基于at89s52單片機的循跡小車的系統設計畢業論文-全文預覽

　　

【正文】 復位安鈕，強制系統復位。如果我們把這段程序的入口標號記為 ERR 的話，軟件陷阱即為一條無條件轉移指令，為了加強其捕捉效果，一般還在它前面加兩條 NOP 指令，因此真正的軟件陷阱由3條指令構成： NOP NOP ERR軟件陷阱安排在以下四種地方：(1)未使用的中斷向量區。指令冗余技術可以減少程序彈飛的次數，使其很快進入程序軌道，但這并不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后就太平無事了，解決這個問題必須采用軟件容錯技術。因此，我們應多采用單字節指令（NOP)或將單字節指令重復書寫，這便是指令冗余。指令冗余技術：當CPU受到干擾后，往往將一些操作數當作指令碼來執行，引起程序混亂。在軟件上，最為有效的方法就是重復輸出同一個數據。前者有良好的抗‘毛刺’干擾能力，后者不耐干擾，當鎖存線上出現干擾時，它就會盲目鎖存當前的數據，也不管此時數據是否有效。若多次采樣后，信號總是變化不定，可停止采集，給出報警信號，由于開關量信號主要是來自各類開關型狀態傳感器，如限位開關、操作按鈕、電氣觸點等，對這些信號的采集不能用多次平均的方法，必須絕對一致才行。數字濾波可以根據信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參數，具有靈活、方便，功能強的特點。對于隨機干擾，我們可以用數字濾波方法予以削弱或濾除。數字濾波技術：一般單片機應用系統的模擬輸入信號中，均含有種種噪音和干擾，它們來自被測量本身、傳感器、外界干擾等。hight_M1=1000)。 hight_M2+=100。//前邊電機右拐 flag_pwm=1。 hight=hight_M2。 if(hight_M1pwm_t) { hight_M1+=400。//將前邊電機的脈寬調時間長點 hight=hight_M2。 if(hight_M1pwm_t/2) { hight_M1=100。//將前邊電機的脈寬調時間長點 hight=hight_M2。 if(hight_M1pwm_t/2) { hight_M1=100。//hight_M2=pwm_t/4 然后增大高電平時間 hight=hight_M2。 if(hight_M1pwm_t/2) { hight_M1=100。//hight_M2=pwm_t/4 然后增大高電平時間 hight=hight_M2。 if(hight_M1pwm_t/2) { hight_M1=100。 break。//后邊電機前轉 M2=1。//小車就自動表演尋找線路 else { if(left!=0)//判斷黑線是否在左邊 delay_pwm(4)。//高電平脈寬達到最大值=pwm_t。中間兩個管子得到高電平了嗎 { if(rightamp。 display()。 delay_1ms(1)。 P0=table[ge]。 P0=0xff。 dula=1。 three=1。 three=0。 dula=0。 ge=k%1000%100%10。sbit fore=P0^7。 //==電機M1的極性控制端,M1=0電機正轉；if=1電機負轉sbit M2=P0^3。//======================中間偏右的紅外信號接口sbit right=P2^3。//共陰四位數碼管0f的斷 碼 uchar code table_pwm[]={1,2,3,4,5,6,7}。//===================================數碼管的第一位變量//uint low。//====(既保存M2上次的脈沖大小等待下次新脈沖的刷新) uint hight。//=======================測試裝置測得到電機轉速uchar t0。 主程序清單如下：//================函數聲明include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine pwm_t 4000//=================================周期為4毫秒bit flag_pwm。為了完成上述任務，在進行軟件設計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。對于本系統，軟件更為重要。本設計中采用帶有鎖存功能的驅動器74hc573顯示驅動器,它的管腳如圖36 74hc573管腳介紹所示,用單片機的并行口控制,四個數碼顯示電路用4條位選線,用專用驅動芯片控制可以減少對CPU的利用時間,單片機將有更多的時間去完成其他功能. 圖36 74HC573的管腳該芯片共有20個管腳，管腳D端與單片機管腳相接，Q端與4位共陰八段數碼管的a、b、c、d、e、f、g、h、dp端分別相連，數碼管的位選端與單片機的I/O口相接。下圖35是其引腳圖： 圖35 L298引腳圖15腳是輸出電流反饋引腳，其它與L293相同。電機啟動時間一般小于0．8 s，C1充電時間一般為0．8～1 s。但電機起動時，電機中線圈中的電流也急劇變大，因此我們必須把這兩種狀態分開。Rs1上電壓大于VREF2，電機過流，U5A輸出低電平。VA，VB是由爐體壓強轉感器轉換電壓的上下限，即反應爐體壓強控制范圍。當VI＞VRBF1時，U1A輸出高電平，U2A輸出高電平經反相器變為低電平，電機正轉。由表2可知EnA為低電平時，輸入電平對電機控制起作用，當EnA為高電平，輸入電平為一高一低，電機正或反轉。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46 V。我們在設計中采用恒壓恒流橋式2A驅動芯片L298N，L298是SGS公司的產品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內部同樣包含4通道邏輯驅動電路。通常采用信號隔離﹑電源隔離和對功率開關實現過零切換等方法進行干擾防治。 根據單片機輸出信號形態及控制對象要求，后向通道應解決：（1）功率驅動。但后向通道是一個輸出通道，而且輸出電平較高，不易受到直接損害。 （2）是一個輸出通道。 后向通道設計在工業控制系統中，單片機總要對控制對象實現操作，因此，在這樣的系統中，總要有后向通道。2 槽型紅外對管測速 槽型紅外光電傳感器，由高發射功率的砷化鎵（砷鋁鎵）紅外發射管和 高靈敏度的光敏晶體管組成。近十年來隨著尺寸及價格的降低，在汽車行業開始被使用。其優點是尺寸小，價格合理，一定的寬度和視覺域內可以測量定多個目標，并且可以利用測量的圖像根據外形和大小對目標進行分類。其優點是價格便宜，易于使用，性能穩定。價格略貴。