簡易智能電動車控制系統(tǒng)設(shè)計摘要AT89S52單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評?，F(xiàn)在，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在智能儀器儀表、機(jī)電設(shè)備過程控制、自動檢測、家用電器和數(shù)據(jù)處理等各個方面。隨著單片機(jī)的發(fā)展以及它在各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，它將滲透到生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。本設(shè)計的理論設(shè)計方案、調(diào)試方法、測試數(shù)據(jù)分析方法及設(shè)計中的特色與創(chuàng)新.點等對自動運輸機(jī)器人、家用清潔機(jī)器人、滅火機(jī)器人等自主及半自主機(jī)器人的設(shè)計與實現(xiàn)有一定的參考意義。本文介紹了基于AT89S52單片機(jī)，利用紅外傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小車的自動避障，用PMW調(diào)速方式控制車子快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄和顯示時間、里程和速度，自動尋跡、檢測鐵片、發(fā)出聲光信息和尋光功能。整個系統(tǒng)的電路邏輯結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高，實現(xiàn)功能強(qiáng)大。本文著重介紹了該系統(tǒng)的組成、硬件配置、軟件設(shè)計、工作原理、功能以及技術(shù)性能。本設(shè)計的特色就在于它利用AT89S52作為中心芯片對外部進(jìn)行控制，在外部信號采集后經(jīng)LM324電壓比較器后能夠給單片機(jī)輸入穩(wěn)定的高低電平，在小車行駛動力采用L293芯片具有足夠的驅(qū)動力，選LCD1602做為顯示器增加了本設(shè)計的顯示功能，改變了傳統(tǒng)的LED顯示信息量小的局限性。關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)電動小車PMW調(diào)速紅外傳感器自動避障LM324L293LCD1602目錄1前言……………….………1TOC\o"1-6"\h\z\u1.1本論文的主要工作………………….….11.2預(yù)期目標(biāo)………………...……………….……….…….22系統(tǒng)設(shè)計可行性分析……...……….....…………….……22.1總體方案……...……….……….……….22.2電源模塊方案………………….……….22.3智能車驅(qū)動方案……………….……….32.4直流調(diào)速方案……………….………….32.5檢測放大器方案……………….……….42.6檢測黑線方案……………….………….62.7檢測鐵片方案……………….………….62.8避障方案……………………….……….62.9尋光方案……………………….……….62.10停車方案…………………….………...72.11行車距離檢測方案……………………72.12聲音提示方案…………82.13顯示部分………………82.14系統(tǒng)工作原理…………82.15本章小結(jié)………………93系統(tǒng)硬件電路…………….93.1電源電路………………..93.2驅(qū)動電路………………..103.3檢測電路………………..11黑線檢測……………...11鐵片檢測……………...11障礙物檢測…………...123.4單片機(jī)最小電路………………………..123.5聲光電路………………..133.6顯示電路………………..133.7系統(tǒng)總電路圖…………..163.7本章小結(jié)………………..174系統(tǒng)軟件電路…………….174.1系統(tǒng)軟件設(shè)計說明……………………..174.2軟件流程圖……………..174.3本章小結(jié)………………..295硬件電路的制作與調(diào)試………………….305.1電路板的制作…………..30電路圖的繪制………………………...30制作電路板…………...305.2電路板的焊接…………..31手工焊錫要點…….…………………..31焊錫操作要領(lǐng)……………………...…315.3電路的調(diào)試……………..31測試方法與儀器……………………...31電源模塊調(diào)試………………………...32單片機(jī)模塊調(diào)試…………………...…32檢測模塊調(diào)試……………………...…325.4本章小結(jié)………………..346結(jié)論……………………….34致謝…………………………...35參考文獻(xiàn)……………………...36英文摘要……………………...37附錄成績評定表1前言隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究，可見其研究意義很大。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)。單片機(jī)的應(yīng)用在于實現(xiàn)計算機(jī)控制。而在線控制應(yīng)用方面，由于計算機(jī)身處系統(tǒng)之中，因此對計算機(jī)有體積小、功耗小、成本低以及控制功能強(qiáng)等要求，對這些要求真可謂是非單片機(jī)莫屬了?，F(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用日益廣泛深入，諸如在智能儀器儀表、家用電器和軍事設(shè)備的智能化以及實時過程控制等方面，單片機(jī)都扮演著越來越重要的角色，具有廣闊的應(yīng)用前景。從上述可以看出，單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不限于它的功能，以及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益上。更重要的意義在于單片機(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟件方法實現(xiàn)了，這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。這標(biāo)志著一種全新概念的建立。綜觀近三十年的發(fā)展過程，單片機(jī)正朝多功能、多選擇、高速度、低功耗、低價格、擴(kuò)大存儲容量和加強(qiáng)I/O功能及結(jié)構(gòu)兼容方向發(fā)展。預(yù)計其今后的發(fā)展趨勢有以下幾個方面：（1）微控制器的CPU核仍以CISC為主，但向RISC演化（2）提升指令執(zhí)行速度（3）集成大容量片上FLASH存儲器，實現(xiàn)ISP、IAP（4）普遍使用混合信號(數(shù)字-模擬相混合)集成技術(shù)（5）增加可聯(lián)網(wǎng)的外設(shè)接口（6）追求低電壓、低功耗、低價位、LPG(少腿芯片)本設(shè)計就采用了比較先進(jìn)的AT80S52為控制核心，AT80S52采用CHOMS工藝，功耗很低。該設(shè)計具有實際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。尤其是在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應(yīng)用到了紅外傳感器進(jìn)行檢測。所以本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強(qiáng)。1.1本論文的主要工作在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝紅外線傳感器、霍爾傳感器及金屬探測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。1.2預(yù)期目標(biāo)根據(jù)設(shè)計目的，選出合適的芯片和設(shè)計方案，實現(xiàn)設(shè)計的智能電動小車能夠顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。2系統(tǒng)設(shè)計可行性分析2.1總體方案方案一：采用各類數(shù)字電路來組成小車的控制系統(tǒng)，對外圍避障信號，黑帶檢測信號，鐵片檢測信號，各路趨光信號進(jìn)行處理。本方案電路復(fù)雜，靈活性不高，效率低，不利于小車智能化的擴(kuò)展，對各路信號處理比較困難。

方案二：采用AT89S52單片機(jī)來作為整機(jī)的控制單元。紅外線探頭采用市面上通用的發(fā)射管與及接收。鐵片檢測采用電感式接近開關(guān)TL-Q5MCL檢測，黑帶采用紅外線發(fā)射管對光源信號采集，再經(jīng)過LM324轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送到單片機(jī)系統(tǒng)處理。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決復(fù)雜的硬件電路部分，使系統(tǒng)硬件簡潔化，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。

