全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽報告智能小車設(shè)計摘要智能小車的研究、開發(fā)和應(yīng)用涉及傳感技術(shù)、電氣技術(shù)、電氣控制技術(shù)、智能控制等學(xué)科，智能控制技術(shù)是一門跨科學(xué)的綜合性技術(shù)，當代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。智能作為現(xiàn)代社會的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，它可以按照預(yù)先設(shè)定的模塊在一個特定的環(huán)境里自動的運行，可運用于科學(xué)勘探等用途，無需人為的管理，便可以完成預(yù)期所要達到的或更高的目標。本設(shè)計采用C8051F410單片機為控制核心，設(shè)計了一輛智能小車并對其功能進行測試，利用單片機實現(xiàn)小車的啟停和轉(zhuǎn)彎；利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，實現(xiàn)了小車的避障功能、避免撞到障礙物、行車時間和壁障距離的數(shù)碼顯示三大功能。整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高，測試結(jié)果均能滿足個環(huán)境要求。關(guān)鍵詞L298N循跡避障測距測速C8051F410ABSTRACTTHERESEARCH,DEVELOPMENTANDAPPLICATIONOFINTELLIGENTCARINVOLVEDINSENSINGTECHNOLOGY,ELECTRICALTECHNOLOGY,ELECTRICALCONTROLTECHNOLOGYANDINTELLIGENTCONTROLDISCIPLINE,INTELLIGENTCONTROLTECHNOLOGYISACROSSSCIENCECOMPREHENSIVETECHNOLOGY,THECONTEMPORARYRESEARCHISVERYACTIVE,AREAPPLIEDWIDELYSMARTASANEWPRODUCTOFMODERNSOCIETY,ISTHEFUTUREDEVELOPMENTDIRECTION,ITCANBEINACCORDANCEWITHTHEPRESETMODULEAUTOMATICALLYRUNINASPECIFICENVIRONMENT,CANBEUSEDINSCIENTIFICEXPLORATIONPURPOSES,WITHOUTHUMANMANAGEMENT,CANACCOMPLISHEXPECTEDTOACHIEVEGOALSORHIGHERTHISDESIGNUSESC8051F410THESINGLECHIPPROCESSORASTHECORE,TODESIGNASMARTCARANDTOTESTITSFUNCTIONALITY,USINGSINGLECHIPMICROCOMPUTERREALIZECARSTOPANDTURNUSINGULTRASONICSENSORSTODETECTROADOBSTACLES,THECAROFTHEULTRASONICCONTROL,TOAVOIDHITTINGOBSTACLES,DRIVINGTIMEANDMILEAGEOFTHEDIGITALDISPLAYTHETHREEFUNCTIONSTHECIRCUITOFTHEWHOLESYSTEMHASSIMPLESTRUCTURE,RELIABLEPERFORMANCEISHIGH,THETESTRESULTSKEYWORDSL298TRACKINGOBSTACLEAVOIDANCEVELOCITYMEASUREMENT目錄1引言12方案論證與分析121車體方案論證與分析122微控制器的論證與分析123電機驅(qū)動模塊論證與分析124循跡模塊論證與分析225避障測距模塊論證與分析226測速模塊論證與分析327顯示模塊論證與分析33系統(tǒng)設(shè)計331系統(tǒng)總體設(shè)計332車體部分設(shè)計433微控制器模塊設(shè)計434電機驅(qū)動模塊設(shè)計5341L298N介紹5342電機驅(qū)動電路6343L298N電機驅(qū)動芯片引腳說明635循跡模塊模塊設(shè)計736避障測距模塊設(shè)計737測速模塊設(shè)計838LCD顯示模塊設(shè)計94軟件設(shè)計941軟件調(diào)試平臺942系統(tǒng)軟件設(shè)計11421循跡程序流程圖11422避障程序流程圖125系統(tǒng)調(diào)試1251系統(tǒng)的性能指標12511電機驅(qū)動參數(shù)12512超聲波測距模塊1352測試工具1453測試過程146設(shè)計總結(jié)157參考文獻158附錄1581控制及顯示原理圖1582控制部分PCB圖1683總程序171引言近年代，隨著電子科技的迅猛發(fā)展，人們對技術(shù)也提出了更高的要求。汽車的智能化在提高汽車的行駛安全性，操作性等方面都有巨大的優(yōu)勢，在一些特殊的場合下也能滿足一些特殊的需要。智能小車是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng),它集中地運用了計算機、傳感、信息、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動控制等技術(shù),是典型的高新技術(shù)綜合體。本設(shè)計的智能小車實現(xiàn)了實時顯示速度和壁障距離，循跡控制，自動避障三大功能。