圖 4.3.3傳感器電路設(shè)計(jì) 尋跡傳感器模塊的設(shè)計(jì)是整個(gè)智能小車(chē)設(shè)計(jì)中最重要的一部分，其作用相當(dāng)于人的眼睛和耳朵，采集外部路面的信息并將其送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其能否正常工作直接影響著小車(chē)隊(duì)路面的判斷以及小車(chē)下一步的行動(dòng)，因而其布局的合理性與有效對(duì)小車(chē)穩(wěn)定而又快速的行駛起著關(guān)鍵的作用。我們認(rèn)為在傳感器的布局中，要解決兩個(gè)問(wèn)題：信息檢測(cè)的精確度和信息檢測(cè)的前沿性。 （1）本設(shè)計(jì)中選用的傳感器如圖3-6所示，白色為：紅外發(fā)射探頭（連續(xù)的發(fā)射紅外光線）。黑色為：紅外接收探

31、頭（接收反射回來(lái)的紅外光線） 圖4.6 紅外發(fā)射管與紅外接收探頭 本設(shè)計(jì)中安裝了三組（也可兩組）紅外探頭，排成三角形。 傳感器電路圖如圖所示4.7 詳細(xì)全圖見(jiàn)附錄 圖4.7紅外發(fā)射與接收探頭相關(guān)的匹配電阻 220電阻：紅外發(fā)射器的降壓與限流電阻（完成對(duì)紅外發(fā)射器的保護(hù)）。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的電源是5V，流過(guò)放光二極管的電流小于20MA，放光二極管的管壓降為1.7V~2V。所以根據(jù)單片機(jī)電源減去二極管管壓降除以流過(guò)二極管電流，就可以得到所需要的電阻。 15K電阻：紅外接收探器的光信號(hào)變電信號(hào)電阻（完成將反射回來(lái)的光信號(hào)）。15K的電阻選擇是隨意選擇的，也可以選擇10K，20K。因

32、為紅外接收探頭在工作時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)，所以電阻是隨意的。 紅外發(fā)射與紅外接收器 V1紅外發(fā)射器：主要完成紅外線的發(fā)射 V2紅外接收器：主要完成將反射回來(lái)的紅外光線接收到后再由電阻轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。 （3）避障小車(chē)的避障原理 避障小車(chē)之所以能夠避障，主要是由前方的兩對(duì)紅外發(fā)射與接收探頭來(lái)完成的。我們知道光有反射的特性。所以說(shuō)當(dāng)前方的紅外發(fā)射出來(lái)的光線遇到物體時(shí)，就會(huì)形成反射的光線，而這個(gè)經(jīng)反射的紅外光線剛好被紅外接收探頭接收到。當(dāng)紅外接收探頭接收到信號(hào)后，再將信號(hào)送到單片機(jī)由單片機(jī)內(nèi)部的程序來(lái)控制小車(chē)的運(yùn)行情況。那么如何知道是如何有障礙物呢？原來(lái)紅外光線有一個(gè)反射特性。但對(duì)于不用的物體

33、反射特性是不一樣的，特別是對(duì)白色反光的物體，紅外光線的反射量將會(huì)多一點(diǎn)。而沒(méi)有明顯障礙物，紅外反射量將會(huì)大量的減少。那么我們就可以利用這個(gè)特性來(lái)完成障礙物的判斷。通過(guò)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(jī)中。返回的電壓值為低電平，而單片機(jī)就可以進(jìn)行各種智能化控制了。例如，完成避障的轉(zhuǎn)動(dòng)功能，還有倒車(chē)停車(chē)的功能。 4.3.4驅(qū)動(dòng)模塊 直流電機(jī)的控制一般由單片機(jī)的PWM信號(hào)來(lái)完成，因?yàn)閱纹瑱C(jī)產(chǎn)生的信號(hào)很小，所以采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L9110驅(qū)動(dòng)器。電路圖示見(jiàn)4.7，器件管腳圖見(jiàn)4.8，管腳定義見(jiàn)表4.1 圖4.8 驅(qū)動(dòng)芯片使用電路 圖4.9 器件管腳圖