比較以上兩種方案的優(yōu)缺點，方案二簡潔、靈活、可擴(kuò)展性好，能達(dá)到題目的設(shè)計要求，因此采用方案二來實現(xiàn)。2.2電源模塊方案由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下集中方案為系統(tǒng)供電。方案一：采用10節(jié)1.5V干電池供電，電壓達(dá)到15V，經(jīng)7812穩(wěn)壓后給支流電機(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。但干電池電量有限，使用大量的干電池給系統(tǒng)調(diào)試帶來很大的不便，因此，我們放棄了這種方案。方案二：采用3節(jié)4.2V可充電式鋰電池串聯(lián)共12.6V經(jīng)過7812的電壓變換后給電機(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。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比較可行。但鋰電池的價格過于昂貴，使用鋰電池會大大超出我們的預(yù)算，因此，我們放棄了這種方案。方案三：采用12V蓄電池為直流電機(jī)供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。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。雖然蓄電池的體積過于龐大，在小型電動車上使用極為不方便，但由于我們的車體設(shè)計時留出了足夠的空間，并且蓄電池的價格比較低。因此我們選擇了此方案。2.3智能車驅(qū)動方案

方案一：采用分立元件組成的平式驅(qū)動電路，這種電路可以由單片機(jī)直接對其進(jìn)行操作，但由于分立元件占用的空間比較大，還要配上兩個繼電器，考慮到小車的空間問題，此方案不夠理想。

方案二：采用市面易購的電機(jī)驅(qū)動芯片L293D，該芯片是利用TTL電平進(jìn)行控制，對電機(jī)的操作方便，通過改變芯片控制端的輸入電平，即可以對電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)操作，很方便單片機(jī)的操作，亦能滿足直流減速電機(jī)的要求。2.4直流調(diào)速方案方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。串電阻調(diào)速能簡單的實現(xiàn)要求，但是不穩(wěn)定，在電動車行走時產(chǎn)生大的功耗，影響其他芯片的工作，故放棄此方案。方案二：靜止可控整流器，簡稱V-M系統(tǒng)。V-M系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，可實現(xiàn)平滑調(diào)速。V-M系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。它的另一個缺點是運行條件要求高，維護(hù)運行麻煩。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運行時，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時，電源電壓加到電動機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時，直流電源與電動機(jī)斷開，電動機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation），簡稱PWM。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速。與V-M系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點：（1）由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1：10000左右。由于電流波形比V-M系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機(jī)的損耗和發(fā)熱都比較小。（2）同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)。（3）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計中受控電機(jī)的容量和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計采用了PWM方式進(jìn)行調(diào)速，脈寬調(diào)速也可通過單片機(jī)控制繼電器的閉合來實現(xiàn)。2.5檢測放大器方案：方案一：使用普通單級比例放大電路。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、價格低廉。但是也存在著許多不足。如抗干擾能力差、共模抑制比低等。方案二：采用差動放大電路。選擇優(yōu)質(zhì)元件構(gòu)成比例放大電路，雖然可以達(dá)到一定的精度，但有時仍不能滿足某些特殊要求。例如，在測量本設(shè)計中的光電檢測信號時需要把檢測過來的電平信號放大并濾除干擾，而且要求對共模干擾信號具有相當(dāng)強(qiáng)的抑制能力。這種情況下須采用差動放大電路，并應(yīng)設(shè)法減小溫漂。但在實際操作中，往往滿足了高共模抑制比的要求，卻使運算放大器輸出飽和；為獲得單片機(jī)能識別的TTL電平卻又無法抑制共模干擾。方案三：電壓比較器方案。電壓比較器的功能是比較兩個電壓的大小，例如將一個信號電壓U1和一個參考電壓Ur進(jìn)行比較，在U1>Ur和U1<Ur兩種不同情況下，電壓比較器輸出兩個不同的電平，即高電平和低電平。而U1變化經(jīng)過Ur時，比較器的輸出將從一個電壓跳變到另一個電平。比較器有各種不同的類型。對它的要求是：鑒別要準(zhǔn)確，反應(yīng)要靈敏，動作要迅速，抗干擾能力要強(qiáng)，還應(yīng)有一定的保護(hù)措施，以防止因過電壓或過電流而造成器件損壞。比較器的特點：（1）工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。放大、運算電路為了實現(xiàn)性能穩(wěn)定并滿足一定的精度要求，這些電路中的運放均引入了深度負(fù)反饋；而為了提高比較器的反應(yīng)速度和靈敏度，它所采用的運放不但沒有引入負(fù)反饋，有時甚至還加正反饋。因此比較器的性能分析方法與放大、運算電路是不同的。（2）非線性。由于比較器中運放處于開環(huán)或正反饋狀態(tài)，它的兩個輸入端之間的電位差與開環(huán)電壓放大倍數(shù)的乘積通常超過最大輸出電壓，使其內(nèi)部某些管子進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)，因此在絕大多數(shù)情況下輸出與輸入不成線性關(guān)系，即在放大、運算等電路中常用的計算方法對于比較器不再適用。（3）開關(guān)特性。比較器的輸出通常只有高電平和低電平兩種穩(wěn)定狀態(tài)，因此它相當(dāng)與一個受輸入信號控制的開關(guān)，當(dāng)輸入電壓經(jīng)過閾值時開關(guān)動作，使輸出從一個電平跳變到另一個電平。由于比較器的輸入信號是模擬量，而它的輸出電平是離散的，因此電壓比較器可作為模擬電路與數(shù)字電路之間的過渡電路。由于比較器的上述特點，在分析時既不能像對待放大電路那樣去計算放大倍數(shù)，也不能像分析運算電路那樣去求解輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系，而應(yīng)當(dāng)著重抓住比較器的輸出從一個電平跳變到另一個電平的臨界條件所對應(yīng)的輸入電壓值（閾值）來分析輸入量與輸出量之間的關(guān)系。如果在比較器的輸入端加理想階躍信號，那么在理想情況下比較器的輸出也應(yīng)當(dāng)是理想的階躍電壓，而且沒有延遲。但實際集成運放的最大轉(zhuǎn)換速率總是有限的，因此比較器輸出電壓的跳變不可能是理想的階躍信號。電壓比較器的輸出從低電平變?yōu)楦唠娖剿毜臅r間稱為響應(yīng)時間。響應(yīng)時間越短，響應(yīng)速度越快。減小比較器響應(yīng)時間的主要方法有：（1）盡可能使輸入信號接近理想情況，使它在閾值附近的變化接近理想階躍且幅度足夠大。（2）選用集成電壓比較器。（3）如果選用集成運放構(gòu)成比較器，為了提高響應(yīng)速度可以加限幅措施，以避免集成運放內(nèi)部的管子會進(jìn)入深飽和區(qū)。具體的措施多為在集成運放的兩個輸入端并聯(lián)二極管。如圖1電壓比較器電路所示。圖1電壓比較器電路在本設(shè)計中，光電傳感器只輸出一種高低電平信號且伴有外界雜波干擾，所以我們嘗試采用了一種滯回比較器。簡單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說如果輸入信號因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會反復(fù)的從一個電平跳到另一個電平。如果用這樣的輸出電壓控制電機(jī)或繼電器，將出現(xiàn)頻繁動作或起?，F(xiàn)象。這種情況，通常是不允許的。而滯回比較器則解決了這個問題。滯回比較器有兩個數(shù)值不同的閾值，當(dāng)輸入信號因受干擾或其他原因發(fā)生變化時，只要變化量不超過兩個閾值之差，滯回比較器的輸出電壓就不會來回變化。所以抗干擾能力強(qiáng)。綜上比較選擇方案三。2.6檢測黑線方案方案一：采用發(fā)光二極管發(fā)光，用光敏二極管接收。由于光敏二極管受可見光的影響較大，穩(wěn)定性差，故不用此方案。方案二：利用紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外線二極管進(jìn)行接收。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(jìn)行隔離。本方案也易于實現(xiàn)，比較可靠，因此采用方案二。此套紅外發(fā)射管固定在底盤前沿，貼近地面。正常行駛時，發(fā)射管發(fā)射紅外光照射地面，光線經(jīng)白紙反射后被接收管接收；電動車經(jīng)過黑線時，發(fā)射端發(fā)射的光線被黑線吸收，接收端接收不到反射光線，由此引起電壓變化，再經(jīng)電壓比較器處理，輸出信號經(jīng)單片機(jī)處理控制車子轉(zhuǎn)向。2.7檢測鐵片方案