攝像頭傳感器測量范圍廣泛，由于小車的工作要求不是太嚴格，考慮成本太高，所以放棄此放啊，最終選定反射式紅外傳感器。最簡單的開關量輸入通道就是一個具有TTL電平的狀態開關，如水銀溫度觸點、溫度晶閘管、時間繼電器、限位開關等。同時使這些測量信號能滿足計算機輸入接口的電平要求。作為測試系統，對被測對象拾取必要的原始參量信號是系統的核心任務，對控制系統來說，對被控對象狀態的測試以及對控制條件的監測也是不可缺少的環節。因此，前向通道設計與被測對象的狀態、特征、所處環境密切相關。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。只要Vcc的上升時間不超過1ms,就可以實現自動上電復位。 80C51的復位是由外部的復位電路來實現的。電容值無嚴格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，CXCX2可在20pF到100pF之間取值，但在60pF到70pF時振蕩器有較高的頻率穩定性。80C51單片機的時鐘產生方法有兩種。其應用特點：(1)有可供用戶使用的大量I/O口線。MCS51單片機中8位機和1位機的硬件資源復合在一起，二者相輔相承，它是單片機技術上的一個突破，這也是MCS51單片機在設計的精美之處。實際上是一些控制寄存器和狀態寄存器，是一個具有特殊功能的RAM區。6 串行口1個全雙工的串行口，具有四種工作方式。2 數據存儲器片內為128個字節，片外最多可外擴至64k字節，用來存儲程序在運行期間的工作變量、運算的中間結果、數據暫存和緩沖、標志位等，所以稱為數據存儲器。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數據存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計數器、中斷系統及特殊功能寄存器。系統原理圖如圖24所示。將該信號傳輸到80C51單片機的內部計數器計數，根據預先實測的數據換算關系即可計算出電動機車的行車距離。根據兩個脈沖信號發生的先后順序與兩個光電耦合器的位置關系，即可計算出玩具車的行駛方向（前進或后退）。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射管和紅外接收管。 由于槽型紅外檢測具有反應速度快、定位精度高，可靠性強以及可見光傳感器所不能比擬的優點，故采用紅外光電碼盤測速方案。方案四：施密特觸發器。而滯回比較器則解決了這個問題。如圖22 電壓比較器電路所示：圖22 電壓比較器電路在本設計中，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。減小比較器響應時間的主要方法有：(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。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當是理想的階躍電壓，而且沒有延遲。開關特性。放大、運算電路為了實現性能穩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反饋；而為了提高比較器的反應速度和靈敏度，它所采用的運放不但沒有引入負反饋，有時甚至還加正反饋。而Ui變化經過Ur時，比較器的輸出將從一個電壓跳變到另一個電平。這種情況下須采用差動放大電路，并應設法減小溫漂。如抗干擾能力差、共模抑制比低等。電橋上設置有兩組開關，一組常閉，另一組常開。正常行駛時，發射管發射紅外光照射地面，光線經白紙反射后被接收管接收，輸出高電平信號；電動車經過黑線時，發射端發射的光線被黑線吸收，接收端接收不到反射光線，傳感器輸出低電平信號后送80C51單片機處理，判斷執行哪一種預先編制的程序來控制玩具車的行駛狀態。行車方向檢測電路采用反射接收原理配置了一對紅外線發射、接收傳感器。利用超聲波傳感器檢測障礙?？赡鍼WM變換器主電路的結構式有H型、T型等類型。根據以上綜合比較，以及本設計中受控電機的容量和直流電機調速的發展方向，本設計采用了H型單極型可逆PWM變換器進行調速。與VM系統相比，PWM調速系統有下列優點：（1）由于PWM調速系統的開關頻率較高，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，系統的低速運行平穩，調速范圍較寬，可達1：10000左右。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，而是工作在開關狀態。它可以是單相、三相或更多相數，半波、全波、半控、全控等類型，可實現平滑調速。改變勵磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動機的轉向都隨著改變，所以GM系統的可逆運行是很容易實現的。方案二：靜止可控整流器。所以本設計與實際相結合，現實意義很強。Philips公司還為這一代單片機80C51系列8ｘC592單片機引入了具有較強功能的設備間網絡系統總線CAN(Controller Area Network BUS).新一代單片機為外部提供了相當完善的總線結構，為系統的擴展與配置打下了良好的基礎。它是第三代單片機的代表。這種方案能實現對電動車的運動狀態進行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統的各項要求。本設計就是在這樣的背景下提出的，指導教師已經有充分的準備。本設計采用C語言編程而非匯編語言，主要因為C語言具有很強的可讀性和可移植性，便于改進和擴充，在軟件的開發中可大大縮短開發周期，使用C語言進行單片機程序設計也是單片機開發與應用的必然趨勢。摘要本設計是以單片機AT89S52為核心部件的小車循跡控制，利用電機驅動芯片L298來接控制小車內部前后兩個電機的速度與轉向。本設計用到擴展芯片74hc164用以I/O口的擴展，后面外接兩片帶有所存功能的驅動芯片74hc573用來驅動數碼管和12864液晶模塊?？梢娖溲芯恳饬x很大。根據題目的要求，確定如下方案：在現有玩具電動車改裝的基礎上，加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測器，實現對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數據傳送至單片機進行處理，然后由單片機根據所檢測的各種數據實現對電動車的智能控制。80s52是一款八位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。這一代單片機中，在總線方面最重要的進展是為單片機配置了芯片間