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基于 单片机 STC89C52 多功能 智能 小车 设计

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毕业设计（论文）题 目 基于单片机 STC89C52 的多功能智能小车设计毕业设计（论文）I 摘 要本文介绍了一种利用 AT89S52 单片机为控制核心，结合多种传感器以及 PID 算法实现无线控制、循迹、寻光和自动跟踪的智能小车。智能小车通过无线遥控实现前进后退和转向行驶。利用反射式光电传感器检测黑线实现小车循迹，利用超声波传感器检测道路上移动的目标，控制电动小汽车的自动跟踪它，整个系统具有自动寻迹、寻光和速度测试功能。其中，控制部分采用 STC89C52 STC89C52 是一款 8 位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。电机驱动采用常用的 PWM 方式进行电机的调速控制，小车的速度通过液晶屏来显示。整个系统的电路结构较简单，可靠性能高，能满足各种设计的要求。随着我国高科技水平的不断提高和工业自动化进程的不断推进，智能小车被广泛应用于各种玩具和其他产品的设计中，极大地丰富了人们的生活。关键词关键词: : 单片机；PWM 调速；循迹跟踪；寻光毕业设计（论文）II Abstract This paper introduced an kind of intelligent car that use AT89S52 SCM as control core , combine with multiple sensors and PID control algorithm to achieve the function that wireless control ,find track,search light and follow-up tracing .the electrical caruse wireless control to make car go forward, go backward or turn around. the electrical car uses reflective photoelectric sensor to detect black line to achieve track-finding, uses ultrasonic sensors to detect moving target on the road to following it automatically.The entire system has the function that trace route automatically,find light and test speed .Among them, STC89S52 which has 8-bit single-chip is used as the control part.Because of useing easily and having multi-function ,it suffers large users. The motor driver uses the common way-PWM for the motor controlling speed. the speed of car is displayed by the LCD screen .The circuit structure of the whole system is relatively simple, high reliability, and it can meet the requirements of the various design.With the continuous improvement of high technology and the stead process in industrial automation in our country,the Intelligence-car which gradually access to peoples attention has been widely applied to design a variety of toys and other products,which greatly enriched peoples lives.KEY WORDS: SCM；PWM speed adjusting; Track finding and follow-up tracing; Find light 毕业设计（论文）III 毕业设计（论文）目 录摘 要.IABSTRACT.II第 1 章 绪论.11.1 选题的背景与意义.11.1.1 国外智能车辆的现状研究.11.1.2 国内智能车辆的现状研究.11.1.3 选题意义.21.2 本设计的内容及意义.21.2.1 设计的内容.21.2.2 本设计的意义.31.3 主要难点和解决的方法 .31.4 研究方法、手段及步骤 .3第 2 章 方案设计与论证.52.1 创新点.52.2 总体体设计方案.52.3 小车的方案设计与论证 .62.4 驱动电机模块的选定 .62.5 寻迹传感器模块的选定 .72.6 光源传感器模块的选定 .72.7 电源模块的选定 .72.8 跟踪模块选定 .82.9 控制方式选定 .82.10 最终方案 .9第 3 章 机械系统的设计.103.1 小车车体 .103.2 减速电机 .103.2.1 减速电机安装.103.2.2 减速电机的安装校核.12毕业设计（论文）3.2 万向轮 .143.2.1 万向轮组装.143.2.2 万向轮轮轴的安装校核.153.3 模块组装.163.3.1 循迹模块组装.163.3.2 寻光模块的组装.173.3.3 超声波距离传感的固定.173.3.4 电源的放置.183.3.5 主板模块的安装.183.4 小车整体组装图 .19第 4 章 硬件设计.224.1 系统工作原理及功能简介.224.2 单片机控制电路 .224.3 电机驱动电路 .244.3.1 驱动电路.244.3.2 PWM 调速原理.264.4 循迹检测电路 .264.5 稳压电路 .284.5.1 稳压芯片简介.284.5.2 系统供电单元介绍.284.6 光源检测电路 .294.7 自动跟踪 .304.7.1 超声波传感器检测电路.304.7.2.超声波测距原理.314.8 液晶显示电路 .324.9 智能小车整体设计 .33第 5 章 智能小车软件部分.365.1 软件调试平台 .365.2 系统软件流程 .375.3 系统软件各模块程序 .385.3.1 主程序.38毕业设计（论文）5.3.2 宏定义.395.3.3 红外接收.405.3.4 蓝牙接收.415.3.5 循迹.425.3.6 自动跟踪.435.3.7 寻光.455.4 手机上位机 .485.4.1 概述.485.4.2 功能.485.4.3 实现界面.495.4.4 程序流程图.49第 6 章 调试.516.1 调试方法.516.2 测试结果与分析 .51参考文献.53致 谢.55毕业设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 选题的背景与意义 智能化作为现代社会发展的趋势，是以后的发展方向，他可以按照自己设定的模式在一个设定环境里自动的运行，不需要人为管理，便可以完成设想所要达到的目的。