方案一：采用電渦流原理自制的傳感器，取才方便，但難以調(diào)試，輸出信號也不可靠，成功率比較低，難以準(zhǔn)確輸出傳感信息。

方案二：采用市面易購的電感式接近開關(guān)，本系統(tǒng)采用市面比較通用電感式接近開關(guān)TL-Q5MCL完成鐵片檢測的任務(wù)。雖然電感式接近開關(guān)占的體積大，對本設(shè)計是可以接受的，且輸出信號較可靠，穩(wěn)定性好，受外界的干擾小，故采用方案二。2.8避障方案

方案一：采用超聲波避障，超聲波受環(huán)境影響較大，電路復(fù)雜，而且地面對超聲波的反射，會影響系統(tǒng)對障礙物的判斷。

方案二：采用紅外線避障，利用單片機(jī)來產(chǎn)生38KHz信號對紅外線發(fā)射管進(jìn)行調(diào)制發(fā)射，發(fā)射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來，紅外線接收管對反射回來信號進(jìn)行解調(diào)，輸出TTL電平。此方案雖價格比較便宜，但外界對紅外信號有一定的干擾。

方案三：集成F&G公司的DR-100N光電開光，工作距離合適，穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，結(jié)構(gòu)簡單，故采用此方案。2.9尋光方案方案一：在小車前面裝上幾個光電開關(guān)，通過不同方向射來的光使光電開關(guān)工作，從而對小車行駛方向進(jìn)行控制，根據(jù)光電開關(guān)特性，只有當(dāng)光達(dá)到一定強(qiáng)度時才能夠?qū)ǎ虼藥в幸欢ǖ木窒扌浴?/p>

方案二：在小車前面裝上參數(shù)一致的光敏電阻，再通過比較電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入單片機(jī)，單片機(jī)再對讀入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對外圍進(jìn)操作。對方案一、二進(jìn)行比較，方案二硬件稍為復(fù)雜，但能夠?qū)Σ煌瑥?qiáng)度的光進(jìn)行采集以及比較，操作靈活，所以采用方案二。2.10停車方案方案一：利用紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外線二極管進(jìn)行接收。當(dāng)車子到達(dá)終點的時候，發(fā)射管檢測到黑線，電路電平發(fā)生變化，再輸入單片機(jī)處理，控制車子停車。此方案需要車子后退一段距離，而且之前的黑線也回對其造成一定得影響。方案二：一個連接有光敏電阻的比較電路，當(dāng)靠近車庫的時候，光敏電阻達(dá)到一定得變化，從而輸出電平變化，再經(jīng)單片機(jī)控制小車停。此方案穩(wěn)定性高，故采用。2.11行車距離檢測方案方案一：由于紅外檢測具有反應(yīng)速度快、定位精度高，可靠性強(qiáng)故采用紅外光電碼盤測速方案。具體電路同圖2行車距離檢測電路所示。圖2行車距離檢測電路紅外測距儀由測距輪，遮光盤，紅外光電耦合器及凹槽型支架組成的。測長輪的周長為記數(shù)的單位，最好取有效值為單一的數(shù)值，精度根據(jù)電動車控制的需要確定。測距輪安裝在車輪上，這樣能使記數(shù)值準(zhǔn)確一些。遮光盤有一缺口，盤下方的凹形物為槽型光電耦合器，其兩端高出部分的里面分別裝有紅外發(fā)射管和紅外接收管。遮光盤在凹槽中轉(zhuǎn)動時，缺口進(jìn)入凹槽時，紅外線可以通過，缺口離開凹槽紅外線被阻擋。由此可見，測距輪每轉(zhuǎn)一周，紅外光接收管均能接收到一個脈沖信號經(jīng)過整形器后送入計數(shù)器或直接送入單片機(jī)中。測距原理：將光柵安裝在電機(jī)軸上，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，光柵也隨之轉(zhuǎn)動，同時安裝在光柵一側(cè)的紅外發(fā)光二極管點亮，在光柵的另一側(cè)設(shè)有紅外三極管，用于接收紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線信號。由于光柵隨電機(jī)高速轉(zhuǎn)動，則紅外線三極管接收到的就是一系列脈沖信號。將該信號傳輸?shù)?9S52單片機(jī)的內(nèi)部計數(shù)器計數(shù)，根據(jù)預(yù)先實測的數(shù)據(jù)換算關(guān)系即可計算出電動機(jī)車的行車距離。方案二：采用霍爾傳感器測距與測速，使用霍爾器件檢測磁場的方法極為簡單，將霍爾器件做成各種形式的探頭，放在被測磁場中，因霍爾器件只對垂直于霍爾片的表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度敏感，因而必須令磁力線和器件表面垂直，通電后即可由輸出電壓得到被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。每次車輪轉(zhuǎn)動一周探頭和磁片垂直一次，霍爾傳感器將檢測到的信號傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)將小車轉(zhuǎn)動的次數(shù)記錄下來，小車車輪的周長測試后寫入單片機(jī)程序后，小車行駛的距離就等于轉(zhuǎn)動的次數(shù)與周長的乘積，因單片機(jī)有計數(shù)功能，故可測試小車開始運動到停止時的時間間隔，由此可以知道小車的行駛速度。綜上所述，由于霍爾傳感器原理簡單易行，經(jīng)濟(jì)實惠，設(shè)計要求的精度不高，采用霍爾傳感器既簡化電路結(jié)構(gòu)又能達(dá)到設(shè)計要求，故采用了霍爾傳感器作為測距裝置?；魻杺鞲衅髟韴D3所示。圖3霍爾傳感器原理2.12聲音提示方案