34、 表4.1 引腳說(shuō)明 圖4.10管腳波形圖 描述：L9110是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專(zhuān)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(jī)可靠性提高。該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性;兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò)750~800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.5~2.0A；同時(shí)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(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的使用上安全可靠。 4.3.5電源管理模塊 方案1：采

35、用交流電經(jīng)直流穩(wěn)壓處理后供電 采用交流電提供直流穩(wěn)壓電源，電流驅(qū)動(dòng)能力及電壓穩(wěn)定性最好，且負(fù)載對(duì)電源影響也最小。但由于需要電線對(duì)小車(chē)供電，極大影響了避障小車(chē)行動(dòng)的靈活性及地形的適應(yīng)能力。而且避障小車(chē)極易把拖在地上的電線識(shí)別為障礙物，人為增加了不必要的障礙。故放棄了這一方案。 方案2：采用干電池組進(jìn)行供電 采用四節(jié)干電池降壓至5V后給單片機(jī)及其他邏輯單元供電，。這樣電機(jī)啟動(dòng)及制動(dòng)時(shí)的短暫電壓干擾不會(huì)影響到邏輯單元和單片機(jī)的工作。所以采取此方案。 第5章 智能小車(chē)軟件設(shè)計(jì) 第5.1節(jié) 總體流程圖 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 執(zhí)行主程序小車(chē)前進(jìn) 電機(jī)模式選擇 電機(jī)左

36、轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) 電機(jī)右轉(zhuǎn) N 遇見(jiàn)障礙 物否 控制算法 控制算法 控制算法 遇見(jiàn)障礙否 遇見(jiàn)障礙否 遇見(jiàn)障礙否 N N Y N Y Y Y 流程圖說(shuō)明：首先開(kāi)始啟動(dòng)，進(jìn)入系統(tǒng)初始化定義引腳，執(zhí)行主程序小車(chē)前進(jìn)。根據(jù)小車(chē)的指示燈來(lái)判斷小車(chē)的運(yùn)行情況。如果小車(chē)遇見(jiàn)障礙物，會(huì)給單片機(jī)一個(gè)低電平信號(hào)進(jìn)入電機(jī)模式選擇，例如：小車(chē)遇見(jiàn)障礙物，傳感器開(kāi)始掃描，當(dāng)紅外接受探頭接受到紅外光線，給單片機(jī)底電平信號(hào)，這時(shí)經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序的處理設(shè)置合理的托退和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間函數(shù)，同時(shí)電

37、機(jī)后退加轉(zhuǎn)動(dòng)。直到小車(chē)跑回沒(méi)有障礙物的軌道，正常前進(jìn)。反復(fù)的重復(fù)這樣的動(dòng)作就可以實(shí)現(xiàn)一直蔽障的功能。 第5.2節(jié) 最少拍控制算法 最少拍設(shè)計(jì)，是指系統(tǒng)在典型輸入信號(hào)（如階躍信號(hào)，速度信號(hào)，加速度信號(hào)等）作用下，經(jīng)過(guò)最少拍（有限拍），使系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為零。所以，最少拍控制系統(tǒng)，也稱(chēng)最少拍無(wú)差系統(tǒng)，最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是時(shí)間最優(yōu)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的性能指標(biāo)就是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間最短或盡可能短?？梢钥闯鱿到y(tǒng)對(duì)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的要求是快速性和準(zhǔn)確性。也就是說(shuō)讓小車(chē)在遇見(jiàn)障礙物后，能在最短的時(shí)間內(nèi)躲開(kāi)障礙物。最少拍控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與被控對(duì)象的零極位置有很密切的關(guān)系。下面先從簡(jiǎn)單情形開(kāi)始介紹最少

38、拍控制器的設(shè)計(jì)。 對(duì)最小拍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求是： （1）調(diào)節(jié)時(shí)間最短，即系統(tǒng)跟蹤輸入信號(hào)所需的采樣周期數(shù)最少； （2）在采樣點(diǎn)處無(wú)靜差，即對(duì)特定的參考輸入信號(hào)，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)在采樣點(diǎn)能精確實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的跟蹤； （3）設(shè)計(jì)出來(lái)的數(shù)字控制器必須是物理上可以實(shí)現(xiàn)的； （4）閉環(huán)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。 最小拍閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的確定 首先根據(jù)對(duì)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)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)。最小拍控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是對(duì)特定的參考輸入信號(hào)，在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)在采樣點(diǎn)處?kù)o差為零。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)。典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示

