2017年6月   

第 2 章 硬件設計

2.1 電機驅動的選擇

2.1.1 方案一 L298N

采用L298N作為本次設計的電機驅動如圖2-1所示。L298N由雙電源從5V至46v的H橋電路控制。從板上取電，電壓必須是5和7V之間。PWM轉速控制也可以進行。L298N是雙H橋電機驅動芯片中的每個H橋可以提供2A的電流，電源電壓范圍的2.5-48v，5V電源的邏輯部分，接受5vttl水平電平。正常情況下，電壓的電源部分應大于6V，否則芯片可能無法正常工作。

圖2-1  L298N實物圖

評價：

優點：使用簡單，可以板內取電，穩定性高，適合做畢業設計。

缺點：功率過大，耗電量大。

2.1.2 方案二 L9110S

采用 L9110S 作為本次設計的電機驅動，如圖2-2。L9110S也是雙H橋電路進行電機控制的，可實現電機正反轉。供電范圍3v到5v，無法板內取電。但是板子體積較小，容易安裝。

9110S一二通道推挽式功率放大電路設計為控制和驅動電機。將分立電路集成到單片集成電路中，降低了外圍器件的成本，提高了整個系統的可靠性。該芯片有兩個TTL/CMOS兼容的輸入級，具有良好的抗干擾性；兩個輸出端可直接驅動電機的正反向運動，它具有每通道的800ma直流大電流驅動能力，峰值電流能力可達1.5A的；同時它具有較低的輸出飽和電壓；反向沖擊目前的內部鉗位二極管可以釋放感性負載，使它在驅動繼電器、直流電機、步進電機或功率開關管使用安全可靠[1]。9110S廣泛應用于玩具、汽車、電機驅動、脈沖電磁閥驅動器、步進電機驅動器和開關功率管等電路。

圖2-2  L9110S實物圖

評價：

優點：本實用新型體積小，安裝方便，電源電壓小，功耗小，適合做畢業設計。靜態工作電流低，電壓范圍寬，帶負載能力強，外圍電路少及價格較便宜。

缺點：無法板內取電，不能PWM調速控制。

2.1.3 方案三 L293D

采用L293D作為本次設計的電機驅動，如圖2-3。L293D也是雙H橋電路進行電機控制的，可實現電機正反轉與及PWM調速控制，其中板內有5v穩壓芯片，有三路5v輸出。可以給單片機提供5v電壓。功耗也比較小。

L293比L293D高四倍，目前是H橋驅動。L293提供從4.5V至36V到1個雙向驅動電流和電壓；L293D提供雙向驅動電流高達600毫安的電流和電壓從4.5V至36V的兩裝置設計用于驅動感性負載如繼電器、電磁閥、直流雙極步進電機，可還提供電源負載其他高電流/電壓高，兼容所有TTL輸入。每個輸出是推挽驅動電路，與達林頓三極管和偽達林源。啟用1、2EN驅動器和3、4EN驅動器。當使能輸入高，相關驅動器啟用，其輸出處于活動狀態，并在同一階段作為他們的輸入。當使能輸入低，這些驅動器被禁用，他們的產出是在一個高阻抗狀態關閉。PS：1，2en1和2使能端（高電平使能）；3，4en同樣，用適當的數據輸入，每對在全H橋可逆驅動形式驅動，適用于電磁閥或電機上的應用[2]。L293，一種高速卡外部輸出鉗位，應該用于電感瞬態抑制。VCC1和VCC2分離提供邏輯輸入減少器件的功耗。對L293和L293D工作溫度從0℃到70℃。

