基于單片機(jī)的智能尋跡小車畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　智能小車</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　系統(tǒng)主要由紅外避障模塊、聲控模塊、光電尋跡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及語(yǔ)音播報(bào)模塊組成。采用P89V51單片機(jī)作為智能小車控制核心。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)線路進(jìn)行尋跡，小車可以前進(jìn)或后退，遇到障礙物可以自行停止并可以實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)行，系統(tǒng)可以利用聲音控制小車的啟停

2、。整個(gè)系統(tǒng)小巧緊湊，控制準(zhǔn)確，性價(jià)比高，人機(jī)互動(dòng)性好。</p><p>　　關(guān)鍵詞：P89V51單片機(jī)；紅外避障；線路尋跡；直流減速電機(jī)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice modul

3、e, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single-chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse o

4、peration can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction.</p><p>　　KEYWORD: P89

5、V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1</b></p><p>　　1.1　設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　1.1.1 基本要求1

6、</p><p>　　1.1.2 擴(kuò)展部分1</p><p>　　1.2　總體設(shè)計(jì)方案1</p><p>　　1.2.1 基本模塊設(shè)計(jì)方案論證與比較1</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　2 單元硬件電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1 光電對(duì)管尋

7、跡模塊6</p><p>　　2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.3紅外避障模塊7</p><p>　　2.4 單片機(jī)P89V51核心模塊8</p><p>　　2.5 聲控電路8</p><p>　　2.6 語(yǔ)音播報(bào)模塊9</p><p>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)10

8、</p><p>　　3.1主程序流程圖10</p><p>　　3.2 傳感器數(shù)據(jù)處理及尋跡程序流程11</p><p><b>　　4 系統(tǒng)測(cè)試12</b></p><p>　　4.1 硬件測(cè)試12</p><p>　　4.2 硬件與軟件的聯(lián)機(jī)測(cè)試12</p><

9、p>　　5 測(cè)試數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果13</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.1　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1.1.1 基本要求</p><p&g

10、t;　　小車可以自動(dòng)尋跡在設(shè)計(jì)好的線路上向前或向后跑。</p><p>　　拍手的聲音可以啟動(dòng)、停止小車運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　線路兩端有擋板，當(dāng)小車向一個(gè)方向運(yùn)行到擋板位置停止，然后向反方向續(xù)</p><p>　　運(yùn)行至擋板位置，如此重復(fù)。</p><p>　　小車由電池供電，電池采用1200mah容量，小車運(yùn)行時(shí)間需要持續(xù)24小時(shí)以上

11、。</p><p>　　小車運(yùn)動(dòng)速度要控制在0.1m/S以上。</p><p>　　1.1.2 擴(kuò)展部分</p><p>　　1、能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)前后方有障礙物；</p><p>　　1.2　總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　1.2.1 基本模塊設(shè)計(jì)方案論證與比較</p><p><b>

12、;　?。?）車體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　方案1：購(gòu)買玩具電動(dòng)車。購(gòu)買的玩具電動(dòng)車具有組裝完整的車架車輪、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。但是一般的說來，玩具電動(dòng)車具有如下缺點(diǎn)：首先，這種玩具電動(dòng)車由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。其次，這種電動(dòng)車一般都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動(dòng)，不能適應(yīng)該題目的方格地圖，不能方便迅速的實(shí)現(xiàn)原地保持坐標(biāo)轉(zhuǎn)90度甚至180度的彎角。再次，玩具電動(dòng)車的電機(jī)多為玩具直流電

13、機(jī)，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負(fù)載性能差，不易調(diào)速。而且這種電動(dòng)車一般都價(jià)格不菲。因此我們放棄了此方案。</p><p>　　方案2：自己制作電動(dòng)車。經(jīng)過反復(fù)考慮論證，我們制定了左右兩輪分別驅(qū)動(dòng)，后萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，車體前部裝一個(gè)萬(wàn)向輪。這樣，當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的90度和180度的轉(zhuǎn)彎