39、。 其中，GP(S)為被控對(duì)象H0（S）為零階保持器，D(Z)即為待設(shè)計(jì)的最少拍控制器。 D（z） H0(S) GP(S) 最少拍控制器 零階保持器 被控對(duì)象 R(S) T E(z) T Y(S) T Y(z) 圖5.1最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)框圖 由離散控制理論，最少拍控制系統(tǒng)的誤差脈沖傳遞函數(shù) Φe（z）= =1－Φ（z） （5.1） = 系統(tǒng)偏差為：E(Z)= Φe（z）R(Z) 一般控制系統(tǒng)有三種典型輸入形式： （1）單位階躍輸入：r(t)=1R(Z)= （5.

40、2） （2）單位速度輸入：r(t)=tR(Z)= （5.3） （3）單位加速度輸入：r(t)= t2R(Z)= （5.4） 在本設(shè)計(jì)中采用單位階躍輸入，被控對(duì)象為直流電機(jī)，零階保持器傳遞函數(shù)已知。只要查出直流電機(jī)傳遞函數(shù)就可以求得最少拍控制器D(Z)。根據(jù)圖4-1求得方法如下。 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4-1所示的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為：Φ(Z)= （5.5） 由此可以得到數(shù)字控制器為 D(Z)= （5.6） 或D(Z)= （5.7）

41、 第6章 開(kāi)發(fā)流程 開(kāi)發(fā)流程是在硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上展開(kāi)的，主要是把硬件與軟件結(jié)合起來(lái)。經(jīng)過(guò)編譯、環(huán)境下載調(diào)試、單片機(jī)資源劃分。 第6.1節(jié) 編譯環(huán)境 一．Keil C51 介紹 KeilC51 mVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是KeiSoftwre，lnc/KeilElektronikGmbH開(kāi)發(fā)的基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，內(nèi)以多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具，可以完成從工和建立、管理，編譯，連接，目標(biāo)代碼的生成，軟件訪真，硬件訪真等完整的開(kāi)發(fā)流和。尤其C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率性達(dá)到了較高的水平，而可以附加靈活的控制選項(xiàng)。Ke

42、ilC51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的主要環(huán)境的主要功能是以下幾點(diǎn)： （1）mVision2 for WindowsTM：是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理，源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的Z1環(huán)境中。 （2）C51國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化C交叉編譯器：從C源代碼產(chǎn)生可重定位的口標(biāo)模塊。 （3）A51宏匯編器：從80C51匯編冤代碼產(chǎn)生可重定位的口標(biāo)模塊。 （4）BL51連接/定位器：組合由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成絕對(duì)目標(biāo)模塊。 （5）LIB51庫(kù)管理器：從口際模塊生成連接器可以使用的庫(kù)文件。 （6）OH51目標(biāo)文件至HEX格式的轉(zhuǎn)換器：從絕對(duì)目標(biāo)模塊生成IntelHEX

43、文件。 （7） RTX-51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡(jiǎn)化了復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件項(xiàng)口的設(shè)計(jì)。 這個(gè)工具套件足為專(zhuān)業(yè)軟件開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)的，但任何層次的編程人員都可以使用，并獲得80C51微控制器的部分應(yīng)用。 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(biāo)文件至Hex格式轉(zhuǎn)換器，mVision2可以自動(dòng)完成便宜、匯編、連接程序的操作。 （1）C51便宜器和ASI匯編器 由mVision21DE創(chuàng)建的潭文件，可以被C51便宜器或A51匯編器處理，生成可重定位的object文件。KeilC51以直接支持8