電源電壓VCC1（見注1），36 V；

輸出電源電壓VCC2，36V；

輸入電壓VI，V7 ；

輸出電壓范圍VO，3 V至+3 V；

峰值輸出電流，IO（非重復性的，T≤5毫秒）L293：±2 A；

峰值輸出電流，IO（非重復性的，T≤100毫秒）L293D：±1.2；

連續輸出電流，IO：L293±1；

連續輸出電流，IO：L293D±600毫安；

連續總功耗（或低于）25°C自由空氣的溫度（見注2和3）2075毫瓦；

連續總功耗在80°C外殼溫度（見注3）5000毫瓦；

最高結溫TJ 150°C；

焊接溫度1.6 mm（1/16英寸）的情況下，10秒260°C；

存儲溫度范圍，TSTG-65°C至150°C；

當超過“絕對最大額定值”時，可能會造成設備永久性損壞。這些壓力額定值只，該設備的功能操作在這些或任何其他條件超出“推薦工作條件下表示”不暗示。曝光絕對最大額定條件下長時間可能會影響器件的可靠性。原理圖如圖2-4。

注：

（1）所有電壓值與網絡的接地端子。

（2）對于上述25°C自由空氣的溫度，減免率16.6毫瓦/°C線性。

（3）對于上述25°C外殼溫度，減免率71.4毫瓦/°C線性的變化，可在個別的移動設備的電氣特性和熱電阻，內置的熱過載保護被激活功率水平略高于或低于額定耗散。

圖2-3  L293D實物圖

評價：

優點：本實用新型具有穩定性高、功耗低、可向單片機提供5V電壓的優點。還可以實現正、負電機和PWM調速功能。所以符合本設計的所有要求。

綜上所述：我采用 L293D 做本次設計的電機驅動。其穩定性高，功耗小，可以給單片機提供 5v 電壓。也可以實現電機正反轉及 PWM 調速的功能。所以符合本次設計的所有要求。

圖2-4  L293D原理圖輸入輸出

2.2 單片機的選擇

單片機芯片選型時，總的原則是[3]：

（1）該芯片所包含的功能或數量略大于設計要求，設計要求盡可能采用芯片，采用外圍器件。

（2）技術：從單片機技術指標的角度，選擇芯片，保證單片機應用系統在一定技術指標下的可靠運行；

（3）實用性：從單片機供應渠道和信譽程序的角度出發，選擇單片機制造商，保證單片機系統在長期可靠運行中的應用；

（4）開發：單片機的選型必須有可靠的開發工具，如程序開發工具、仿真調試方法。單片機是用來控制電機驅動，52結構ATMELat89cXX系列，at89sxx系列，at89c20系列（20針）或STC的單片機可以實現。按照目前比較流行的學習在學校，stc89xx系列單片機STC89C52單片機，和便宜，購買方便，所以選用STC89C52單片機微控制器[4]。單片機有很多種，按照功能可以劃分為以下幾種類型。

1）基本型。基本型為8XX51，如8051，8751，89c51等。8位CPU和指令系統的基本特性，適用于控制、128字節的內部RAM、21個特殊功能寄存器，32線并行I/O口、2個16位定時器計數器、一個全雙工串行通信口，5個中斷源，4kb芯片ROM芯片的時鐘振蕩器等。

2）增強型。8032，8052，8072等等。此類單片機的容量比基本型的大1到數倍，同時計數器數量增加到3個，同時增加了看門狗抗干擾及電源監控器。

3）低功耗型。這類型號帶有“C”字型的單片機采用CHMOS工藝，這類的特點就是功耗低。另外，52也有兩組程序內存安全系統，防止未經授權的復制程序。

STC89C52RC單片機是一種低功耗，高性能CMOS8位微控制器，采用STC公司生產的。它具有8K字節的系統內可編程閃存。STC89C52采用經典的MCS-51內核，但已經取得了很大的進步，與傳統的51單片機制作的芯片不具備的功能。一個8位的CPU和系統可編程Flash單片機STC89C52提供了一個高度靈活和高效的解決方案為許多嵌入式控制應用[5]。