遥控小车需要人不断的控制个种动作，有的遥控车还能控制其速度，而智能小车可以通过计算机编程来实现其对各种动作的控制，如停车，前进，后退等。是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，无需人工干预，它集中地运用传感、计算机信息、导航、 、通信、自动控制及人工智能等技术，是典型的高新技术综合体。1.1.1 国外智能车辆的现状研究 国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪 50 年代，它的发展历程大致可以分为三个阶段。第一阶段：20 世纪 50 年代是智能车辆研究的初始阶段。1954 年美国Barrett Electronic 公司研究开发出了世界上第一台自主引导车系统；第二阶段：在欧洲，普罗米修斯项目于 1986 年开始了在这个领域的探索，在美洲，美国于 1995 年成立了国家自动高速公路系统联盟，其目标之一就是研究发展智能车辆的可行性，并促进智能车辆技术进入实用化，设计和制造智能车辆的浪潮席卷了全世界，一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台；第三阶段：90 年代开始，智能车辆进入了大规模、深入、系统的研究阶段，其中美国卡内基-梅陇大学机器人研究所一共完成了Navlab 系列的自主车的研究。目前，智能车辆的发展正处于第三阶段，这一阶段的研究成果代表了当前国外智能车辆的主要发展方向。1.1.2 国内智能车辆的现状研究相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，开始于 20 世纪 80 年代。我国在智能车方面的研究上落后于发达国家，存在一定的技术差距，但是我国也取得了一系列的成果，例如，中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院在 2003 年研制成功了我国第一辆自主驾驶轿车。再例如应用现代控制理论，上海交通大学设计出了一种自动驾驶汽车模型，可以自动驾驶，还有吉林大学设计并制毕业设计（论文）2造了一辆用 CCD 识别地面铺设的条状路标导航的智能车辆，车辆由避障图像识别、制动、转向、行驶和其他辅助系统组成。1988 年，清华大学计算机系智能技术与系统国家重点实验室开始研制的 THMR 系列移动机器人取得了很大的成功，在 862 计划的资助下，取得了丰硕的成果，它有面向高速公路和一般道路的功能，目前能够在校园非结构化道路环境下进行自主行驶道路同时实现了跟踪和避障。也是智能交通系统 ITS 的关键技术之一也是智能车辆研究。目前，国内的许多科研院和高校都在进行 ITS 关键设备、技术的研究，我国已形成了一支 ITS 技术研究开发的专业技术队伍。相信经过努力，我国 ITS 及智能车辆的技术水平一定会得到很大的提高。1.1.3 选题意义随着人们物质文化生活水平的不断提高，智能化的电子玩具深受人们的喜爱，尤其是各种智能小车，由于这类玩具具有较好的交互性，可控性，能够给人们带来很好的娱乐以及参与其中的体验，高科技智能化的电子类玩具逐渐成为市场的主流。与此同时，智能小车可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面，有很好的发展前景。因此，智能化小车的研究不仅具有很大的现实意义，还具有极为广阔的应用前景和市场价值。世界各国在智能微型车领域进行了很多研究，己经应用于各个领域，在探测和军事领域使用特别多。近年来，我国也开展了很多研究工作，以满足不同用途的需要。可以预计，我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。因此，对智能小车进行深入细致的研究，不但能加深课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运用，为将来打下坚实的基础。1.2 本设计的内容及意义1.2.1 设计的内容本设计的智能电动小车具有自动寻迹、寻光、避障、速度检测功能，可程控行驶速度、准确停车。整体设计可以分为如下几个模块，控制核心采用 MCS-51 系列中的 AT89S52 单片机，循迹避障是通过传感器实现的，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制小车的自动避障，从而发出避障信号。整个系统具有自动寻迹、寻光和速度测试功能。电机驱动采用常用的 PWM 方式进行电机的降压调速控制，小车的速度通过液晶屏来显示。软毕业设计（论文）3件中主要用到工业中常用的 PID 控制算法。整个系统的电路结构较简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求。1.2.2 本设计的意义随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。本设计就采用了比较先进的 C51 为控制核心， C51 采用CHOMS 工艺，功耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。单片机的应用领域越来越广泛，无论是在生活，生产上，单片机无处不在。ATMEL 公司的 AT89S51 单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。AT89S51 可以说是单片机领域的主流产品 ，其应用如此广泛，所以有必要去学习和应用该单片机，以满足实际产品开发的需要，也是适应社会智能化、自动化的趋势。通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。1.3 主要难点和解决的方法主要难点：(1)小车速度的控制。(2)各检测模块在小车上的组装。(3)自动跟踪时小车的摇摆问题。解决方法：(1)抛弃电压调速方案，改用调节占空比的方法。(2)有螺丝孔的模块用螺丝固定，不提供孔的用封窗户的双面胶来固定。(3)减少传感器的检测周期，优化程序算法。毕业设计（论文）41.4 研究方法、手段及步骤硬件方面，电路板的制作和调试是关键，它是设计成功的根基。软件方面，光电传感器对当前的路径的检测，通过编程使控制器按一定的周期进行采样检测，判断检测器的状态，并决定小车的应该是左转，右转，还是前进，后退。即小车发现需寻迹的线路后，能够自行绕着该线路行走而无需用户干预。 对于传感器的研究：1、查找、收集需要使用的各类传感器控制的有关资料，学习掌握单片机编程、接口技术的具体运用。 2、对单片机控制传感器的方式进行分析，编写控制程序。3、对控制程序进行调试，完成设计方案，设计出电路原理图。4、通过试验分析硬件，完成硬件实物及软硬件功能的调试。毕业设计（论文）5 第 2 章 方案设计与论证2.1 创新点 1Pcf8591AD转换芯片，通过两个红外接收管将接受到的的红外光转换成数字0-255的信号，通过I2c总线与stc8591单片机连接进行数据传输，从而判断光源的的强度和方向。2.整个寻找光源过程采用Android手机作为上位机，上位机与下位机通过蓝牙进行通信。形象的显示寻找光源的过程，其最大特点和优势是界面友好，通信稳定。3.根据小车需要和实际情况，自行设计传感器，不仅花费较少，而且使用效果好。4.