44、0C51結(jié)構(gòu)的特性。KeilA51宏匯編器支持80C51及其派聲系列的怕有指令集。 （2）LIB51庫(kù)管理器 BL51庫(kù)管理器可以從由匯編器和便宜器創(chuàng)建的目標(biāo)文件建立目標(biāo)庫(kù)。這些庫(kù)是按規(guī)定格式排列的目標(biāo)模塊，可在以后被連接器所使用。當(dāng)連接器處理一個(gè)庫(kù)時(shí)，僅僅使用了庫(kù)中程序使用的目標(biāo)模塊而不是全部加以引用。 （3）BLSI連接器/定位器 BL51連接器使用從庫(kù)中提取出來(lái)的目標(biāo)模塊和便宜器，匯編器生成的目標(biāo)模塊，創(chuàng)建一個(gè)絕對(duì)地址目標(biāo)模塊。絕對(duì)地址目標(biāo)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(gè)在具體的存儲(chǔ)器單元中。 （4）mVision2軟件調(diào)試器

45、 mVision2軟件調(diào)試器能十分理想地進(jìn)行快速，可靠的程序調(diào)節(jié)，調(diào)試器包括一個(gè)同速模擬器，您可以使用它模擬整個(gè)80C50系統(tǒng)，包括片上外圍器件和外部器件，當(dāng)您從器件數(shù)據(jù)庫(kù)選擇時(shí)，這個(gè)器件的屬性會(huì)被自動(dòng)配置。 （5）mVision2硬件調(diào)試器 mVision2調(diào)試器響您提供廠幾種在實(shí)際目標(biāo)硬件上測(cè)試程序的方法。按MON51目標(biāo)監(jiān)控器到您的目標(biāo)系統(tǒng)，并通過(guò)monitor-51接口下在你的程序，使用高級(jí)GDI接口，將mVision2調(diào)試同類(lèi)似于DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀或者TKS系列仿真器的硬件系統(tǒng)相連接，通過(guò)mVision2的人機(jī)交互環(huán)境指揮連接的硬件完成仿真操作。 （6）RT

46、X51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是針對(duì)80C51微控制器系列的一個(gè)多任務(wù)內(nèi)核。RTX51實(shí)時(shí)內(nèi)核簡(jiǎn)化廠需要對(duì)實(shí)時(shí)事件進(jìn)行反應(yīng)的復(fù)雜應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試。這個(gè)內(nèi)核完全集成在C51編譯器中，使用非常簡(jiǎn)單，任務(wù)描述表和操作系統(tǒng)的統(tǒng)一性由BL51連接器/定位器自動(dòng)進(jìn)行控制。 此外Vision2還只有極強(qiáng)的軟件環(huán)境，友好的操作界面和簡(jiǎn)單快捷的操作方法，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： （1）豐富的菜單欄； （2）可以快色選擇命令按鈕的工具欄； （3）一些源代碼文件窗口； （4）對(duì)話框窗口； （5）直觀明了的信息顯示窗口。 第6.2節(jié) 下載調(diào)試 下載調(diào)試工具

47、有很多，本次設(shè)計(jì)用的下載器為STC_ISP_V483，這類(lèi)下載器兼容AT，STC系列的單片機(jī)下載程序。下面詳細(xì)介紹下載過(guò)程。 首先在下載之前必須在Keil C51中生成可下載文件 .HEX與.BIN 文件。 打開(kāi)下載器主界面如圖5-1 步驟一：Select Mcu Type選擇單片機(jī)型號(hào) 步驟二：Open File 打開(kāi)文件（Keil C51中生成可下載文件 .HEX與.BIN 文件） 步驟三：Select COM Port,Max Baud/選擇串行口，最高波特率 步驟四：設(shè)置本框和右下方‘選項(xiàng)’中的選項(xiàng) 步驟五：下載 注意：在步驟三中選擇正確的COM口，特別注意的是步驟五先

48、點(diǎn)擊下載，再給單片機(jī)上電，這是單片機(jī)的冷啟動(dòng)。 第6.3節(jié) 單片機(jī)的I/O分配 以AT89S51為主芯片如圖5-2。40腳的DIP封裝使它擁有32個(gè)完全I(xiàn)O端口，通過(guò)這些端口加以信號(hào)輸入電路，控制電路，執(zhí)行電路共同完成尋跡小車(chē)。P0.0,P0.1,P0.2,P0.3分別通過(guò)LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和電機(jī)2。由電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來(lái)完成小車(chē)的前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)。小車(chē)行走時(shí)會(huì)通過(guò)P3.5,P3.6,P3.7的紅外接收探頭來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)走出跑道時(shí)，P3.5,P3.6或P3.7將收到一個(gè)電平信號(hào)，此電平信號(hào)將通過(guò)相應(yīng)端口傳送入主芯片中，主芯片通過(guò)內(nèi)部代碼完成小車(chē)的尋跡