方案一：采用DS1420可分段錄放音模塊，能夠給人以直觀的提示，但DS1420錄放音模塊價格比較高，也可以采用此方案來處理。方案二：采用蜂鳴器，在一定程度上能滿足要求，而且易于實現(xiàn)，成本也不高，故采用方案二。

2.13顯示部分

方案一：采用LED七段數(shù)碼管，驅(qū)動電路比較復(fù)雜，占用單片機(jī)資源較多，不容易調(diào)試。方案二：采用LCD顯示，用單片機(jī)可實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)，容易驅(qū)動，故采用LCD顯示。2.14系統(tǒng)工作原理簡易智能電動車采用AT89S52單片機(jī)進(jìn)行智能控制。開始由手動啟動小車，并復(fù)位，當(dāng)經(jīng)過規(guī)定的起始黑線，由紅線線傳感器檢測，通過單片機(jī)控制小車開始記數(shù)顯示并避障、調(diào)速；系統(tǒng)的自動避障功能通過DR-100N傳感器正前方檢測，由單片機(jī)控制實現(xiàn)；在電動車進(jìn)駛過程中，用光敏電阻確定停車位置，采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，以提高系統(tǒng)的靜動態(tài)性能；采用動態(tài)共陰顯示行駛時間和里程。系統(tǒng)原理圖如圖4所示。圖4系統(tǒng)原理圖2.15本章小結(jié)本章通過比較，從技術(shù)可行性，性能，電路布局和經(jīng)濟(jì)使用等方面綜合考慮各個模塊方案，得出了各個模塊的最佳方案，不同方案功能幾乎都可以實現(xiàn)，但是本著經(jīng)濟(jì)適用的原則，最終選定了本文所使用的方案，使整輛車的開發(fā)費用降到最低。3系統(tǒng)硬件電路系統(tǒng)的硬件電路由六部分組成，分別是：電源電路、驅(qū)動電路、檢測電路、顯示電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、信號電路。以下對這六個電路詳細(xì)描述。電源電路系統(tǒng)電路采用L7805和L7812三端穩(wěn)壓管對電源進(jìn)行穩(wěn)壓，輸出的5V給芯片和紅外提供電壓，12V為電機(jī)、TL-Q5MCL和DR-100N提供足夠電壓。如圖5所示，L7805與L7812的接法一樣，輸入電壓與地、輸出電壓與地分別接電容濾波和去耦。圖5電源電路圖3.2驅(qū)動電路L293D是著名的SGS公司的產(chǎn)品。為單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅(qū)動，設(shè)計用來接收DTL或者TTL邏輯電平，驅(qū)動感性負(fù)載(比如繼電器，步進(jìn)馬達(dá))，和開關(guān)電源晶體管。內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路。其額定工作電流為1A，最大可達(dá)1.5A。其工作電路如圖6。圖6L293D的驅(qū)動的電路圖L293D可直接的對電機(jī)進(jìn)行控制，無須隔離電路。通過單片機(jī)的I/O輸入改變芯片控制端的電平，即可以對電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，非常方便，亦能滿足直流減速電機(jī)的大電流要求。調(diào)試時在依照下圖，用程序輸入對應(yīng)的碼值，能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)的動作。圖7L293D碼表圖3.3檢測電路檢測電路包括黑線檢測、鐵片檢測、障礙檢測、光線檢測。采用先由傳感器采集外部信號，由外部信號的變化引起電路的電壓U1變化，根據(jù)不同的電壓變化設(shè)定一個電壓參考值U2，把這2個電壓都接入LM324進(jìn)行比較，從而輸出高低電平，當(dāng)U1>U2時輸出高電平，當(dāng)U1<U2時輸出低電平，再把這電平的變化送入單片機(jī)進(jìn)行處理，就可以控制電機(jī)的左右轉(zhuǎn)，前后行走，每一個傳感器都可以采用如圖8所示的信號放大電路圖。只是采用的電壓比較值不一樣。圖8信號放大電路以下對不同的檢測器件及接法進(jìn)行分析。黑線檢測采用2個紅外發(fā)射接收管分別安裝在電動車的車頭左右兩端，當(dāng)探測到黑色線的時候，輸出高電平，通過單片機(jī)對該傳感器的輸出電平進(jìn)行處理，改變電動車的行駛路線，當(dāng)左邊探測到黑線時，車子左轉(zhuǎn)，反之右轉(zhuǎn)，這樣車子就可以沿正確的路線行駛。電路圖如圖9。圖9紅外檢測電路鐵片檢測在電動車的前端安裝金屬探測的光電傳感器TL-Q5MC，當(dāng)檢測到鐵片的時候，輸出地電平，通過單片機(jī)處理鐵片的數(shù)目和控制停車5S。TL-Q5MC圖如下。圖10鐵片檢測圖障礙物檢測加入障礙物檢測的紅外發(fā)射DR-100N傳感器，如遇到障礙物，輸出低電平，通過單片機(jī)處理控制電動車避開障礙物。電路圖如下。圖11障礙檢測圖單片機(jī)最小電路AT89S52是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單、可靠。用AT89S52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖12所示。圖12單片機(jī)最小系統(tǒng)（1）時鐘電路AT89S52雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外部附加電路。AT89S52單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。本設(shè)計采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHZ到12MHZ之間選擇。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，CX1、CX2可在20pF到100pF之間取值，所以本設(shè)計中，振蕩晶體選擇11.0592MHZ,電容選擇30pF.（2）復(fù)位電路AT89S52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。。本設(shè)計就是用的按鍵手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通而實現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位電路時鐘頻率選用C取10uF,R20取10KΩ，R205取1KΩ。聲光電路在小車行進(jìn)過程中，檢測到鐵片后需要送出聲光信號。這里選用了直接由直流電源驅(qū)動的蜂鳴器做聲音輸出，發(fā)光二極管做光信號輸出。電路圖如下：圖13聲光電路圖顯示電路顯示電路主要采用TC1602，TC1602引腳圖如圖14。圖14TC1602引腳圖TC1602A液晶顯示器可以顯示兩行字符，有16個引腳。其引腳表如表1所示。表1液晶顯示器引腳表編號符號引腳說明1VSS電源地2VDD電源正極3VL液晶顯示偏壓信號4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端5R/W讀/寫選擇端6E使能信號7D0DataI/O8D1DataI/O9D2DataI/O10D3DataI/O11D4DataI/O12D5DataI/O13D6DataI/O14D7DataI/O15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。（2）1602內(nèi)部結(jié)構(gòu)1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，就能看到字母“A”。（3）1602指令說明如表2所示。表2部分字符表低位高位0000001000110100010101100111XXXX0000(1)0@P\pXXXX0001(2)!1AQaqXXXX0010(3)“2BRbrXXXX0011(4)#3CScsXXXX0100(5)$4DTdtXXXX0101(6)%5EUeuXXXX0110(7)&6FVfvXXXX0111(8)>7GWgwXXXX1000(1)(8HXhxXXXX1001(2))9IYiyXXXX1010(3):GZjzXXXX1011(4)+;K[k{XXXX1100(5)<L]l}XXXX1101(6)_=MmXXXX1110(7).>NnXXXX1111(8)/?O一o3.7系統(tǒng)總電路圖圖15系統(tǒng)總電路圖3.8本章小結(jié)本章對上一章所選的方案進(jìn)行硬件電路的設(shè)計，選擇好相應(yīng)的器件，有時器件選好了，可是有些很難購買得到，就改用其他易購買得到的器件代替，比如原來想購買的紅外集成傳感器，由于市場找不到相應(yīng)的傳感器，就選用另外一種光電開關(guān)代替。查找每個器件的用法，對每個方案畫好原理圖。系統(tǒng)軟件電路4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計說明在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計算，然后再輸出，以便控制。