小车车体结构好，完全自主设计，小车采用单层结构，分放不同模块的元件，调试过程和修改过程相对简单。5.使用以7805芯片为核心的稳压设计，以L298为核心的电机驱动设计，保证系统的稳定性。2.2 总体体设计方案总体方案为：整个电路分为驱动电机模块、寻迹传感器模块、单片机控制模块、光源传感器模块、超声波传感器模块、无线控制模块六个模块。毕业设计（论文）6 图2-1 系统框图2.3 小车的方案设计与论证方案1：自己制作电动车,自己制作车体，组装合适的电机及电机驱动板，自制探测器，并利用开发板做控制驱动小车。但自己制作的小车，车体会比较粗糙，车身重量、平衡，小车的电路设计，这些都比较难良好地实现。方案2：购买专用电动车 购买专用电动车具有组装完整的车架车轮，甚至有完整的电机装配和电机驱动板。用自制探测器或购买完整探测模块，并用开发板控制小车运动。这种专用电动车装配紧凑，各种所需电路的安装十分方便，看起来也比较美观。而且，用专用电动车具有完整的电机装配和电机驱动，这用就省去了对电机传动和电机驱动的设计和实现。综合考虑，我们选定了方案2作为我们的初步方案。2.4 驱动电机模块的选定方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机 利用步进电机的准确定长步进性能方便的实现调速和方向的偏转，且能准确的测量速度、路程以及时间，简化编程和硬件连接的工作量。但步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度的系统。方案2：采用直流电机作为该系统的驱动电机，直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。而且改变正负极可方便的改变电机转动的方向，方便改变小车的行进状态。对于毕业设计（论文）7直流电机的速度调高，可以采用改变电压的方法，也可采用PWM调速方法。PWM调速就是使加在直流电机两端的电压为方波形式，通过改变方波的占空比实现对电机转速的调节。 与其它调速系统相比，PWM调速系统有下列优点：1. PWM从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。2. 对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点。3由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。4主电路简单，所用功率元件少。5低速性能好，稳定精度高，调速范围宽。综合考虑，本设计采用了方案2。2.5 寻迹传感器模块的选定方案1：采用发光二极管+光敏电阻，该方案缺点明显：易受外界光源的干扰，有时检测不到黑线，光敏电阻的灵敏性不强是产生种情况的主要原因。而且外界的可见光对系统的影响很大，使系统产生干扰。方案2：采用红外光电对管，由于采用红外线，可见光干扰少，又只需分辨黑白，红外光电对管有一个管发射红外线一个用于红外线接收，当红外线照射到黑线上时不会发射回来，当红外线照射到白色的地方就会返回，光电对管发射的同时也能接收红外信号，整个检测设备简单，稳定性高，速度快。缺点是检测距离短，优点是成本低，易于操作。根据以上分析我们采用方案2。很强的扩展性，使用简单，灵活性高且价廉。所有我们直接采用STC89C52作为主控芯片。2.6 光源传感器模块的选定方案1：采用两个热敏电阻作为核心的传感器，实验中发现在一定距离范围内，空气温度变化非常小，热敏电阻几乎不发生任何变化。方案2：采用两个光敏电阻作为核心的传感器，利用光敏电阻对不同距离及不同强度的光照均有较好的光敏特性来将外界光信号转换成电信号，提供给单片机进行相关判断操作。实验中我们发现这种方案有很大的缺点，抗干扰能力极差，而且误差偏大，毕业设计（论文）8不能准确测定光源位置。方案3：采用红外接收二极管，红外接收二极管将外界红外光的变化转化为电流的变化，通过 pcf8591A/D转换器将模拟信号反映为 0255 范围内的数字信号。外界红外光越强，数值越小，根据数值的变化能判断红外光线的强弱,从而能判别出光源的远近。传感器可以用来探测光源，探测角度达60度，其中红外光波长在940纳米附近时，其灵敏度达到最大。鉴于以上3种方案的比较，我们选择方案3。2.7 电源模块的选定在本系统中，需要用到的电源有单片机的5V，L298N芯片的电源5V和电机的电源7-25V。所以需要对电源的提供必须正确和稳定可靠。方案1：采用UT-3W提供的电源方案为电机供电，通过稳压芯片提供的电源接口为单片机提供电源。优点：简单方便。方案2：用六节干电池为整个系统供电，再转换为电机和单片机需要的电压。基于系统的稳定性考虑，我选择了方案1。2.8 跟踪模块选定 为了跟踪前方移动的物体，需要先检测前方的物体，所以首先选定检测的传感器。方案一：采用二只红外对管分别放于小车的前端两侧，但是此方案检测的距离比较近，在晴天的时候，尤其是太阳光线的干扰严重。方案二：采用二只超声波距离传感器分别置于小车的前端两侧，方向与小车前进方向平行，对小车与目标相对距离和方位能作出较为准确的判别和及时反应，而且检测距离远，检测距离准确，无干扰，两个传感器能够很好的配合实现移动物体的跟踪。两种方案的区别见表 2-1。 表表 2-2-1 1 移动物体检测系统方案对比移动物体检测系统方案对比红外检测超声波检测毕业设计（论文）9检测距离精确度受外界环境干扰程度硬件电路成本4-10cm1cm易受外界环境干扰所需元器件少，尺寸小，8 元左右0.10-4.00m1cm不易受外界环境干扰稍复杂，安装简便6 元左右从 2-1 表可以看出，红外检测较近，超声波检测距比较远，不容易受外界光线干扰，当小车在行驶时，检测移动的物体，颠簸，太阳光、灯光可能会对采集的信息产生影响。故模块选择超声波检测模块。2.9 控制方式选定方案 1：有线的按键方式或车体上的按键控制能够控制小车的移动和功能，简单，成本低，但是在控制的过程不方便，或者控制线会影响小车的运行。方案 2：无线控制能够远距离的控制小车的运行以及功能选择，硬件电路和编程相对复杂但对智能小车控制更加的得心应手。在这里我们选择方案 2，应用红外控制和蓝牙控制两种选择，红外无线控制不需要连接，即能够控制，方便快捷。蓝牙控制可以通过链接蓝牙手机或蓝牙电脑通过形象的界面控制，更加的人性化。2.10 最终方案经过反复论证，我们最终确定了如下方案：1车体是购买组装小车。2采用STC89C51单片机作为控制核心。3采用8V电源供电。4用红外探测传感器作为寻迹传感器。5采用红外接收管和PCF8591型号A/D转换芯片制作光源传感器。6. 采用超声波距离传感器来实现自动跟踪。7Andriod手机上位机显示状态。毕业设计（论文）10 第 3 章 机械系统的设计3.1 小车车体 本题目要求小车的机械系统稳定、灵活、简单，而三轮运动系统具备以上特点。驱动部分：由于玩具汽车的直流电机功率较小，而小车上装有电池、电机、电子器件等，使得电机负担较重。为使小车能够顺利启动，且运动平稳，在直流电机和轮车轴之间加装了三级减速齿轮。 电池的安装：将电池放置在车体的电机前后位置，降低车体重心，提高稳定性，同时可增加驱动轮的抓地力，减小轮子空转所引起的误差。简单，而三轮运动系统具备以上特点 。毕业设计（论文）11 图 3-1 三轮小车3.2 减速电机3.2.1 减速电机安装减速电机是小车的动力源，参数如下所示： 1.工作电压: 3V9V DC(建议工作电压在 6 到 8V 左右) 2.最大扭力:(3V 时)cmkg8 . 03.