52單片機具有多個定時器，RAM51是128，52是256位。最后的數字代表E2PROM的大小，最后數×4K，E2PROM。C51 4K C52 8K，。此外，RAM是不同的，超過51個2定時器，串行通信可以設置更高的波特率，定時器2的功能與其他兩個定時器是不一樣的。52是51的增強型，S52比C51定時器T2超過一個以上的RAM，ROM，128B、更多4K，中斷超過2個，超過一個看門狗，在掉電，數據指針等，有一些改進。S52的最高外部晶體振蕩器可達33MHz，C51，大概只有24mhz。

52具有以下標準功能[6]：8k字節Flash，512字節RAM，32個I/O線，看門狗定時器，內置4KB的EEPROM MAX810復位電路，定時器/計數器的外部中斷，一個向量級中斷結構（與傳統51向量中斷結構全雙工串行端口兼容）。此外，STC89C52可降至0Hz靜態邏輯操作，支持2種軟件，你可以選擇省電模式。在空閑模式下，CPU停止工作，并允許RAM，定時器/計數器，串行端口，中斷繼續工作。在掉電保護模式下，RAM的內容被保存，振蕩器被凍結，微控制器停止所有的工作，直到下一個中斷或硬件復位[7]。最大工作頻率35MHz，6t/12t可選。

實物如圖2-5。

圖2-5  單片機實物圖

2.3 電源的供電方式

18650個7.4v系列電池電壓供應L293D電機驅動，內置的5V穩壓器芯片的電機驅5V輸出，分別到轉向齒輪，四路跟蹤模塊，單片機。單片機具有5V輸出，然后超聲波模塊和藍牙模塊電源（如圖2-7所示）。

圖2-7 供電方式圖

2.4 超聲波避礙功能設計思路

2.4.1 超聲波模塊選用及參數

我選擇超聲波HC-SR04超聲波模型。HC-SR04超聲波測距模塊可以提供2cm-400cm非接觸距離傳感功能，測距精度可達3mm；模塊包括超聲波的發射、接收和控制電路。其工作原理是；

（1）IO端口觸發用于觸發測距，至少10us高電平信號是給定的；

（2）模塊自動發送8個40KHz的Fang Bo，自動檢測是否有信號返回；

（3）有一個信號返回，通過IO口回波輸出一個高電平，超聲波的持續時間由發射到返回時間。

2.4.2 設計原理

在小車中超聲波模塊不是單獨工作的，還需要舵機來跟他一起完成這項任務。

因為超聲波檢測的只是前方的障礙物，很難檢測到兩邊的障礙物。這樣就減少了汽車的左右兩側的碰撞。工作原理：舵機向左和右轉向齒輪驅動超聲波檢測的左距離和右距離，然后比較左側大于右向左運行，右邊大于左邊就向右行駛。左邊等于右邊就退后在再向左行駛。超聲波原理圖如下。

圖2-8  超聲波原理圖

2.4.3 實物及接線圖

如圖2.4.3接線，VCC供5V電源，GND為地線，TRIG觸發控制信號輸（單片機p24），ECHO（接單片機p25）回響信號輸出等四支線。實物如圖2-9。

圖2-9 接線圖及實物圖

2.5 循跡功能設計思路

2.5.1 四路循跡模塊的原理及參數

光環境的適應性的傳感器模塊，它有一對紅外發射和接收管、發射管發射的一個紅外檢測頻率，當障礙物的方向（反射），反射紅外接收管、比較器電路處理后，輸出的數字信號（信號輸出接口的低電平信號），可通過電位器旋鈕調節探測距離，2 ~ 60cm有效距離范圍內，工作電壓為3.3v-5v。傳感器的探測范圍可以電位器調節，具有干擾小、安裝方便、使用方便，可廣泛應用于機器人避障、避障、車線數和黑白線跟蹤和許多其他場合[8]。參數如下：