14、。</p><p>　　在安裝時(shí)我們保證兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸。當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)，左右兩驅(qū)動(dòng)輪與后萬(wàn)向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過低而使左右兩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力不夠的情況。為了防止小車重心的偏移，前萬(wàn)向輪起支撐作用。</p><p>　　對(duì)于車架材料的選擇，我們經(jīng)過比較選擇了有機(jī)玻璃。用有機(jī)玻璃做的車架比塑料車架更加牢固，比鐵制小車更輕便，美觀。</p>

15、;<p><b>　　(2)　電機(jī)的選擇</b></p><p>　　對(duì)于智能小車來說，其驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇就顯得十分重要。由于本題目要實(shí)現(xiàn)對(duì)尋跡路線的準(zhǔn)確定位和精確測(cè)量，我們綜合考慮了一下兩種方案。</p><p>　　方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位，可以實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)路程和位置的精確定位。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有

16、諸多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)。經(jīng)綜合比較考慮，我們放棄了此方案。</p><p>　　方案2：采用直流減速電機(jī)。直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小，重量輕，裝配簡(jiǎn)單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動(dòng)機(jī)提供原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力，價(jià)格比步進(jìn)電機(jī)要便宜好多。</p><p>

17、　　我們所選用的直流電機(jī)減速比為1：74，減速后電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min。我們的車輪直徑為6cm，因此我們的小車的最大速度可以達(dá)到</p><p>　　V=2πr·v=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求，因此我們選擇了此方案。</p><p>　　(3)　電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊&l

18、t;/p><p>　　由于電動(dòng)車采用了前面使用萬(wàn)向輪，兩個(gè)后輪各一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，所以可使電動(dòng)車旋轉(zhuǎn)360度，這樣即使前后方都碰到障礙物的時(shí)候，電動(dòng)車也可以通過在原地不斷旋轉(zhuǎn)的方式找到避免撞擊障礙物的線路。在電動(dòng)機(jī)的控制上有兩種方案可供選擇。</p><p>　　方案1:利用9012、2SC8050、及電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　如果單片機(jī)89C51控

19、制口輸出高電平，9012截止，2SC8050截止，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。單片機(jī)89C52控制口輸出低電平時(shí)，9012導(dǎo)通，2SC8050導(dǎo)通，電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。該電路比較簡(jiǎn)單，輸出功率足夠大，足以推動(dòng)電機(jī)工作，并且電機(jī)工作時(shí)三極管性能非常穩(wěn)定。但該方案中單片機(jī)部分和電機(jī)供電部分沒有完全隔離，而電動(dòng)機(jī)在切換時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的反電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)常燒壞單片機(jī)，功耗很大。</p><p>　　方案2：利用LM298及其外部輔助電路和電機(jī)構(gòu)成驅(qū)

20、動(dòng)電路。單片機(jī)控制口接LM298的兩個(gè)輸入控制端IN1,IN2。L298的兩個(gè)輸出端OUT1(2),OUT2(10)接電機(jī)。</p><p><b>　　電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)編碼：</b></p><p>　　根據(jù)上表可知，只要設(shè)定兩塊L298的1IN1,1IN2,2IN1,2IN2四個(gè)控制端口的不同編碼，就可得到電動(dòng)車的前進(jìn)，后退，旋轉(zhuǎn)等不同的運(yùn)行狀態(tài)；且L298的最大輸出

21、電流為2.2A，可使電動(dòng)車快速運(yùn)行。故采用方案2。</p><p><b>　　(4)控制器模塊</b></p><p>　　方案1：采用可編程邏輯期間CPLD作為控制器。CPLD可以實(shí)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(jìn)行功能擴(kuò)展。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)模控制系統(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)

22、雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。且從使用、功耗及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。</p><p>　　方案1：采用凌陽(yáng)公司的16位單片機(jī)，它是16位控制器，具有體積小、驅(qū)動(dòng)能力高、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。處理速度高，尤其適用于語(yǔ)音處理和識(shí)別等領(lǐng)域。但是當(dāng)凌陽(yáng)單片機(jī)應(yīng)用語(yǔ)音處理和辨識(shí)時(shí)，由于其占用的CPU資源較多而使得凌陽(yáng)單片機(jī)同時(shí)處理其它任務(wù)的速度和能