2方案論證與分析21車體方案論證與分析方案一自己到電子市場買到所需小車組件，進行組裝，價格比較便宜但實用性較差，可能不能滿足制作小車的需要。需要自己制作花費精力，又不能保證在一定時間內(nèi)做出，因為要考慮到要在短時間做出，所以排除此種方案。方案二網(wǎng)購小車車體，易于電路的安裝和調(diào)試，外形美觀，價格一般，也方便后邊整改電路，能滿足此次設(shè)計要求。方案三采用RP5履帶車底盤，其比較專業(yè)，驅(qū)動能力強，扭矩大，造型美觀，擴展性強，但價格昂貴。比較三種方案，考慮到時間、精力，價格方面，方案二能滿足此次制作要求。22微控制器的論證與分析微控制器是系統(tǒng)控制的中心部件，負責控制與協(xié)調(diào)各種傳感器的監(jiān)測工作?？刂破鞯暮脡闹苯佑绊懙杰囎拥恼w性能，控制器的類型很多，主要有方案一采用可編程邏輯器件CPLD。CPLD可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進行功能擴展且具有各種IP核可以調(diào)用。其采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高，且從使用及經(jīng)濟的角度考慮，我們放棄了此方案。方案二采用MCS51系列單片機。采用MCS51系列單片機，經(jīng)典的MCS51單片機功能和速度有限；而高檔的MCS51系列衍生產(chǎn)品價格昂貴、冗余資源較多、使用范圍較窄，價格較貴。方案三采用單片機C8051F410。C8051F系列兼容了51指令，片內(nèi)資源豐富，單片機運算功能強，軟件編程靈活，自由度大，可與常用51單片機兼容，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低，體積小，技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點，使其在各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。考慮到此次設(shè)計的難易程度、價格因素等單片機的要求就選擇C8051F410這種單片機作為小車的控制核心。綜上述幾種方案論證，選擇方案三作為這次比賽的控制核心部件。23電機驅(qū)動模塊論證與分析方案一采用傳統(tǒng)的功率三極管搭建驅(qū)動橋作為功率放大器的輸出控制直流電機。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，成本低，加速能力強，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運行時，通過電阻R的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對環(huán)境要求較高，不能滿足制作要求。方案二采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制,通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整此方案的優(yōu)點是電路較為簡單,缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢,易損壞,壽命較短,價格貴，笨拙可靠性不高。方案三采用專用芯片L298N作為電機驅(qū)動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良，容易買到。且由L298N結(jié)合單片機可實現(xiàn)對小車速度的精確控制。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。綜合考慮，我們選用方案三作為此次設(shè)計的驅(qū)動部件。24循跡模塊論證與分析巡跡是指小車在白色地板上檢測黑線，執(zhí)行相應(yīng)的動作，通常采用的方案有方案1利用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。方案2采用顏色傳感器。顏色傳感器對顏色具有較高分辨率，能較準確區(qū)分各種顏色，但它易受外界光的干擾并且價格昂貴，在此處只為區(qū)分黑白色，沒有必要使用。方案3采用紅外探測法實現(xiàn)。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點。在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在電動小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，電動小車上的接收管接收不到紅外光。單片機根據(jù)是否收到反射回來的紅外光來確定黑線的位置，從而控制小車的行走路線。采用紅外線發(fā)射，外面可見光對接收信號的影響較小，再用射極輸出器對信號進行隔離。紅外探測法常采用的元件是反射式紅外線光電傳感器。它的特點是尺寸小、使用方便、工作狀態(tài)受溫度影響小。它的外圍電路簡單且工作可靠。經(jīng)過比較分析，從經(jīng)濟性和可靠性選擇方案3作為巡跡檢測電路的方案。25避障測距模塊論證與分析方案一采用激光傳感器測距。能非常準確地測出小車與障礙物的距離，但是單個發(fā)射器的照射范圍不能太小，而且價格昂貴、速度快，因此不使用激光管作為測距模塊。方案一紅外反射式傳感器優(yōu)點是檢測周期短，能夠較實時的對小車進行控制；缺點是前瞻距離小，處理電路復(fù)雜，檢測精度低，功耗大。