（1）當模塊檢測到前面的障礙信號時，電路板上的紅色指示燈被點亮，輸出口連續輸出低電平信號。

（2）傳感器是紅外反射探測，所以目標的反射率和形狀是探測距離的關鍵。其中，黑色探測距離最小，白色最大，小面積物體小，距離大。

（3）傳感器模塊輸出端口可直接與單片機IO口可以連接，可以直接驅動一個5V繼電器模塊或蜂鳴器模塊；連接：vcc-vcc；gnd-gnd；out-io 4，比較器LM339運行穩定；

（4）3.3v-5v直流電源可用于電源模塊。接通電源后，綠色電源指示燈亮。

2.5.2 設計原理

跟蹤模塊有四個紅外探測模塊。他們都用紅外發射接收管等分立元件探頭，因為使用接近傳感器的紅外反射式傳感器，反射光的光電二極管電流與不斷變化的強度，從而導致電壓連續變化[9]。因此，如果電平信號直接提供給微控制器，它很容易被誤讀，因此使用LM358比較器LM339或（添加滯后電路）防止關鍵輸出抖動作為中央控制電路的核心部件。當路由為黑色時，接收到的信號返回到微控制器。當信號為白色或接地時，由單片機相應端口接收的信號為0。用于產生基準電平的電位器，當光電二極管的光電流超過一定值時，正輸入電平高于運算放大器的參考電平，然后輸出電平跳變，信號可以進行單片機處理[10]。通過調整參考電平，傳感器的靈敏度和探測距離也可以被調整，以改變所接收的信號的強度和檢測的靈敏度。雙向探頭共同工作，根據兩路探頭的方向確定不同的返回值方向，通過單片機兩直流電機的運行狀態，調整小車的姿態，用導絲完成跟蹤任務的完成。主控板電路圖如圖2-10所示，小板原理圖如圖2-12。

四路尋跡模塊使用說明如下：

這個模塊提供了一個通用的紅外探測系統，智能機，如智能車和機器人。光環境的適應性的傳感器模塊，它有一對紅外發射和接收管、發射管發射的一個紅外檢測頻率，當障礙物的方向（反射），反射紅外接收管、比較器電路處理后，輸出的數字信號（信號輸出接口的低電平信號），可通過電位器旋鈕調節探測距離，2 ~ 60cm有效距離范圍內，工作電壓為3.3v-5v。傳感器的探測范圍可以電位器調節，具有干擾小、安裝方便、使用方便，可廣泛應用于機器人避障、避障、車線數和黑白線跟蹤和許多其他場合[11]。1當模塊檢測到前面的障礙信號時，電路板上的紅色指示燈被點亮，并輸出低電平信號檢測模塊、2~60cm的檢測距離，角度為35度，檢測距離可通過電位器順時針旋轉，調整電位器，檢測距離增大；逆時針旋轉電位器，降低檢測距離。傳感器是紅外反射探測，所以目標的反射率和形狀是探測距離的關鍵[12]。其中，黑色探測距離最小，白色最大，小面積物體小，距離大。傳感器模塊輸出端口可直接與單片機IO口可以連接，可以直接驅動一個5V繼電器模塊或蜂鳴器模塊；連接：vcc-vcc；gnd-gnd；out-io 4，比較器LM339運行穩定；3.3v-5v直流電源可用于電源模塊。當電源接通時，綠色電源指示燈亮起；6.3毫米的螺孔，便于固定、安裝；尺寸大小：中控板42mm×38mm×12mm（長×寬×高），小板25mm×12mm×12mm（長×寬×高）[13]。在交貨的各個模塊已經比較的電位器調節閾值電壓，買家也可以根據實際情況進行調整（提示：模塊反射距離，更容易引發）按照探頭的要求和控制面板連接，刪除所有對象的前面探針和探針指向太陽（光有探頭影響很大），每路調整電位器，直到燈剛熄滅，然后用白盾探頭，會發現LED燈，所以如果測試成功，那么我們可以在單片機控制板級測試通過輸出信號。