49、操作。同時(shí)P3.5與P3.6的信號(hào)狀態(tài)將通過(guò)P2.6和P2.7顯示出來(lái)。在小車(chē)的左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，后退的過(guò)程，可以通過(guò)觀看以P2.0和P2.7為指示等的運(yùn)行狀態(tài)。 圖6.1 系統(tǒng)連線圖 結(jié) 論 尋跡檢測(cè)單元的核心部件選擇了紅外探頭傳感器。紅外探頭傳感器具有精度高、成本低、體積小、接口簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；另外再加上AT89S51單片機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了智能小車(chē)的尋跡功能。 綜上所述，我們可以看出電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化逐漸成為重要的設(shè)計(jì)手段，單片機(jī)己經(jīng)成為當(dāng)今電子設(shè)計(jì)應(yīng)用市場(chǎng)上首選的可編程邏輯器件之一。單片機(jī)應(yīng)用在控制領(lǐng)域中，既降低了系

50、統(tǒng)成本也提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 最終在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下對(duì)整個(gè)尋跡檢測(cè)進(jìn)行選件、制造單片機(jī)系統(tǒng)并測(cè)試、軟件設(shè)計(jì)后實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制下的尋跡檢測(cè)系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)可以在實(shí)際中應(yīng)用。 希望通過(guò)我們不斷地努力，使單片機(jī)這一重要設(shè)計(jì)手段能夠更好的為我以后的學(xué)習(xí)效力。最后，在此誠(chéng)懇地希望老師和同學(xué)提出寶貴的批評(píng)和意見(jiàn) 附 錄A #include //=========================數(shù)據(jù)類(lèi)型定義===================== signed char INT

51、8; //重定義有符號(hào)字符8位數(shù)據(jù) typedef unsigned char UINT8; //重定義無(wú)符號(hào)字符8位數(shù)據(jù) typedef int INT16; //重定義有符號(hào)字符16位數(shù)據(jù) typedef unsigned int UINT16; //重定義無(wú)符號(hào)字符16位數(shù)據(jù) #define TRUE 1 //邏輯真 #define FALSE 0 //邏輯假 #define NULL 0

52、 //指針空 //======================== 硬件對(duì)應(yīng)端口定義=================== sbit FontLeftLed=P2^3; //前左方指示燈 sbit FontRightLed=P2^4; //前右方指示燈 sbit FontIR=P2^7; //前方紅外接收探頭 sbit MA1=P0^1; //左方電機(jī)控制驅(qū)動(dòng) sbit MB1=P0^0;

53、 //左方電機(jī)控制驅(qū)動(dòng) sbit MA2=P0^5; //右方電機(jī)控制驅(qū)動(dòng) sbit MB2=P0^6; //右方電機(jī)控制驅(qū)動(dòng) sbit SB1=P2^1; //蜂鳴器控制端口定義 sbit RunLed=P1^5; //運(yùn)行指示燈 //=================== 功能函數(shù)定義============================

54、= void Delay(UINT16 DelayTime) //延時(shí)函數(shù) { while(DelayTime--); //延時(shí)函數(shù)循環(huán)體 } void ControlCar(UINT8 ConType) //車(chē)體控制函數(shù) { MA1=0; //左電機(jī)清零 MA2=0;

55、 //右電機(jī)清零 MB1=0; //左電機(jī)清零 MB2=0; //右電機(jī)清零 FontLeftLed=1; //前左方指示燈滅 FontRightLed=1; //前右方指示燈滅

56、 switch(ConType) //判斷控制叁數(shù)類(lèi)型 { case 1: //前進(jìn) { MA2=1; //左電機(jī)向前運(yùn)動(dòng) MB1=1; //右電機(jī)向前運(yùn)動(dòng) FontLeftLed=0; //前左方指示燈