23、力降低。</p><p>　　本系統(tǒng)主要是進(jìn)行尋跡運(yùn)行的檢測(cè)以及電機(jī)的控制。如果單純的使用凌陽(yáng)單片機(jī)，在語(yǔ)音播報(bào)的同時(shí)小車的控制容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和編程的簡(jiǎn)潔性考慮，我們放棄了單純使用凌陽(yáng)單片機(jī)而考慮其它的方案。</p><p>　　方案3：P89V51RD2 是一款80C51 微控制器，包含16/32/64kB Flash 和1024 字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM。</p&g

24、t;<p>　　P89V51RD2 的典型特性是它的X2 方式選項(xiàng)。利用該特性，設(shè)計(jì)時(shí)可使應(yīng)用程序以傳統(tǒng)的80C51 時(shí)鐘頻率（每個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)時(shí)鐘）或X2 方式（每個(gè)機(jī)器周期包含6個(gè)時(shí)鐘）的時(shí)鐘頻率運(yùn)行，選擇X2 方式可在相同時(shí)鐘頻率下獲得2倍的吞吐量。從該特性獲益的另一種方法是將時(shí)鐘頻率減半而保持特性不變，這樣可以極大地降低電磁干擾(EMI)。Flash 程序存儲(chǔ)器支持并行和串行在系統(tǒng)編程（ISP）。并行編程方式

25、提供了高速的分組編程（頁(yè)編程）方式，可節(jié)省編程成本和上市時(shí)間。ISP 允許在軟件控制下對(duì)成品中的器件進(jìn)行重復(fù)編程。應(yīng)用固件的產(chǎn)生/更新能力實(shí)現(xiàn)了ISP 的大范圍應(yīng)用從方便使用的角度考慮，我們選擇了方案3。</p><p>　　(5) 線路跟蹤電路</p><p>　　方案1：采用CCD單色攝像頭，配計(jì)算機(jī)主板及圖像采集卡。對(duì)白背景下，黑線的識(shí)別，目前做的比較成熟，效果相當(dāng)好。但成本高，很難

26、找到合適的載體。</p><p>　　方案2：采用顏色傳感器。目前顏色傳感器的應(yīng)用，越來越廣泛，效果也可以。但幾百元的價(jià)格及相對(duì)復(fù)雜的處理電路，并且還需要光源，所以也不是一個(gè)很好的選擇。</p><p>　　方案3：采用紅外光電發(fā)射接收管。該傳感器不但價(jià)格便宜，容易購(gòu)買，而且處理電路簡(jiǎn)單易行，實(shí)際使用效果很好，能很順利地引導(dǎo)小車按規(guī)定的線路尋跡。我們選擇方案3。</p>&l

27、t;p><b>　?。?）聲控模塊</b></p><p>　　方案1：采用凌陽(yáng)公司的單片機(jī)，在語(yǔ)音識(shí)別處理這一塊很好。但是當(dāng)凌陽(yáng)單片機(jī)應(yīng)用語(yǔ)音處理和辨識(shí)時(shí)，由于其占用的CPU資源較多而使得凌陽(yáng)單片機(jī)同時(shí)處理其它任務(wù)的速度和能力降低。按照設(shè)計(jì)的要求，用凌陽(yáng)單片機(jī)不僅成本增加，而且功耗非常大，所以我們放棄選用凌陽(yáng)單片機(jī)處理聲音模塊。</p><p>　　方案2：采

28、用柱極體傳聲器和普通的三極管構(gòu)成的聲控電路，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，元器件價(jià)格便宜，容易買到。基于低成本、低功耗我們選擇方案2。</p><p><b>　　(7)　語(yǔ)音模塊</b></p><p>　　方案一：采用APR9600語(yǔ)音錄放集成電路。這是一種永久記憶型語(yǔ)音錄放電路，可重復(fù)錄放10萬(wàn)次。該芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，單片電路可錄放32～60秒，串行控制時(shí)可