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。所謂“模塊”，實質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨立的程序段，這種程序設(shè)計方法叫模塊程序設(shè)計法。模塊程序設(shè)計法的主要優(yōu)點是：（1）單個模塊比起一個完整的程序易編寫及調(diào)試；（2）模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務(wù)在不同條件下調(diào)用；（3）模塊程序允許設(shè)計者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計者提供方便。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑定時子程序、避障子程序﹑中斷子程序﹑顯示子程序﹑調(diào)速子程序構(gòu)成。一個單片機(jī)的控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和可靠性在很大程度上決定于軟件，本系統(tǒng)軟件采用C語言編程，移植性好，可適應(yīng)不同核心的單片機(jī)采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個功能模塊對于整體的設(shè)計都是非常重要的。軟件流程圖鐵片流程圖及程序如下：圖16鐵片流程圖鐵片程序：voidiron_1()//檢測鐵片{uchartemp;last=iron.num; if(P32==0){ delay_ms(10);if(P32==0) { while(P32==0); iron.num++; } if((last==0)&&(iron.num==1)) {for(temp=0;temp<2;temp++)//change { //change delay_ms(100); P27^=1; P26^=1; } }}if(iron.num>=2){ iron.num=0; iron.iron_stop_flag=1;}elseif(iron.num<2){ iron.iron_stop_flag=0;}if(iron.iron_stop_flag==1){iron.iron_stop_flag=0; P23=0; //stop P24=0; //stop for(temp=0;temp<10;temp++)//change { //change delay_ms(100); P27^=1; P26^=1;} init_turn();while(1){while(1){turn_left_right(); iron_1();if(step_mode==1)break;P23=1;P24=0;P22=0;P21=1;delay_ms(200); //changeP22=0;P21=0;} step_mode=1;//準(zhǔn)備進(jìn)入下一狀態(tài)}}行駛轉(zhuǎn)向流程圖及程序如下：圖17行駛轉(zhuǎn)向流程圖行駛轉(zhuǎn)向程序：voidinit_turn(){ P21=0; P22=0; P23=1; P24=0; P26=0; P27=0;}voidturn_left_right() //循跡{if((P10==1)&&(P11==0))//turnleft{ delay_ms(0); P21=1; P22=0; }if((P11==1)&&(P10==0))//turnright{ delay_ms(0); P22=1; P21=0; }if((P11==1)&&(P10==1))//stop{ delay_ms(0); P22=0; P21=0; }/////if((P11==0)&&(P10==0))//change{ delay_ms(0); P22=0; P21=0; }/////}voidcheck_block(){if((P12==0)&&(P13==1)&&(P14==1)&&(P15==1))//turnleft 壁障{ delay_ms(0); P21=1; P22=0; }if((P13==0)&&(P14==1)&&(P15==1))//turnright 尋光{ delay_ms(0); P22=1; P21=0; }if((P14==0)&&(P15==1))//stop 找方向{ delay_ms(0); P22=0; P21=0; }/////if(P15==0)//change停車{ delay_ms(0); P23=0; P24=0; step_mode=2; }///// }（3）顯示程序/**************定義接口************************/#defineLCDIOP0sbitrs=P3^4;sbitrw=P3^5;sbitep=P3^6;#defineLCD1602_RS_0rs=0;#defineLCD1602_RS_1rs=1;#defineLCD1602_RW_0rw=0;#defineLCD1602_RW_1rw=1;#defineLCD1602_EN_0ep=0;#defineLCD1602_EN_1ep=1;/**************定義函數(shù)************************/voidLCD_write_command(unsignedcharcommand);//寫入指令函數(shù)voidLCD_write_dat(unsignedchardat);//寫入數(shù)據(jù)函數(shù)voidLCD_set_xy(unsignedcharx,unsignedchary);//設(shè)置顯示位置函數(shù)voidLCD_dsp_char(unsignedx,unsignedchary,unsignedchardat);//顯示一個字符函數(shù)voidLCD_dsp_string(unsignedcharX,unsignedcharY,unsignedchar*s);//顯示字符串函數(shù)voidLCD_init(void);//初始化函數(shù)voiddelay_nms(unsignedintn);//延時函數(shù)/********************************************//************初始化函數(shù)**********************/voidLCD_init(void){CLEARSCREEN;//clearscreenLCD_write_command(0x38);//set8bitdatatransmissionmodeLCD_write_command(0x0c);//opendisplay(enablelcddisplay)LCD_write_command(0x80);//setlcdfirstdisplayaddressCLEARSCREEN;//clearscreen}/********************************************************//**************寫指令函數(shù)********************************/voidLCD_write_command(unsignedcharcommand){ //SREG&=0X7F;LCDIO=command;delay_nms(1); LCD1602_RS_0;delay_nms(1); LCD1602_RW_0;delay_nms(1); LCD1602_EN_0;delay_nms(1); LCD1602_EN_1; delay_nms(1); //SREG|=0X80; }/***************************************************//****************寫數(shù)據(jù)函數(shù)*************************/voidLCD_write_dat(unsignedchardat){//SREG&=0X7F;LCDIO=dat;delay_nms(1);LCD1602_RS_1;delay_nms(1);LCD1602_RW_0;delay_nms(1);LCD1602_EN_0;delay_nms(1);LCD1602_EN_1;//SREG|=0X80;}/*****************************************************//***************設(shè)置顯示位置**************************/voidLCD_set_xy(unsignedcharx,unsignedchary){unsignedcharaddress;if(y==1)address=0x80+x;elseaddress=0xc0+x;LCD_write_command(address);}/***************************************************//****************顯示一個字符***********************/voidLCD_dsp_char(unsignedx,unsignedchary,unsignedchardat){LCD_set_xy(x,y);LCD_write_dat(dat);}/**********************************