方案二采用超聲波傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播，而且抗干擾能力強，不受物體表面顏色的影響等特點。超聲波由發(fā)射和接受兩大部分組成，除了電路，主要器件是超聲換能器，其基本原理是基于壓電效應(yīng)。發(fā)射與接受往往使用同一個探頭。超聲波測距是通過發(fā)射聲波，接受反射回波并計算回波時間從而得出與反射物體的距離。RVT/2簡易機器人往往應(yīng)用超聲波探測前方障礙物的距離，從而實現(xiàn)避障功能。超聲波不受被測物體的透明度、顏色、電導(dǎo)率的影響，但不適合測量海棉或棉織物等吸音材料。而且它不僅可用于測距，還可用于避障?？紤]到經(jīng)濟可靠，選用第三種方案。26測速模塊論證與分析方案一采用紅外傳感器進行測速。但無論是反射式紅外傳感器還是對射式紅外傳感器，他們對都對外圍環(huán)境要求較高，易受外部環(huán)境的影響，穩(wěn)定性不高，安裝困難且價格較為昂貴。方案二采用霍爾開關(guān)元器件A44E檢測輪子上的小磁鐵從而給單片機中斷脈沖，達到測量速度的作用。霍爾元件具有體積小，頻率響應(yīng)寬度大，動態(tài)特性好，對外圍電路要求簡單，使用壽命長，價格低廉等特點，電源要求不高，安裝也較為方便。但是它的轉(zhuǎn)換率較低，溫度影響大，要求轉(zhuǎn)換精度高時，必須進行溫度補償。方案三采用光電傳感器。光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾性較強，形式靈活多樣，因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。它的優(yōu)點為檢測距離長、對檢測物體的限制少、響應(yīng)時間短、分辨率高、可實現(xiàn)非接觸的檢測、可實現(xiàn)顏色判別、便于調(diào)整。綜上考慮，選用方案三，配合電機碼盤進行測速。27顯示電路論證與分析方案一LED數(shù)碼管顯示。優(yōu)點亮度高、工作電壓低、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定、易于查看。缺點數(shù)碼管的只能顯示簡單的數(shù)字，功耗大，其電路復(fù)雜，占用資源較多,顯示信息少，不宜顯示信息量大的特點。方案二采用LCD1602液晶顯示器?？梢燥@示各種英文及數(shù)字，微功耗，尺寸小，超薄輕巧，顯示信息量大，字跡美觀，視覺舒適，而且容易用單片機進行控制。經(jīng)比較選擇LCD1602液晶顯示器作為顯示器件。3系統(tǒng)設(shè)計31系統(tǒng)總體設(shè)計本組智能小車的硬件主要有以C8051F410作為核心的主控器部分、自動循跡部分、顯示部分、路程檢測部分、障礙物檢測部分、測速部分、電機驅(qū)動部分。小車硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下單片機控制器測速電路循跡模塊壁障模塊測距模塊顯示電路驅(qū)動電路測試模塊32車體設(shè)計智能小車采用前后輪驅(qū)動，四個輪子各用一個電機驅(qū)動，通過控制四個輪子的轉(zhuǎn)向來控制小車行進方向，采用四輪小車控制靈活，沒有甩頭也沒有推頭，能滿足各個環(huán)境的要求。33微控制器設(shè)計經(jīng)上述論證，我們采用C8051F410芯片作為主控芯片，其主要完成以下任務(wù)電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向控制、數(shù)碼管顯示控制等。根據(jù)題目的要求，我們制作了C8051F410的最小系統(tǒng)板，這樣用起來方便、靈活可根據(jù)需求搭建任意電路，其主要包括電源、ISP下載接口、晶振電路、復(fù)位電路。C8051F410單片機主要有以下特征模擬外設(shè)12位ADC；兩個12位電流輸出DAC；兩個比較器（可編程回差電壓和響應(yīng)時間、可配置為喚醒或復(fù)位源、上電復(fù)位/欠壓檢測器、電壓基準15V、22V（可編程）在片調(diào)試片內(nèi)調(diào)試電路提供全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試（不需仿真器）；支持斷點、單步、觀察/修改存儲器和寄存器；完全的開發(fā)套件供電電壓20V525V內(nèi)建LDO穩(wěn)壓器21或25V；高速8051微控制器內(nèi)核；流水線指令結(jié)構(gòu)；70的指令的執(zhí)行時間為一個或兩個系統(tǒng)時鐘周期；速度可達50MIPS（時鐘頻率為50MHZ時）；擴展的中斷系統(tǒng)存儲器2304字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM（2562048）；32/16KBFLASH；可在系統(tǒng)編程，扇區(qū)大小為512字節(jié)；64字節(jié)電池后備RAM（SMARTCLOCK）數(shù)字外設(shè)24個端口I/O；推挽或漏極開路，耐525V電壓；可同時使用的硬件SMBUS（I2C兼容）、SPI和UART串口；4個通用16位計數(shù)器/定時器；16位可編程計數(shù)器/定時器陣列（PCA），有6個捕捉/比較模塊和WDT；硬件實時時鐘（SMARTCLOCK），工作電壓可低至1V，64字節(jié)電池后備RAM和后備穩(wěn)壓器時鐘源內(nèi)部振蕩器245MHZ，2精度，可支持UART操作；時鐘乘法器可達50MHZ；外部振蕩器晶體、RC、C、或外部時鐘；SMARTCLOCK振蕩器32KHZ晶體或諧振器；可在運行中切換時鐘源32腳LQFP或28腳5X5QFN封裝溫度范圍40C85C34電機驅(qū)動模塊設(shè)計341L298N介紹L298N是一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝。L298N的主要特點是工作電壓高，最高工作電壓可達46V輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A；內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器、線圈等感性負載；采用標準TTL邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作L298內(nèi)部的原理圖如圖1所示342電機驅(qū)動電路L298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳MULTIWATT封裝的L298N，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動電路?？梢苑奖愕尿?qū)動兩個直流電機，或一個兩相步進電機。L298N芯片可以驅(qū)動兩個二相電機，也可以驅(qū)動一個四相電機，輸出電壓最高可達50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的IO口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便?？紤]到節(jié)省能耗和成本的高低，我們選用L298驅(qū)動兩相步進電機。原理圖如圖2所示圖2343L298N電機驅(qū)動芯片引腳說明L298N可接受標準TTL邏輯電平信號，VSS可接457V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為2546V。輸出電流可達25A，可驅(qū)動電感性負載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機，5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)。ENA，ENB接控制使能端，控制IN1IN2ENAOUT1OUT2OUT3OUT4IN3IN4ENB6V動力電源電機的停轉(zhuǎn)。L298N邏輯功能控制表如圖3所示，外形及封裝如圖4所示ENAIN1IN2運轉(zhuǎn)狀態(tài)0停止110正轉(zhuǎn)101反轉(zhuǎn)111剎停110停止圖3L298N功能IN3，IN4的邏輯控制表與上表相同。由上表可知ENA為低電平時，輸入電平對電機控制不起作用，當ENA為高電平，輸入電平為一高一低，電機正或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機停止，同為高電平電機剎停。圖3L298N實物圖35循跡模塊設(shè)計循跡是指小車在白色地板上循黑線行走通常采取的方法是紅外探測法,紅外探測法即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點,在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光,當紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射反射光被裝在小車上的接收管接收,如果遇到黑線則紅外光被吸收小車上的接收管接收不到紅外光,單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線,從而實現(xiàn)小車的循跡功能。紅外探測器探測距離有限一般最大不應(yīng)超過3CM。循跡功能如圖所示36避障測距模塊設(shè)計超聲波模塊是用來測距并且避障用的，當檢測到距離障礙物很近時，就給主程序一個信號，提示要轉(zhuǎn)彎了，而轉(zhuǎn)彎的角度則通過不斷的測距來實現(xiàn)，當距離穩(wěn)定后則不再偏轉(zhuǎn)。我們沒有選用現(xiàn)有的超聲波測距模塊，而是自己根據(jù)超聲波的原理，利用超聲波探頭和一些外圍電路而搭建起超聲波模塊。超聲波測距的原理如下首先超聲波傳感器向空氣中發(fā)射聲脈沖,聲波遇到被測物體反射回來,若可以測出第一個回波達到的時間與發(fā)射脈沖間的時間差T,利用,即可算得傳感器與反射點間的距離S,測量距離,若SH時,則DS。系統(tǒng)中有三個超聲波模塊，其中每個都有接收探頭與發(fā)射探頭，這兩個模塊分別位于小車的左、右處，來進行測距以達到避障的效果。對于放射探頭，我們選用的是發(fā)射頻率為40KHZ的一種，該類型現(xiàn)在應(yīng)用較普遍，電路也比較簡單，只需給發(fā)射端40KHZ的脈沖，發(fā)射探頭即不斷的往外發(fā)送超聲波。對于接收探頭，因為接收的超聲波信號很微弱而且考慮到干擾的因素，接收端有放大電路與濾波電路。當接收到超聲波時，IO口即為高電平。若此IO支持外部中斷，則可在MCU中引發(fā)中斷。在我們的系統(tǒng)中，三個超聲波模塊接收端都有外部中斷功能的IO口來確定是否檢測到超聲波。因此通過計算測的距離障礙物的距離然后就可以判斷是否轉(zhuǎn)彎。37測速模塊設(shè)計測速模塊的功能是完成當前小車速度信息采集，并輸出標準脈沖信號，供單片機處理，運算出小車實時速度。我們使用的是光電傳感器，光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。光電式傳感器的工作原理是首先將被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電器件轉(zhuǎn)換成電信號。