29、分256段以上，并行控制時(shí)最大可分8段。與ISD同類芯片相比它具有價(jià)格便宜、多種手動(dòng)控制方式、分段管理方便、多段控制時(shí)電路簡(jiǎn)單、采樣速度及錄放音時(shí)間可調(diào)、每個(gè)單鍵均有開始停止循環(huán)多種功能等特點(diǎn)。然而其處理速度有限，無法滿足本設(shè)計(jì)需要尋址操作的需要。</p><p>　　方案二：采用ZY1420A語(yǔ)音模塊。ZY1420A內(nèi)部使用ISD1420作為主控芯片,且具備ISD1420的全部?jī)?yōu)良性能，如大容量的EEROM存儲(chǔ)

30、器，消噪的話筒放大器，自動(dòng)增益調(diào)節(jié)AGC 電路，專用語(yǔ)音濾波電路，高穩(wěn)定性的時(shí)鐘震蕩電路和語(yǔ)音處理電路。除此以外，ZY1420A還對(duì)ISD1420的標(biāo)準(zhǔn)外圍電路作了優(yōu)化并全部集成于模塊內(nèi)部。同用戶使用標(biāo)準(zhǔn)ISD1420的DIP40封裝IC相比較，ZY1420A可以提供更加穩(wěn)定可靠的性能，更低的價(jià)格，更方便的使用，同時(shí)還可以減小實(shí)際的體積。電路內(nèi)部由振蕩器、語(yǔ)音存儲(chǔ)單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個(gè)最小

31、的錄放系統(tǒng)僅由一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)喇叭、兩個(gè)按鈕、一個(gè)電源就可以組成。故系統(tǒng)選用方案二。</p><p>　　1.2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　題目要求設(shè)計(jì)一個(gè)智能小車，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋跡在設(shè)計(jì)好的線路上向前或向后跑，通過聲音可以控制小車的停止和啟動(dòng)，能夠有避障礙物等功能，本系統(tǒng)以P89V51單片機(jī)作為核心控制芯片，包括紅外檢測(cè)電路、線路尋跡電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、聲控電路。通過C編程完

32、成智能小車的監(jiān)控裝置?？傮w設(shè)計(jì)框圖，如圖1所示。</p><p>　　圖1　智能小車的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2 單元硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 光電對(duì)管尋跡模塊</p><p>　　圖2所示電路中，R5起限流電阻的作用，當(dāng)有光反射回來時(shí)，光電對(duì)管中的三極管導(dǎo)通，R9的上端變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)VT1飽和導(dǎo)通，三極管集電極輸出低

33、電平。</p><p>　　當(dāng)沒有光反射回來時(shí)，光電對(duì)管中的三極管不導(dǎo)通，VT1截至，其集電極輸出高電平。</p><p>　　VT1在該電路中起到濾波整形的作用。</p><p>　　經(jīng)試驗(yàn)和示波器驗(yàn)證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。如果輸出加施密特觸發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)良好的輸出波形。</p><p>　　但是這種電路用電量比較

34、大，給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。究其原因，是因?yàn)楣饷羧龢O管和三極管VT1導(dǎo)通時(shí)的導(dǎo)通電流較大。</p><p>　　考慮用比較器的方案，圖中可調(diào)電阻R1可以調(diào)節(jié)比較器的門限電壓，經(jīng)示波器觀察，輸出波形相當(dāng)規(guī)則，可以直接夠單片機(jī)查詢使用。</p><p>　　而且經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證給此電路供電的電池的壓降較小。因此我們選擇此電路作為我們的傳感器檢測(cè)與調(diào)理電路。此光電對(duì)管電路簡(jiǎn)單，工作性能

35、穩(wěn)定。</p><p>　　圖2　 光電尋跡檢測(cè)及放大電路圖</p><p>　　2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　我們采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖3所示：</p><p>　　圖3 L298N驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　L298N的5、7、10、12四個(gè)引腳接到單片機(jī)上，通