减速比: 1:48 4.负载电流: 70mA (250mA MAX)(3V 时)5.速度：5V 空载转速：208 转/分钟；5V 空载安装直径 66 毫米车轮后的速度：44 米/分钟；8V 空载转速：325 转/分钟;8V 空转安装直径 66 毫米车轮后的速度：68 米/分 钟；6.8V 扭矩：2.1KG CM； 该电机用 8V 电压，动力强劲，小车部分尺寸如下所示。毕业设计（论文）12 图3-2 减速电机尺寸 减速电机安装在小车底盘上，减速电机上有2m 的四个孔，用 M2*8的自攻螺丝链接在小车底盘上如图所示。 图 3-3 减速电机安装 图 3-4 安装孔尺寸 3.2.2 减速电机的安装校核 智能小车采用 8v 的电源电压，电机也采用 8V 驱动电压，动力强劲 8V 空转安装直径 66 毫米车轮后扭矩 2.1。可知两轮总驱动力：cmkg毕业设计（论文）13 F1=2TLg （3-1）其中车轮扭矩 T=2.1cmkg车轮半径 L=3.3cm 可知两个轮总驱动力： NF8 .1358 . 93 . 31 . 22减速电机安装在小车底盘上，固定主要用四个自攻螺丝，自攻螺丝主要受到剪切应力，当前方阻挡了小车后，此时螺丝受到最大的剪切应力。 切应力强度校核： （3-2） QmPaA 式中 Q自攻螺丝所受剪切力（N） A自攻螺丝横截面积(mm2) 实际计算要考虑到有八个自攻螺丝，就有 8 个剪切面所以有： （3-3）NFQ0 .178 自攻螺丝横截面积： A=R2=3.14 12=3.14mm2 （3-4） 表表 3-13-1 拉、压许用应力拉、压许用应力 材料Q235Q255Q275Q295Q345Q390203545 190205245195235245205265300材料40Cr20CrMo35CrMo42CrMo20CrMnMoZG25ZG35QT600-3QT700-2 490440490540590225250225350材料QT400-15HT200HT150 200110806090 自攻螺丝为 Q235,查表 3-1 可知许用拉、压应力为=190mpa。毕业设计（论文）14 许用剪应力 塑性材料=0.60.8 许用拉应力；脆性材料=0.81.0 许 - 用拉应力 Q235 为塑性材料，所以许用剪应力： =0.6 190mpa=154mpa （3-5）计算自攻螺丝剪应力：切应力=5.4mpa切应力14. 30 .17由以上可知自攻螺丝所受剪应力远小于许用剪切应力。减速电机安装在小车底盘上，固定主要用四个自攻螺丝，当小车受到压力时自攻螺丝主要受到拉应力，小车承载物品一般放置的最重物品为 20kg,故 G=20 9.8=196N 图 3-5 自攻螺丝安装位置由图 3-5 可知力臂: L1=15.5mm L2=24.9mm一个减速电机有四个螺丝固定，综上受力 Q 有： Q=30.8N (3-6)214LGL9 .2445 .15198计算自攻螺丝拉应力：毕业设计（论文）15拉应力 拉应力 (3-7)mpaAQ8 . 914. 38 .30 所以拉应力也在安全范围内。3.2 万向轮3.2.1 万向轮组装 前轮采用万向轮，通过后轮动力轮速度的调整来改变小车前进的方向。有了活动 脚轮，车体结构就可以允许水平360度旋转。脚轮是个统称，包括活动脚轮和固定脚轮。固定脚轮没有 旋转结构，不能水平转动只能垂直转动。这两种脚轮一般都是搭配用的，比如手推车的结构是前边两个固定轮，后边靠近推动扶手的是两个活动万向轮。 制造万向轮的材料有多种，最普遍的材料是：尼龙，聚氨酯，橡胶，铸铁等材料。广泛应用于矿山、机械设备、电子设备、医疗设备、工程装修、纺织、印染、家俱、物流设备、仓储、周转车、机箱、机柜、设备、机电、无尘车间、生产流水线、大型超市等众多行业和各种领域，在这里我们用智能小车上来改变运动的方向，材料选择尼龙轮，耐磨。 根据其不同的用处，轴承分铁芯、铝芯、塑芯，尺寸1寸至8寸不等。其中铁芯、铝芯一般为重型承重轮，因为小车比较轻选用塑芯。 万向轮和小车链接使用 M4*8的螺栓链接，4个孔的距离为23*30，依次与小车底盘的孔相对应。链接后小车底盘前进的方向随万向轮的正方向移动。万向轮的转动轴为塑料轴，与尼龙轮产生较小的摩擦，轮子稳定的转动。毕业设计（论文）16 图3-6 万向轮3.2.2 万向轮轮轴的安装校核 由 3.1 式知两个轮总驱动力： F=135.8N万向轮安装在小车底盘上，固定主要用四个 M4*8 的螺栓固定，螺栓主要受到剪切应力，当前方阻挡了万向轮后，此时螺丝受到最大的剪切应力。 切应力强度校核： （3-8） QmPaA 式中 Q自攻螺丝所受剪切力（N） A自攻螺丝横截面积(mm2) 实际计算要考虑到有八个自攻螺丝，就有 4 个剪切面所以有： （3-9）4FQN0 .3448 .135 自攻螺丝横截面积： （3-10）2226 .12214. 3mmRA拉、压许用应力：见下表： 固定螺栓为 Q235,由表 3-1 可知许用拉、压应力为=190mpa。毕业设计（论文）17 许用剪应力 塑性材料=0.60.8 许用拉应力；脆性材料=0.81.0 许 - 用拉应力 Q235 为塑性材料，所以许用剪应力： =0.6 190=154mpa （3-11）计算自攻螺丝剪应力： （3-12）4 . 514. 30 .34mpaAQ由以上可知万向轮上的固定螺栓所受剪应力远小于许用剪切应力。3.3 模块组装模块组装在一块，合理的分配空间位置，对小车重心的位置产生重要的影响，从而影响小车的运行。另外模块的固定也对传感器传来的数据的稳定性产生影响，例如电源模块固定不牢固产生振动，是接线头接触不良，系统就可能在振动剧烈的时候重启系统，再例如超声波传感器如果固定不好，在振动的时候可能将测量的角度改变，而测量别的物体如地，对传入的数据产生影响，从而影响了单片机的响应。所以对模块的固定，也非常的重要。3.3.1 循迹模块组装 循迹模块放置在小车的最前端，用 M4*8 的铜柱固定，这样模块的就固定住了，从实际点的运行来看，运行就了，铜柱容易脱落，可能预紧力不足，加上了垫片后，就解决了。 图 3-7 循迹模块毕业设计（论文）183.3.2 寻光模块的组装 寻光模块也放在最前端的上方，能够充分的接收到周围的光，模块固定在铝架子上，铝架子将模块支撑起来，如图所示。 图 3-8 寻光模块3.3.3 超声波距离传感的固定超声波距离传感器没有相应的固定孔，用螺丝不易固定在小车底盘上，我们该用双面胶固定在小车前端，由实际运行来看，非常稳定，如图所示。 图 3-9 超声波传感器模块毕业设计（论文）193.3.4 电源的放置 电源才用 8v 电源，电源上也没有固定孔，固也采用双面胶固定在小车的后轮位置，这样利用电池的重量，将小车重心向后轮后移，增强小车运行的平稳性，不易打滑。实际运行来看，还需要在后轮增加配重。电池安装如图所示。 图 3-10 电源模块3.3.5 主板模块的安装 小车主板安装在在车体中间，pcb 板上有 3mm 孔可以用螺丝固定，在 pcb 板底下放些塑料纸垫在下面，能够增加预紧力，还能避免振动，碰掉下面的焊锡。毕业设计（论文）20图 3-11 主 pcb 板3.4 小车整体组装图 小车组装后，需要适当的调试，将各模块的线连接上，由于线头比较多，如果有模块不能工作，首先查找相应的线头看是否连接正确，小车组装图如图所示。