************//***************顯示字符串函數(shù)*****************/voidLCD_dsp_string(unsignedcharX,unsignedcharY,unsignedchar*s){LCD_set_xy(X,Y);while(*s){LCD_write_dat(*s);s++;}}/***********************************************//**********延時********************************/voiddelay_nms(unsignedintn){unsignedinti=0,j=0;for(i=n;i>0;i--)for(j=0;j<200;j++);}//=======================================================================//delay(BYTEms)//延時函數(shù)delay函數(shù)名//ms為形參變量//帶一個byte類型的參數(shù)//=======================================================================voiddelay_ms(unsignedintms){unsignedchari;while(ms--){for(i=0;i<250;i++)//250*4=1000us{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//#include<intrins.h>}}}voidTimer1(void)interrupt3{uchari,j;TH1=(65536-50000)/256;//50msTL1=(65536-50000)%256;timecount++;//if(time_count==20)flash1^=1;}voidEXINT11(void)interrupt2{uchari,j;n++;flash2^=1;}voidmain() { BYTEi,temp; unsignedlongtemp1=0; unsignedlongtemp2=0; TMOD=0x11; TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; TR1=0; ET1=1; EX1=0;/*開中斷*/ IT1=1;/*中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)*/ EA=1;//////////////////////////key_start=1; LCD_init();//初始化LCDLCD_dsp_string(0,1,ready_shuzhu);//顯示字符串函數(shù)while(1){if(key_start==0)delay_ms(10);if(key_start==0){TR1=1;EX1=1;flag_start=1;while(!key_start);delay_ms(100);CLEARSCREEN;//clearscreenLCD_dsp_string(0,1,going_shuzhu);//顯示字符串函數(shù)break;}}/*while(flag_start){if(key_start==0)delay_ms(10);if(key_start==0){TR1=0;EX1=0;flag_start=0;while(!key_start);delay_ms(100);break;}}//////////////////////////////*LCD_dsp_string(0,2,length_shuzhu);//speed_shuzhu[]={"speed:cm/sec"};//聲明一個數(shù)組temp=length/1000;LCD_dsp_char(7,2,0x30+temp);temp=(length%1000)/100;LCD_dsp_char(8,2,0x30+temp);temp=(length%100)/10;LCD_dsp_char(9,2,0x30+temp);temp=(length%10)/1;LCD_dsp_char(10,2,0x30+temp);delay_ms(100);*/while(1){check_block();if(step_mode==2)break;}TR1=0;EX1=0;flag_start=0;while(!key_start);delay_ms(100);while(1){CLEARSCREEN;//clearscreentemp1=n;temp1=25*temp1;length=(unsignedint)(temp1/2);//cmtime=timecount/20;//secspeed=length/time;//cm/secLCD_dsp_string(0,1,time_shuzhu);//time//temp=12;temp=time/1000;LCD_dsp_char(5,1,0x30+temp);temp=(time%1000)/100;LCD_dsp_char(6,1,0x30+temp);temp=(time%100)/10;LCD_dsp_char(7,1,0x30+temp);temp=(time%10)/1;LCD_dsp_char(8,1,0x30+temp);delay_ms(200);LCD_dsp_string(0,2,num_shuzhu);//顯示字符串函數(shù)delay_ms(600);///////////////////////////LCD_dsp_string(0,1,speed_shuzhu);//speed_shuzhu[]={"speed:cm/sec"};//聲明一個數(shù)組temp=speed/1000;LCD_dsp_char(7,1,0x30+temp);temp=(speed%1000)/100;LCD_dsp_char(8,1,0x30+temp);temp=(speed%100)/10;LCD_dsp_char(9,1,0x30+temp);temp=(speed%10)/1;LCD_dsp_char(10,1,0x30+temp);LCD_dsp_string(0,2,length_shuzhu);//speed_shuzhu[]={"speed:cm/sec"};//聲明一個數(shù)組temp=length/1000;LCD_dsp_char(7,2,0x30+temp);temp=(length%1000)/100;LCD_dsp_char(8,2,0x30+temp);temp=(length%100)/10;LCD_dsp_char(9,2,0x30+temp);temp=(length%10)/1;LCD_dsp_char(10,2,0x30+temp);delay_ms(600);}}}本章小結(jié)本章對程序進(jìn)行了編寫，主要要考慮程序能夠穩(wěn)定執(zhí)行而不掉入死循環(huán)，會不會重復(fù)定義，對同一個時期同一個端口會不會執(zhí)行對立的程序，這些就需要先進(jìn)行電路的仿真。還有需要考慮程序是不是能夠配合實際的環(huán)境準(zhǔn)確運行，例如在車停車5秒的時候，由于車之前處于走半轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)，此時車是偏右的，就需要執(zhí)行一次調(diào)整車位置的程序。仿真圖如圖18所示。圖18仿真圖硬件電路的制作與調(diào)試5.1電路板的制作在設(shè)計電路原理圖時要考慮信號的完整性和電路的抗干擾技術(shù)。在電路原理圖設(shè)計時，信號流程從上到下或從左到右，使用交叉走線應(yīng)盡量少，信號線應(yīng)盡量短以減小因線路過長引起的分布電容、漏感。5.1.1電路圖的繪制根據(jù)電流大小，盡量加寬布線。電源線、地線的走向應(yīng)與信號方向一致。接地線應(yīng)盡量加粗。接地線應(yīng)盡量構(gòu)成死循環(huán)回路，這樣減少地線電位差。需要全面了解所選用元件及各種插座的規(guī)格、尺寸面積等。從電磁場兼容性、抗干擾能力等方面考慮來確定元件的布局。印刷電路圖是以原理圖為基準(zhǔn)，采用Protel99SE繪制。每個元件都有相應(yīng)位置，印刷電路圖中元件的安裝位置與原理圖中的元件位置相對應(yīng)印制電路圖如下圖19所示。圖19印制電路圖制作電路板第一步：在打印機(jī)上將布線圖按1∶1的比例打印在熱轉(zhuǎn)印紙上，裁切至合適大小，用透明膠紙將其平整地貼在覆銅板上，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)印。注意要平整，不能起皺。第二步：用熱轉(zhuǎn)印機(jī)（要很熱）將轉(zhuǎn)印紙上黑色塑料粉壓在覆銅板上形成高精度的抗腐層。注意受熱要均勻且徹底，否則碳粉不能全部轉(zhuǎn)印到覆銅板上。最佳溫度是140～170攝氏度之間，在這個溫度范圍以內(nèi)，塑料碳粉的轉(zhuǎn)移特性最佳；等溫度低一些以后再將轉(zhuǎn)印紙揭下來，慢慢的揭。第三步：采用雙氧水加鹽酸的水溶液對覆銅板進(jìn)行腐蝕，將覆銅板上未涂漆部分的銅皮腐飾掉。5.2電路板的焊接5.2.1手工錫焊的要點（1）掌握好加熱時間（2）保持合適的溫度（3）用烙鐵頭對焊點施力是有害的