36、過對(duì)單片機(jī)的編程就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的PWM調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)等功能。</p><p><b>　　2.3紅外避障模塊</b></p><p>　　通過NE555產(chǎn)生一個(gè)38KHZ的方波，觸發(fā)三極管的導(dǎo)通狀態(tài)，使紅外發(fā)射管發(fā)射，采用一體紅外接收頭接受信號(hào)。遇到障礙物時(shí)送給單片機(jī)一個(gè)高電平觸發(fā)，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖3 電

37、源電路圖</p><p>　　2.4 單片機(jī)P89V51核心模塊</p><p>　　圖5　基于STC89C52的單片機(jī)系統(tǒng)</p><p><b>　　2.5 聲控電路</b></p><p>　　如圖6所示為聲控模塊電路，采用聲音的</p><p><b>　　圖6 聲控電路圖&l

38、t;/b></p><p>　　2.6 語(yǔ)音播報(bào)模塊</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音對(duì)溫度的播報(bào)功能，選用了集成語(yǔ)音芯片ZY1420A。此方案可以方便對(duì)芯片進(jìn)行尋址播放錄音操作，實(shí)現(xiàn)播報(bào)實(shí)時(shí)溫度值的目的。該模塊具有以下特征：</p><p><b>　　1)重現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲；</b></p><p>　　2)基本上不

39、耗電信息存儲(chǔ)；</p><p>　　3)信息可保存100年，可反復(fù)錄放10萬(wàn)次；</p><p>　　4)選址處理多達(dá)160段信息；</p><p>　　5)具有自動(dòng)節(jié)電模式；</p><p>　　6)維持狀態(tài),僅需0.5μA電流；</p><p>　　圖7 ZY1420A管腳功能圖</p><p

40、>　　如圖7所示，首先通過麥克風(fēng)向語(yǔ)音芯片ZY1420錄入“前方有障礙物”、“后方有障礙物”。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出控制指令過來時(shí)，自動(dòng)地去尋找相對(duì)應(yīng)音符的地址，并把這些音符通過揚(yáng)聲器播放出來。下面是ZY1420地址分配方案:</p><p><b>　　前方有障礙物：00</b></p><p><b>　　后方有障礙物：2a</b></p&

41、gt;<p><b>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1主程序流程圖</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的軟件的主程序流程圖如圖8所示</p><p>　　圖8 系統(tǒng)軟件流程圖</p><p>　　3.2 傳感器數(shù)據(jù)處理及尋跡程序流程</p>

42、<p>　　我們用一個(gè)字節(jié)來代表車底的4個(gè)光電傳感器。用每一個(gè)位來代表當(dāng)前傳感器的檢測(cè)狀態(tài)。</p><p>　　我們把小車直線行進(jìn)時(shí)分成三種狀態(tài)，當(dāng)中間四個(gè)傳感器都檢測(cè)到白線時(shí)，小車在跑道的正上方，這時(shí)控制兩電機(jī)同速度全速運(yùn)行。當(dāng)檢測(cè)到有一個(gè)傳感器或者同側(cè)的兩個(gè)傳感器偏出白線時(shí)，小車處于微偏狀態(tài)，這時(shí)將一個(gè)電機(jī)速度調(diào)慢，另一電機(jī)速度調(diào)快，完成調(diào)整。當(dāng)檢測(cè)到有三個(gè)電機(jī)偏出時(shí)，小車處于較大的偏離狀態(tài)，這

43、時(shí)把一個(gè)電機(jī)的速度調(diào)至極低，另一電機(jī)全速運(yùn)行，從而在較短時(shí)間內(nèi)完成路線的調(diào)整。</p><p>　　用這種三級(jí)調(diào)速的尋跡算法同單純的判斷檢測(cè)到對(duì)管的位置并作出判斷的方法相比，程序思路清晰，程序執(zhí)行結(jié)果較好。</p><p>　　該檢測(cè)傳感器子程序的流程圖如圖8所示：</p><p>　　圖8 傳感器信息處理子程序流程圖</p><p>&l