毕业设计（论文）21 图 3-12 小车正面组装图光源接收器L98n 驱动模块1602 显示模块STC89C52距离传感器配重小车 8V 电源PCF8591 A/D 转换芯片毕业设计（论文）22 图 3-13 小车背面组装图 寻找十字路口黑白线模块循迹模块万象轮小车车轮直流电机毕业设计（论文）23第 4 章 硬件设计4.1 系统工作原理及功能简介系统各功能简介： 1.使用红外传感器或者超生波距离传感器，实现玩具随移动的物体移动而移动，从而追随移动物体，例如人，极大的增加了作品的娱乐性。 2.使用红外接收管或普通光接收管实现玩具在光线暗的环境里追随移动的光斑，从而控制玩具的移动。 3.使用红外接收、发射管实现玩具寻迹。 4.首先小车要实现遥控，遥控方式分为两种，一种是红外遥控，通过红外遥控器发射红外信号，单片机通过红外接收头接收遥控信息。二是手机蓝牙遥控，手机蓝牙通过蓝牙连接单片机，andriod 系统的手机只需安装我们专门设计的蓝牙控制软件，就可以通过手机人性化的控制界面控制小车的前进、后退、左转，右转等动作。 另外智能车虽然通过轮子移动，但是上部分车体设计为动物的形象，如小狗，小猫，搭配以上功能，极大的美化操控智能车时的意境。以上所有的传感器都通连接到单片机上，处理传感器传来的信息。 该智能小车选用单片机 STC89C52 为控制芯片 。STC89C52 为 5V 芯片便于外接各种5V 控制模块，选用 STC89C52 为主控制芯片，作为整个小车的核心控制组成部分，它不仅控制着智能小车的行进、跟踪、寻光、寻迹等功能，还通过蓝牙模块与手机、电脑等设备进行通信，从而实现控制的多元化。4.2 单片机控制电路单片机是控制单元的核心。起着控制小车所有运行状态的作用。单片机控制模块使用的是 ATMEL 公司生产的 STC89S52，使用该芯片很容易实现对其他模块的控制。通过对单片机 STC89S52 写入程序，可以方便的用软件来控制整个过程.控制部分如图 4-1所示。 毕业设计（论文）24图 4-1 单片机最小系统STC89S52 单片机最小系统包括了一路复位开关，用于小车复位。P1.0 输出 PWM 信号，P1.1P1.5 分别控制电机驱动。其他 P 口用外接控制小车的各种控制开关，P0 口外接 10K 的上拉电阻，可用于外接 LCD1602。STC89C52 是一种高性能、低功耗的 8 位 CMOS 微控制器，具有 8K 系统可编程的Flash 存储器。STC89C52 具有以下标准功能：32 位 I/O 口线，256 字节 RAM，8k 字节Flash，三个 16 位 定时器/计数器,2 个数据指针，一个全双工串行口，两个定时器，一个 2 级中断 6 向量结构，片内晶振时钟电路。其引脚排列如图 4-2 所示。图 4-2 STC89C52 引脚排列图毕业设计（论文）25 4 个 P 口在一般情况下都是是一个 8 位双向 I/O 口,且 P1 口部分引脚和 P3 口具有第二功能。具体见表 4-1 和表 4-2。 表表 4 4-1-1 P1P1 口引脚第二功能口引脚第二功能引脚号第二功能P1.0 T2P1.1 T2EXP1.7 SCK定时器/计数器 T2 的外部计数输入，时钟输出定时器/计数器 T2 的捕捉/重载方向控制和触发信号在系统编程可用 表表 4 4-2-2 P3P3 口引脚第二功能口引脚第二功能引脚号第二功能P3.0 RXDP3.1 TXDP3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7串行输入串行输出INT0(外部中断 0)INT0(外部中断 0)T0（定时器 0 外部输入）T1（定时器 1 外部输入）WR(外部数据存储器写选通)RD(外部数据存储器写选通) 另外还有第九引脚 RST 为复位引脚。地十八引脚和第十九引脚分别为振荡器反相放大器的输入端和输出端。4.3 电机驱动电路4.3.1 驱动电路小车使用的是直流电机。从单片机输出的信号功率很弱，即使在没有其它外在负载时也无法带动电机，所以在实际电路中我们加入了电机驱动芯片提高输入电机信号的功率，从而能够根据需要控制电机转动。直流电机常用的 PWM，及脉宽调制方式驱动。本设计中电机驱动采用 L298 集成 H 桥芯片。L298 中有两套 H 桥电路，刚好可以控制两毕业设计（论文）26个电机。它的使能端可以外接高低电平，也可以利用单片机进行软件控制，极大地满足各种复杂电路需要。另外，L298 的驱动功率较大，在 6-46V 的电压下，可以提供 2A 的额定电流，并且具有过热自动关断和电流反馈检测功能，安全可靠；为了保证 L298 正常工作，我们另外安装了续流二极管,能根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够这个问题。利用单片机调整出 PWM 脉冲和高低电平对直流电机进行驱动和控制,图4-3 为单片机链接驱动板的电路图。图 4-3 L298N 驱动板连接电路L298 集成 H 桥芯片。其外形、管脚分布如图 4-4 所示。 图 4-4 L298 管脚分布图毕业设计（论文）274.3.2 PWM 调速原理脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation） ，简称 PWM。脉冲周期不变，只改变晶闸管的导通时间，即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。PWM 的理论基础是：冲量相等而形状不同的的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同。采用 PWM 进行电机的调速控制，实际是保持加在电机电机电枢上的脉冲电压频率不变，调节其脉冲宽度。电机是一个惯性环节，它的电枢电流饿转速均不能突变，很高的频率的 PWM 加在电机上，效果相当于施加一个恒定电压的直流电。如图 4-5 所示。这个电压可以由脉冲的宽度调节。图 4-5 PWM 等效图示意图使用 PWM 方式可以很容易的实现调速。PWM 信号由单片机软件产生，使用非常方便。由于电路总体上并不复杂，驱动电路的控制输入端也可以不用经光耦合隔离，直接与单片机引脚相连。前进时，驱动两个直流电机都正转,后退时，则两电机都反转。左转时前进时，左电机不转而右电机正转，右转前进时，则右电机不转而左电机正转。进入减速区时,由单片机控制进行 PWM 变频调速,通过软件改变脉冲调宽波形的占空比,实现调速。所有这些都是通过软件编程实现控制。4.4 循迹检测电路市面上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探测头。ST 系列集成红外探测毕业设计（论文）28头价格便宜。体积小。简便易用，性能可靠。所以本设计选择了 ST178 反射式红外线光电传感器作为红外光的发射和接受器件，其内部结构和外接电路均较为简单。本系统采用反射式红外线光电传感器 ST178 进行轨迹检测（约 3cm 宽的黑线） ，一般检测距离可达 410cm，满足地面黑线的检测。安装电路简单。检测电路如图 4-6所示。图 4-6 ST168 检测电路正确选择检测方法和传感器是决定循迹效果的重要因素，而正确的器件安装方法也是影响循迹电路好坏的一个重要因素。从简单。方便。可靠等角度出发，设计装设2 个红外传感器，及采用 2 套上面的电路。具体位置分布如图 4-7 所示。发射管发射红外光发光，光线经地面反射后被接收管接收，输出高电平，传感器照到黑线时，黑线反射的光线少，接收端接收不到反射光线，传感器输出低电平信号后送 80C51 单片机处理，判断执行哪一种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。