錫焊操作要領(lǐng)

（1）焊件表面處理（2）預(yù)焊

（3）不要用過量的焊劑

（4）保持烙鐵頭的清潔（5）加熱要靠焊錫橋（6）焊錫量要合適（7）焊件要牢固（8）烙鐵撤離有講究5.3電路的調(diào)試電路調(diào)試時分模塊進(jìn)行調(diào)試，如每個模塊功能的達(dá)到要求時再進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試時根據(jù)原理圖耐心的細(xì)心的注意每個環(huán)節(jié)的細(xì)微變化?？赡芤淮握{(diào)試并不能成功，要采用不同的方法進(jìn)行多次調(diào)試。測試方法與儀器（1）測試儀器測試儀器包括秒表、數(shù)字萬用表、直流穩(wěn)壓電源等。 （2）測試方法數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、截止/導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù)。整機(jī)焊接完畢，首先對硬件進(jìn)行檢查聯(lián)線有無錯誤，再逐步對各模塊進(jìn)行調(diào)試。電源模塊調(diào)試接上9V的電池，接入太高的電壓可能使7805工作不穩(wěn)定，且發(fā)熱太高可能燒壞7805，用萬用表檢測7805的1、2腳的電壓之間的電壓值，正常為9-10V，在檢測2、3腳的電壓，正常為4.9-5.1V，經(jīng)檢測都正常。再接上18V的電池進(jìn)入7812，用萬用表檢測7812的1、2腳的電壓之間的電壓值，正常為17-19V，在檢測2、3腳的電壓，正常為11-13V，經(jīng)檢測都正常。所以電壓模塊正常使用。單片機(jī)模塊調(diào)試寫入聲光程序，檢測單片機(jī)是不是能正常工作，其中接晶振的18、19腳的電壓為2.2V左右，二極管能夠正常發(fā)光，蜂鳴器能正常發(fā)聲。如不發(fā)光，查看27腳是否為高電平并查看二極管是否接反，28腳是否高電平，接蜂鳴器的三極管是否引腳正確。經(jīng)檢測都正常。如圖20。圖20單片機(jī)檢測圖檢測模塊調(diào)試首先寫入電機(jī)控制小程序，控制其正反轉(zhuǎn)。加入避障子程序，小車運轉(zhuǎn)正常，調(diào)整靈敏度達(dá)最佳效果。加入顯示時間子程序，顯示正常。鐵片檢測依靠接近開關(guān)，對檢測信號進(jìn)行處理并實時顯示和發(fā)出聲光信息，直到無異常狀況。路程顯示部分是對霍爾管脈沖進(jìn)行計數(shù)，為了盡量達(dá)到精確，車輪加裝小磁片。接著對黑帶檢測模塊調(diào)試，發(fā)現(xiàn)有時小車會跑出黑帶，經(jīng)判斷是因為紅外線收發(fā)對管靈敏度不高，調(diào)整靈敏度后仍然達(dá)不到滿意效果，疑是受環(huán)境光影響，利用塑料套包圍紅外線收發(fā)后問題解決。趨光電路主要由三個光敏電阻構(gòu)成，調(diào)整三個光敏電阻的角度，以最佳效果完成趨光功能。如圖21以紅外檢測黑線為例。圖21檢測模塊調(diào)試其中R1先用1K的可調(diào)電阻，R2用500K的可調(diào)電阻。接好電路后測3跟4端的電壓，觀察電壓變化的大小，發(fā)現(xiàn)當(dāng)R1的電阻接近100歐，R2接近500K的時候，3跟4端的電壓變化最大。所以使用R1為100歐，R2為500K歐的電阻。測得電壓的變化范圍為2.9-4.2V，所以選擇比較電壓3.5V，其中3.5V可以由可變電阻調(diào)得。其他的測試類似這種測法。（3）測試數(shù)據(jù)如下表3。表3測試數(shù)據(jù)表測試器件比較電壓（V）輸出低電平情況輸出高電平情況黑線（紅外）檢測3.5白線黑線鐵片（光電）檢測2.5有鐵無鐵測速（霍爾）檢測0.3有磁無磁避障（光電）檢測3.0有障無障光強(qiáng)（轉(zhuǎn)彎）檢測3.0有光無光光強(qiáng)（尋光）檢測2.5有光無光光強(qiáng)（停車）檢測0.5有光無光5.4本章小結(jié)從制板開始，由于制板時腐蝕的時間把握不好，弄壞了兩塊板，焊接的時候遵循焊接的原則，一個一個焊完后就檢查接通情況，所以全部焊完后整塊板都沒問題。在測試數(shù)據(jù)的時候接通傳感器，把每個數(shù)據(jù)都記錄好，選好外部傳感器的位置，再用膠固定好。調(diào)試尋光的時候，需要多次測量，尋找最佳位置。結(jié)論通過對本系統(tǒng)的設(shè)計，我掌握了許多傳感器的知識，對自動控制的理論也有了更近一步的認(rèn)識。而且是我們了解設(shè)計一個實際的系統(tǒng)不只是電子控制的問題，還涉及到機(jī)械、動力等個方面的知識。本文設(shè)計的智能小車系統(tǒng)通過檢測到電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，形成閉環(huán)控制，對其轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果要在系統(tǒng)中進(jìn)一步增強(qiáng)自動調(diào)速的功能，可以引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法對直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)和精確的校正，這些算法可以方便地用VisualC++4.0實現(xiàn)，生成的應(yīng)用程序可以穩(wěn)定地運行在Windows上。智能小車功能完善，靈活性強(qiáng)，智能化程度高，具有可移動性、輕便性、易操作性和適應(yīng)性等特點。本系統(tǒng)采用霍爾傳感器作為車速數(shù)據(jù)的采集，霍爾傳感器一般由霍爾元件和磁鋼組成。當(dāng)霍爾元件和磁鋼相對運動時就會產(chǎn)生信號脈沖。根據(jù)磁鋼和脈沖數(shù)量就可以計算轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)而可以求出周長，得出車速參數(shù)?；魻杺鞲衅骶哂性S多優(yōu)點，結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。用單片機(jī)及小車組成系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)自動檢測黑線軌跡，并按照規(guī)定的軌跡行駛，使用液晶顯示小車行駛速度與路程。經(jīng)過適當(dāng)?shù)男薷?，本系統(tǒng)有多種用途，可廣泛用于距離的測量，野外的勘探，智能建筑環(huán)境等等。致謝畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)告一段落，經(jīng)過自己不斷的努力搜索以及同學(xué)的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計已經(jīng)基本完成。在這段時間里，羅老師的指導(dǎo)使我受益非淺。對羅老師表示衷心的感謝。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我深刻地認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實際的含義，并且檢驗了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計中對于知識的運用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這設(shè)計是對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。由于自身水平有限，設(shè)計中一定存在很多不足之處，敬請各位老師批評指正。參考文獻(xiàn)1何立民.1991.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.航天航空大學(xué)出版社.2～5.46～502李廣弟.2001.單片機(jī)基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)出版社.56～643何希才.2000.新型實用電子電路400例.電子工業(yè)出版社.60～654趙負(fù)圖.2004.傳感器集成電路手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.590～5915陳伯時.2000.電力拖動自動控制系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社.127～1306張毅剛.彭喜元.2003.新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.25～27.411～4177李朝青.2005.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社.49～858康華光.1987.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.47～789沈伯弘.2001.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽.北京理工大學(xué)出版社.21～6710王選明.2008.智能儀器原理及設(shè)計.清華大學(xué)出版社.11～10111楊剛.2004.現(xiàn)代電子技術(shù).電子工業(yè)出版社.96～15612譚浩強(qiáng).2005.C程序設(shè)計.清華大學(xué)出版社.15～253EasyIntelligentElectricCarsSystemChenZhuoxin(CollegeofEngineering,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:AT89S52MUCisa8bitMUC,anditseaseofuseandversatilityarethevasthighopinionofusers.Now,MUChasbeenwidelyusedinsmartinstrumentation,electricalandmechanicalequipment,processcontrol,automaticdetection,suchashouseholdappliancesandvariousaspectsofdataprocessing.Thisdesignoftheorydesign,testingmethods,testdataanalysismethodsanddesignfeaturesandinnovation,goodforautomatedtransportrobot,householdcleaningrobots,suchasfire-fightingrobotautonomousandsemi-autonomousrobotdesignandimplementationofacertainthereferencevalue.