44、t;b>　　4 系統(tǒng)測(cè)試</b></p><p><b>　　4.1 硬件測(cè)試</b></p><p>　　（1）單元模塊的測(cè)試</p><p>　?。ˋ）電源測(cè)試：用數(shù)字萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量電池輸出的電壓值是否正常。</p><p>　?。˙）光電對(duì)管線路尋跡模塊測(cè)試：通電后，在光電對(duì)管下面放一張白紙是，

45、用電壓表測(cè)量輸出端是不是為高電平；在放一張貼有黑膠布的紙張?jiān)诠怆妼?duì)管下面，看電壓表的的電壓是否為低電平；來回移動(dòng)帶有黑膠布的紙張，看電壓表的電壓值是否高低電平的變化。</p><p>　　（C）紅外避障電路的測(cè)試：首先用示波器測(cè)量555輸出端是否有38KHZ的方波輸出；用萬(wàn)用表在輸出端測(cè)量電壓值是否為高電平，用手遮擋下紅外發(fā)射管，觀察電壓值是否為變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　(D) 電

46、機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路測(cè)試：給L298通電以后，分別對(duì)298每路輸入端一個(gè)高低電平，看電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)；然后在反接試下，電機(jī)是否和開始的運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反。</p><p>　　（E）聲控模塊測(cè)試：通電后，用萬(wàn)用表測(cè)量LM358的7腳輸出端的電壓是否為高電平，然后拍掌，看看電壓值時(shí)候有高低電平的變化；沒有聲響的時(shí)候LM358的7腳始終為高電平。</p><p>　?。‵）語(yǔ)音播放模快的測(cè)試：通過按鍵給語(yǔ)音芯

47、片選地址，測(cè)試不同的地址是否有不同的發(fā)音，以檢驗(yàn)語(yǔ)音是否正確錄入及能否正常播放。根據(jù)串行模式的設(shè)定，能夠正常播放的設(shè)定語(yǔ)音，說明語(yǔ)音芯片的錄用存貯工作成功。接入系統(tǒng)，編程輸出相應(yīng)的行地址，ZY1420能夠正常播放各個(gè)語(yǔ)音，說明語(yǔ)音播放?？斓挠布O(shè)計(jì)可行。</p><p>　　4.2 硬件與軟件的聯(lián)機(jī)測(cè)試</p><p>　　根據(jù)前面的測(cè)試，說明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟、硬件設(shè)計(jì)基本取得成功。將把程序經(jīng)

48、編譯、下載到P89V51RB2芯片中，構(gòu)建電路測(cè)試，觀察小車的運(yùn)行狀態(tài)。整體測(cè)試結(jié)果如表4所示。</p><p>　　5 測(cè)試數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p><b>　　(1 ) 測(cè)試數(shù)據(jù)</b></p><p>　　按照前述的測(cè)試方法，取得到測(cè)試結(jié)果如表1所示。</p><p>　　如表1路程與速度的關(guān)系（L=1.8m

49、）</p><p>　　(2) 測(cè)試結(jié)果分析</p><p>　　根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果，此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本取得成功，速度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，功耗方面，對(duì)于紅外避障礙和線路尋跡這兩個(gè)電路模塊，我們采用定時(shí)開關(guān)中斷的方法控制其工作，這樣避免其在不需要檢測(cè)的時(shí)候消耗電量。功能上達(dá)到了賽題的要求。</p><p><b>　　3 心得與體會(huì)</b></p

50、><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，深深感到理論與實(shí)踐之間的差距。在學(xué)習(xí)單片課程時(shí)，很多知識(shí)點(diǎn)在理論完全理解了，但到具體的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，會(huì)出現(xiàn)很多一時(shí)無法理解的現(xiàn)象，要通過不斷的通過強(qiáng)化自身的實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，才能用理論來指導(dǎo)實(shí)踐，通過實(shí)踐來進(jìn)一步深入理解理論。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 全國(guó)大學(xué)生電子

51、設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì).第五屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)獲獎(jiǎng)作品選編[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2003年第1版.</p><p>　　[2] 王港元.電工電子實(shí)踐指導(dǎo)[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社,2005.03第一版</p><p>　　[3] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社,2000.5第二版</p><p>