图 4-7 循线传感器布局毕业设计（论文）294.5 稳压电路4.5.1 稳压芯片简介在电子产品中三端稳压集成电路 lm7805，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的 lm78 系列和负电压输出的 lm79系列，三端 IC 指稳压用的集成电路，有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。有点象是普通的三极管TO-22 的标准封装。 图 4-7 lm7805 样品lm78/lm79 系列三端稳压 器组成的稳压电源所需 要的外围元件少，电路内部有调整管、过流、及过热的保护电路，使用起方便来、可靠，且价格便宜。lm78和 lm79 该系列集成稳压 IC 型号中的后面的数字代 表稳压电路的输出电压，如lm7805 表示输出电压为正 5V，lm7912 表示输出电压为负 12V。 三端固定集成稳压电路 使用方便， 在实际应用中电子制作中经常采用三端固定集成稳压电路，在三端集成稳压电路上 应安装足够大的散热器（当然小功率 产热少的条件下不用）。 几块三端稳压电路并联起能 够输出 1.5A 以上的电流，一般情况下，其最大输出电流为 N 个 1.5A，但使用时需注意 一些问题，例如： 并联的集成稳压电路应采用同同一批号、一厂家的产品，以保证参数的一致。其次在输出电流上留 下一定的余量，避免个别集成稳压电路 在失效时导致其他电路连锁烧毁。4.5.2 系统供电单元介绍智能车控制系统中，不同电路模块需要的工作电压和电流容量各不相同。芯片需要提供 5V 的工作电压，而电机所需的电压为 8V，本设计中用到的是 8V 的电源供电，然后通过三端稳压器 LM7805 将电压变换为 5V 电压供给一些芯片工作。电源系统的电毕业设计（论文）30路图如图所示。 图 4-8 稳压电源转换电路4.6 光源检测电路光敏电路如图4-9所示。通过调节R9可以改变电路检测的灵敏度。这里采用多个光敏阵列管。本设计使用六套下面的电路。按照一定的方式排列。为了达到较好的检测，这里选择将光敏阵列排成一个放射状。本设计采用六个光敏管组成，为了使得一个光敏管只对一个小的角度内的强光远敏感，考虑在光敏感外面加一个遮光罩。考虑到提高小车的光源搜索效率，将光敏阵列安装在小车的顶部，靠车头的位置。光源传感器原理图如图2.5所示。图 4-9 普通光传感器电路原 下面为光源传感器实测数据，一根蜡烛为火源，室内正常日光灯环境实测结果如毕业设计（论文）31表2.1所示。表4-3 火焰传感器实测结果日光灯0.35V-0.12V10cm20cm30cm40cm50cm60cm70cm80cm90cm100cm4.98V4.88V4.72V3.77V2.89V2.34V1.92V1.45V1.15V0.96V探头将外界红外光的变化转化为电流的变化，通过pcf8591A/D转换器反映为 0255 范围内的数值。外界光越强，数值越小。因此越靠近光源，机器人显示读数越小。根据函数返回值的变化能判断光线的强弱,从而能大致判别出光源的远近。此外，探头探测角度为60。4.7 自动跟踪4.7.1 超声波传感器检测电路本设计中小车采用超声波检测移动的目标。超声波检测的原理：超声波发生器 T发出超声波信号，当这个信号遇到障碍物时反射回来，被接收器 R 收到。为使小车能准确避障，设计在小车的车体前端左右两侧分别各装一个超声波传感器。小车则可以根据接收到的信号做出相应的避障反应。超声波发射和检测接收电路如图 4-10，4-11所示。毕业设计（论文）32 图 4-10 超声波发射电路 图 4-11 超声波接收电路设计中还加了一个声光报警功能，当小车检测到障碍物时，小车的报警系统中的蜂鸣器鸣叫，同时指示 LED 发光。直到小车避开障碍物，警报排除。超声波传感器简介：超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向振荡（纵波） 。超声波可在气体、液体及固体中传播，它有折射和反射现象，在空气中传播超声波频率较低， ，一般为几十 KHZ，在固体、液体中则频率较高。超声传感器，配上不同的电路，制成各种超声测量仪器及，而且在通迅，医疗家电等许多方面得到广泛应用。4.7.2.超声波测距原理超声波测距的原理是当超声波发射器发射超声波时,开始计时,超声波在传播过程中碰到障碍物返回,接收器收接到反射波停止计时。在空气中超声波的传播速度是 v 时 ,记录的发射和接收的时间差为t ,就可以计算出发射点距反射物的距离 S ,即: S = vt /2 这就是时间差测距法。在声速确定后, 测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距的机理。毕业设计（论文）33图4-12 超声波测距系统框图 跟随移动物体：两个超生波传感器分别把前方的障碍物的距离传给单片机单片机处理两边的距离信息，使玩具始终与跟随物体保持一个固定的距离，通过判断两个传感器传来距离的不同判断跟随物体的移动方向，从而随移动物体拐弯。4.8 液晶显示电路这里使用1602液晶显示器。其连接电路如下图4-13所示图4-13 液晶显示电路 1602字符液晶如图4-13毕业设计（论文）34图4-14 1602字符液晶显示屏1602采用标准的16脚接口，引脚介绍见表4-4.表表4-4 1602引脚介绍引脚介绍4.9 智能小车整体设计如图所示，CPU的P1.0、P1.1控制小车的左侧电机，P1.4、P1.5控制小车的右侧电机；P3.1输出PWM信号，控制小车电机的转速；P2.4P2.7为火焰传感器输入信号，分别为前、后、左、右侧的火焰传感器的信号，P2.0P2.2为循迹传感器输入信号。下面是各引脚在含义：1. 循迹传感器：左P2.6右P2.72. 光源传感器：前P2.4后P2.6左P2.5右P2.73. 电机控制： 左P2.2/P2.3右P2.4/P2.54. 超声波距离传感器： P3.4 P3.5引脚设定图如图4-15所示。毕业设计（论文）35图4-15 引脚设定图电机转动由电机控制端口P1控制，其中，P1.0/P1.1控制左侧电机转动，P1.4/P1.5控制右侧电机转动，电机转动表如表4-5所示。 表表4-54-5 电机转动表电机转动表左电机右电机P0.1P0.0含义HEXP0.5P0.4含义HEX00000001前转101前转110后转210后转211停止311停止3 小车由6个寻迹传感器组成寻迹模块，用于检测黑白线，当中间的寻迹传感器压线时表示小车过十字路口；当左边的寻迹传感器压线时表示小车向右偏航，这时要调节左轮的转速，使小车向左转；当右边的寻迹传感器压线时表示小车向左偏航，这时要调节右轮的转速，使小车向右转。火焰传感器有4个，分别检测前后左右方向上的火源，如果左边的传感器检测到火源，则小车向左转向前进；如果右边的传感器检测到火源，则小车向右转向前进，如果前边的传感器检测到火源，则小车向前行进；如果后边的传感器检测到火源，则小车向后转动180。毕业设计（论文）36通过检测两套传感器的信号，单片机根据程序输出相应的反应信号，控制两个电动机的转动，以使小车相互协调工作，完成各项指令。毕业设计（论文）37 第 5 章 智能小车软件部分5.1 软件调试平台Keil for C51 是一款 C 语言软件开发系统， 由美国 Keil Software 公司出品的，C 语言在可读性、可维护 性、功能上、结构性上有明显的优势，易学易用。