Inthispaper,basedonAT89S52MUC,usinginfraredsensorsdetectobstaclesontheroadtocontroltheelectriccar'sautomaticobstacleavoidance,speedcontrolwithPMWtosloworfastdrivingandautoparking,andcanautomaticallyrecordanddisplaytime,mileageandspeed,automatictrackfinding.ThecharacteristicsofthedesignliesisinitsuseasacentralAT89S52chiptocontrolexternal,externalsignalacquisitionbytheLM324voltagecomparatorabletoenterthestabilityofsinglehighorlowtoMUC,inthecardrivingdynamicsusingtheL293chiphassufficientdrivingforce，fortheelectionLCD1602displaystoincreasethedisplayofthedesignfeatures,haschangedthetraditionalLEDshowsthelimitationsofasmallamountofinformation.Keywords:AT89S52electriccarsPMWspeedinfraredsensorAutomaticobstacleavoidanceLM324L293LCD1602附錄一作品圖作品圖附錄二程序清單#include<REG52.H>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar #defineuintunsignedinttypedefunsignedcharBYTE;typedefunsignedintWORD;typedefbitBOOL;externvoidiron_1();//檢測鐵片extern voidturn_left_right(); //循跡extern voidinit_turn();extern voidcheck_block();ucharcodeready_shuzhu[]={"ready"};//聲明一個數(shù)組ucharcodegoing_shuzhu[]={"going......"};//聲明一個數(shù)組ucharcodespeed_shuzhu[]={"speed:cm/sec"};//聲明一個數(shù)組ucharcodetime_shuzhu[]={"time:sec"};//聲明一個數(shù)組ucharcodelength_shuzhu[]={"length:cm"};//聲明一個數(shù)組ucharcodenum_shuzhu[]={"iron_num:1"};//聲明一個數(shù)組uintlength=0;uinttime=0;uinttimecount=0;uintspeed=0;uintn=0;ucharstep_mode;sbitkey_start=P3^0;sbitP10=P1^0;sbitP11=P1^1;sbitP20=P2^0;sbitP21=P2^1;sbitP22=P2^2;sbitP23=P2^3;sbitP24=P2^4;sbitP25=P2^5;sbitP26=P2^6;sbitP27=P2^7;sbitP12=P1^2;sbitP13=P1^3;sbitP14=P1^4;sbitP15=P1^5;sbitP32=P3^2;sbitflash1=P3^7;sbitflash2=P3^1;bitflag_start=0;}voidblackline_right()interrupt2{#defineCLEARSCREENLCD_write_command(0x01)/**************定義接口************************/#defineLCDIOP0sbitrs=P3^4;sbitrw=P3^5;sbitep=P3^6;#defineLCD160