光電式傳感器一般由輻射源、光學(xué)通路和光電器件三部分組成。被測量通過對輻射源或光學(xué)通路的影響，將被測信息調(diào)制到光波上，通常改變光波的強度、相位、空間分布和頻譜分布等，光電器件將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。電信號經(jīng)后續(xù)電路的解調(diào)分離出被測信息，從而實現(xiàn)對被測量的測量。38LCD顯示模塊設(shè)計采用市面上容易購買1602LCD，由單片機的總線模式連接。為節(jié)約電源電量并且不影響LCD的功能，LCD的背光用單片機進行控制，使LCD的背光在小車行駛的過程中不亮，因為我們不必看其顯示；在其它我們需要看顯示的內(nèi)容的時候LCD背光亮。4軟件設(shè)計41軟件調(diào)試平臺KEILFORC51是美國KEILSOFTWARE公司出品的C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。KEILC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全WINDOWS界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KEILFORC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細介紹KEILFORC51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。C51開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的源程序要變?yōu)镃51可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。隨著C51開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，KEIL軟件除了致力于單片機的編程開發(fā)平臺外，還針對目前最流行C51開發(fā)項目出品了KEILFOR51軟件平臺以及支持在線調(diào)試的串口燒寫。從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持KEIL即可看出。KEIL提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（UVISION2）將這些部份組合在一起。如圖41所示圖41KEILFOR51開發(fā)平臺截圖KEILFORC51編譯平臺對51單片機的器件選型設(shè)置。如圖42所示。圖42MCU選型設(shè)置42系統(tǒng)軟件設(shè)計421循跡程序流程圖若小車偏左的時候，車輪將向右偏轉(zhuǎn)；若小車偏右，車輪將向左偏轉(zhuǎn)；為了識別大小彎道我們用一個長的循跡模塊和一個短的循跡模塊配合使用，這樣更能避免小車沖出跑道，若沒有偏移，小車將繼續(xù)向前；若小車完全偏離黑色軌跡，小車后邊的循跡傳感器會自動讓它停車。后邊的循跡模塊主要完成終點線的檢測。開始讀取傳感器的值車體是否偏離黑線否糾正位置是前進巡線是否完成否顯示時間速度是422避障程序流程圖我們的作品用2個傳感器實現(xiàn)蔽障，前后兩個用來判斷前方是否有障礙物。左右靠前的位置有兩個傳感器，探測距離比較近，防止左右碰壁。左邊車身中間位置有一個傳感器，此傳感器探測距離比較遠，用來判斷左邊是否是出口。上邊還加一個超聲波避障傳感器，來配合紅外避障。軟件設(shè)計時當前面?zhèn)鞲衅鳈z測到障礙物，左邊車身中間的傳感器也檢測到障礙物時則向左轉(zhuǎn)，否則向右轉(zhuǎn)，當完成了4次轉(zhuǎn)彎，即進入第三條直到，只需檢測左邊這個傳感器，當無障礙物時，向右轉(zhuǎn)，然后直走，直到前面兩個傳感器檢測到障礙物時，向右轉(zhuǎn)，然后進入正常檢測，最終完成蔽障。開始前方是否有障礙物左邊有障礙物右邊有障礙物否是右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)5系統(tǒng)調(diào)試51系統(tǒng)計算與分析511電機驅(qū)動參數(shù)計算與分析電氣時間常數(shù)電樞電流從零開始達到穩(wěn)定值的632時所經(jīng)歷的時間。測定電氣時間常數(shù)時，電動機應(yīng)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)并施加階躍性質(zhì)的驅(qū)動電壓。電氣時間常數(shù)工程上常常利用電樞繞組的電阻和電感求出/機械時間常數(shù)電動機從啟動到轉(zhuǎn)速達到空載轉(zhuǎn)速的632時所經(jīng)歷的時間。測定機械時間常數(shù)時，電動機應(yīng)處于空載運行狀態(tài)并施加階躍性質(zhì)的階躍電壓。機械時間常數(shù)工程上常常利用電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量和電樞電阻以及電動機反電動勢系數(shù)E、轉(zhuǎn)矩系數(shù)求出轉(zhuǎn)速電動機旋轉(zhuǎn)的速度，工程單位為R/MIN，即轉(zhuǎn)每分，在國際單位制中為RAD/S，即弧每秒。工作電流在單個電機正常工作或停止的工作電流100MA，四個電機同時工作時總電流570MA。直流電機參數(shù)表512超聲波測距模塊計算參數(shù)使用電壓DC5V靜態(tài)電流小于2MA感應(yīng)角度不大于15度探測距離2CM45