Keil C51 软件有丰富的库函数 ，而且还有 功能强大的集成开发调试工具，在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil for C51 开发系统各部分功能和使用。近年来，各仿真机厂商纷纷宣布全面支持 Keil，可以看出，keil 越来越受到各个领域的欢迎 。Keil 提供了包括连接器、 C 编译器、宏汇编、库管理和一个仿真调试器等在内的完整开发方案 。Keil 界面如图 5-1 所示。 图 5-1 Keil for 51 开发平台截图 图 5-1 keil 界面KEIL for C51 编译平台对 51 单片机的器件选型设置。如图 5-2 所示。毕业设计（论文）38图 5-2 MCU 选型设置5.2 系统软件流程 系统软件流程图如图 5-3 所示。 图5-3 系统软件主流程图毕业设计（论文）395.3 系统软件各模块程序5.3.1 主程序main()delay(1);delay(1);init_motor();init_hong();delay_ms(10); /延时lcd_init(); /初始化 LCD init_time0();init_io(); /放在 init_time0 的后面 while(1) /gengzong(); switch(com) case 0x08:left() ; break; case 0x5a:right();break; case 0x18:fomer();break; case 0x52:back() ; break; case 0x1c:stop_bus();break; case 0x09:gengzong();break;/ case 0x45:flag_brush=1;fun_serchLight();break;/ case 0x44:flag_brush=1;fun_tracker(); break; /end main毕业设计（论文）405.3.2 宏定义#define LEFT 0X08#define RIGHT 0X5A#define FOMER 0X18#define BACK 0X52#define STOP 0X1C#define SPEED_UP 0x15#define SLOW_DOWN 0x07#define GENGZONG 0X09#define dst0 distance0#define dst1 distance1sbit RX_0= P10 ;sbit TX_0= P11 ;sbit RX_1= P12 ;sbit TX_1= P13 ;sbit IRIN = P32; /红外接收器数据线sbit RELAY= P20; /继电器驱动线sbit BEEP = P27; /蜂鸣器驱动线sbit LCD_RW = P16; /lcdsbit LCD_RS = P17; sbit LCD_EN = P15;/motorsbit out1=P22;sbit out2=P21;sbit out3=P23;sbit out4=P24;sbit en_a=P25;sbit en_b=P26;毕业设计（论文）415.3.3 红外接收void IR_IN(void) interrupt 0 /外部中断服务程序 unsigned char j,k,N=0; / com_backup=com; EX0 = 0; delay(15); if (IRIN=1) EX0 =1; return; /确认 IR 信号出现 while (!IRIN) /等 IR 变为高电平，跳过 9ms 的前导低电平信号。 delay(1);for (j=0;j4;j+) /收集四组数据 for (k=0;k=30) EX0=1; return; /0.14ms 计数过长自动离开。 /高电平计数完毕 IRCOMj=IRCOMj 1; /数据最高位补“0” if (N=8) IRCOMj = IRCOMj | 0x80; /数据最高位补“1”毕业设计（论文）42 N=0; /end for k /end for j lcd_wcmd(0x01); /清除 LCD 的显示内容 switch(IRCOM2) case 0x08:com=IRCOM2;lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdleft); break; case 0x5a:com=IRCOM2;lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdright); break; case 0x18:com=IRCOM2;lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdfomer); break; case 0x52:com=IRCOM2;lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdback); break; case 0x1c:com=IRCOM2;lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdstop); break; case 0x09:com=IRCOM2;lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdtrack); break; case SPEED_UP :speedup(); break; case SLOW_DOWN :speeddown();break; beep(); EX0 = 1; 5.3.4 蓝牙接收void ser() interrupt 4 RI=0; /com_backup=com; com_bluetooth=SBUF; switch(com_bluetooth) case 4:com=RIGHT; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdright); break; case 6:com=LEFT; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdleft); break; case 2:com=FOMER; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdfomer); break; case 5:com=BACK ; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdback); break; case 7:com=STOP; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdstop); break; case 3:speeddown(); com=0x09; break; case 1:speedup(); break;毕业设计（论文）43 beep(); flag_io=1; 5.3.5 循迹void tracking() /循迹 uchar flag_lr=0;/ uchar turn_n=250; uchar crossrd_n=0;/十字路口 uchar crossrd_sn=3; uchar flag_jcroad ;/ init_tk();/delay_1(1000);uchar souxun;uchar