57、亮 FontRightLed=0; //前右方指示燈亮 break; } case 2: //后退 { MB2=1; //右電機(jī)向后運(yùn)動(dòng) MA1=1; //左電機(jī)向后運(yùn)動(dòng) break; } case 3:

58、 //左轉(zhuǎn) { MA1=1; //左電機(jī)向后運(yùn)動(dòng) MA2=1; //右電機(jī)向前運(yùn)動(dòng) FontLeftLed=0; //前左方指示燈亮 break; } case 4: //右轉(zhuǎn) {

59、 MB1=1; //右電機(jī)向后運(yùn)動(dòng) MB2=1; //左電機(jī)向前運(yùn)動(dòng) FontRightLed=0; //前右方指示燈亮 break; } } } //====================主程序=================================== void main()

60、 //主函數(shù) { UINT8 RunFlag=1; //運(yùn)行標(biāo)志位 ControlCar(1); //前進(jìn) RunLed=0; while(1) //程序主打循環(huán) { if(FontIR==0)

61、 /判斷前方紅外接收探頭 { ControlCar(2); //小車(chē)后退(用于急剎車(chē)) Delay(50000); //延時(shí)300毫秒 Delay(20000); //小車(chē)后退 if(RunFlag) //判斷小車(chē)運(yùn)行標(biāo)志位 { Contr

62、olCar(3); //小車(chē)左轉(zhuǎn) } else //為假的情況下 { ControlCar(4); //小車(chē)右轉(zhuǎn) } Delay(30000); //左轉(zhuǎn)彎 SB1=0; //小車(chē)響鈴 De

63、lay(30000); //左轉(zhuǎn)彎 SB1=1; //小車(chē)不響鈴 Delay(30000); //左轉(zhuǎn)彎 SB1=0; //小車(chē)響鈴 Delay(30000); //左轉(zhuǎn)彎

64、 SB1=1; //小車(chē)不響鈴 ControlCar(1); //小車(chē)前進(jìn) RunFlag=!RunFlag; //改變小車(chē)運(yùn)行狀態(tài)位 } } } 附 錄B 1、電容有正負(fù)極之分，長(zhǎng)正短負(fù)； 2、二極管有正負(fù)極之分，長(zhǎng)正短負(fù)； 3、話筒有正負(fù)之分，負(fù)極與外殼相連； 4、蜂鳴

65、器有正負(fù)之分，長(zhǎng)正短負(fù)； 5、三極管按照電路板封裝焊接； 6、集成電路即芯片，安裝時(shí)要注意缺口對(duì)應(yīng)（缺口對(duì)應(yīng)位置和封裝對(duì)應(yīng)位置要一致）。（缺口在芯片或芯片底座的一端） 7、數(shù)碼管焊接時(shí)注意數(shù)碼管上的小數(shù)點(diǎn)要與電路板封裝上的小數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。 8、強(qiáng)烈推薦電池采用南孚電池或其他高性能電池。 附 錄C AT89S51 (8位微控制單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes可系統(tǒng)編程的存儲(chǔ)器) AT89S51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATME

66、L公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP)也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)介，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 （1）主要性能參數(shù)： ?與MCS-51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼:容 ?4k字節(jié)在線系統(tǒng)編程(ISP) Flash閃速存儲(chǔ)器 ?1000次擦寫(xiě)周期 ?4. 0---5. 5V的工作電壓范圍 ?全靜態(tài)工作模式：0Hz---33MHz ?三級(jí)程序加密鎖 ?1288字節(jié)內(nèi)部RAM ?32個(gè)可編程I/O口線 ?2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ?6個(gè)中斷源 ?全雙工串行UART通道 ?低功耗空閑和掉電模式 ?中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng) ?看門(mén)狗(WDT)及雙數(shù)據(jù)指針 ?掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性 ?靈活的在線系統(tǒng)編程(ISP一字節(jié)或頁(yè)寫(xiě)模式) （2）功能特性概述： AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM， 32個(gè)I/O口線，看門(mén)狗（WDT），兩個(gè)