flag_souxun=0;/fomer_ms(1500);angle_fomer(13); while(com=0x16) delay_ms(5); lcd_pos(0x08); display_3d(zhuanpan); if(TK_L=NX&TK_R=NX) if(flag_lr=1) dright_ms(5); else dleft_ms(5); lcd_wstr(0X40,track_right); lcd_wstr(0X44,track_right);/ fomer_ms(10);毕业设计（论文）44/ turn_n-;/ if(turn_n=0)flag_lr=0;turn_n=200; else if(TK_L=ZX&TK_R=NX) right_ms(1); flag_lr=1; fomer_ms(4); lcd_wstr(0X40,track_left); lcd_wstr(0X44,track_right); else if(TK_L=NX&TK_R=ZX) left_ms(1); flag_lr=0; fomer_ms(4); lcd_wstr(0X44,track_left); lcd_wstr(0X40,track_right); else if(TK_L=ZX&TK_R=ZX) fomer_ms(4); lcd_wstr(0X40,track_left); lcd_wstr(0X44,track_left); / tx_canshu(); 5.3.6 自动跟踪void gengzong() uchar n=10,zou=2; uint cha;毕业设计（论文）45 init_ceju(); lcd_wstr(0,track_DIS); lcd_wstr(0x40,track_left); lcd_wstr(0x48,track_right);while(com=0x09) n+; if(n70) n=0; dst0=conut0(); dst1=conut1(); lcd_pos(0x42); display_d(distance1); lcd_pos(0x4a); display_d(distance0); delay(5); if(dst01500|dst1dst1) if(dst1600) fomer_ms(10);zou=4; cha=dst0-dst1;毕业设计（论文）46 if(cha(dst1/10) right_ms(zou); else if(dst0600) fomer_ms(10);zou=4; cha=dst1-dst0; / if if(cha(dst0/10) left_ms(zou); zou=3; /显示 init_time0(); init_io();5.3.7 寻光void fun_tracker()uchar d_value ;uchar left_compare=0,right_compare=0,fomer_n=10;uchar flag_fomer=0;毕业设计（论文）47uchar display_n=0;uchar adjustLR_n=0;uchar flag_LR=0;while(com_hong=0x44)/数据 处理 获取 en_l=1;en_r=1;delay_ms(1);read_chanel();en_l=0;en_r=0;if(light_Hleft=light_Hright) d_value=light_Hleft-light_Hright;else d_value=light_Hright-light_Hleft;/数据显示if(display_n=10)if(flag_brush)write_com(1);flag_brush=0;write_com(0x80);display_d(light_Hleft);display_d(light_Hright);display_d(d_value);display_d(LRD_value1);write_com(0x80+40);display_h(com_hong);/display_d(speed_bus);display_n=0;display_n+;delay_ms(3);/调整发射的占空比/跟踪 if(light_Hleft-left_compare=trackD_value1|light_Hright-right_compare=trackD_value1)&light_Hleft=left_compare&light_Hright=right_comp毕业设计（论文）48are)/发现物体 while(d_valueLRD_value&adjustLR_n=light_Hright) d_value=light_Hleft-light_Hright;else d_value=light_Hright-light_Hleft; if(light_Hleft=light_Hright) left_ms(7);/brake_bus(1); else right_ms(7); / brake_bus(1); adjustLR_n+; flag_LR=1; if(flag_LR)brake_bus(20);flag_LR=0; flag_fomer=1; adjustLR_n=0; if(light_Hlefttrack_verson|light_Hrighttrack_verson)/确定在跟踪最远距离 / if(light_Hlefttrack_verson+trackD_value&light_Hrighttrack_verson+trackD_value)/确毕业设计（论文）49定在跟踪最近距离 back_ms(50); / brake_bus(1); else brake_bus(30); else if(flag_fomer) fomer_ms(50); flag_fomer=0;/brake_bus(1); if(com_hong!=0x1c) com_hong=0x44; 5.4 手机上位机5.4.1 概述本智能灭火小车采用 Android 手机作为上位机，上位机与下位机通过蓝牙进行通信。其最大特点和优势是界面友好，通信稳定。5.4.2 功能上位机（Android 手机）主要完成两方面的功能：（1）向下位机（小车）发送启动指令。控制小车的前进、后退、左转、右转、毕业设计（论文）50加减速和停止。（2）向下位机（小车）发送指令，选择小车功能。5.4.3 实现界面 人性化的手机上位机是智能小车控制的一大特点，控制界面如 5-3 所示。 图 5-3 Android 手机控制界面5.4.4 程序流程图 Android 手机程序流程图如 5-4 所示。毕业设计（论文）51开始 连接小车发送数据监听接收数据监听是否连接成功向小车发送启动指令对数据分析判断发送指令判断有无数据输入将发送结果、数据分析结果显示在手机上结束否是有有无无 图 5-4 Android 手机程序流程图毕业设计（论文）52 第 6 章 调试6.1 调试方法由于本次实验电路模块较多，其中直流电机驱动模块，消耗电源电流相对大，我们8电源开始调试，小车正常运转，在启动的过程中有打滑现象，并且耗电量特大，故重新编写电机启动程序，让电机一点一点的启动，调整好，不在打滑。在驱动板长期高速运行中，我发现，PWM驱动板上的L298N驱动芯片产生大量的热量，很烫。我在驱动芯片上安装散热片，并在PWM驱动板上涂上了一层散热胶，驱动板即使发热，也不会烧坏PW