圖2-10 主控板電路圖

圖2-11 小板原理圖

2.6藍牙模塊設計思路

在小車中藍牙模塊做的是中間設備，作用是把手機app發來的信號傳給單片機，讓單片機進行相應的動作。藍牙模塊有vcc、gnd、txd和rxd等幾個引腳，但是我們用到的只有vcc、gnd和txd。因為我的小車只要接收手機給藍牙的信號，不要發送給手機，所以我們只要用到txd這個引腳。其中單片機的rxd是p30，txd是p31。

3.1藍牙程序設計

在本次設計中，藍牙程序主要是在單片機的控制下，對藍牙模塊的輸入信息進行存儲分析，以控制電機的驅動，以控制小車前進，向后行駛、向左行駛、向右行駛。在這個過程中，單片機首先進行初始化，包括單片機各端口的設置方向，各變量的初始化，以及單片機的振蕩頻率的標定[14]。單片機定時讀取串口上藍牙模塊的數據，如果數據讀出串口，則讀取數據分析，藍牙程序流程圖如圖3-1所示。

void main（void）

{

TMOD=0x11；

TH1=（65536-100）/256； //100US

定時

TL1=（65536-100）%256；

TH0=0；

TL0=0；

T2CON=0x34；

T2MOD=0x00；

RCAP2H=0x FF；

RCAP2L=0x DC；

SCON=0x50；

PCON=0x00；

PS=1；

TR1=1；

ET1=1；

ES=1；

EA=1；

push_val_duoji=10； //舵機歸中

while（1） /*無限循環*/

if（flag_REC==1）

{

flag_REC=0；

if（buff[0]=='O'&&buff[1]=='N'） //第一個字節為O，第二個字節為 N，第三個字節為控制碼

switch（buff[2]）

{

case up ： // 向前行駛

send_str（ ）；

flag_mss=0；

flag_bj=0；

flag_xj=0；

run（）；

break；

case down： // 向后行駛

send_str1（ ）；

flag_mss=0；

flag_bj=0；

flag_xj=0；

backrun（）；

break；

case left： // 向左行駛

send_str2（ ）；

flag_mss=0；

flag_bj=0；

flag_xj=0；

leftrun（）；

break；

case right： // 向右行駛

圖3-1 藍牙程序流程圖

3.2 超聲波避障程序設計

當按下2號鍵后，啟動超聲波避礙功能，小車向前行駛，一邊檢測中間、左邊和右邊有無障礙物,當超聲波距離30cm，左、右紅外有障礙，車停，舵機向右行駛90度，再向左行駛90度，檢查左邊的距離和右邊的距離。如果雙方之間的距離小于20cm，汽車將搬回。如果左邊的距離大于右邊，車就向右邊行駛。否則汽車將向左行駛。流程圖如圖3.1所示。部分程序如下：

void Start Module（） //啟動測距信號

{

TRIG=1；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

TRIG=0；

}

/***************************************************/

void Conut（void） //計算距離

{

time=TH0*256+TL0； //讀取脈寬長度

TH0=0；

TL0=0；

S=（time*1.7）/100； //算出來是 CM

void juli（void）

{

Start Module（）；

while（!ECHO）； //當 RX 為零時等待

TR0=1； //開啟計數

while（ECHO）； //當 RX 為 1 計數并等待

TR0=0； //關閉計數

Conut（）；

}

這部分程序是啟動測距，計算兩邊距離。

void COMM（ void ） //小車方向函數

{

push_val_duoji=4； //舵機向向左行駛90 度

timer=0；

while（timer<=2500）； //延時250MS 讓舵機轉到其位置

juli（）； //計算距離

Delay Ms（20）；

S2=S；

push_val_duoji=20； //舵機向右行駛90 度

timer=0；

while（timer<=2500）； /延時250MS 讓舵機轉到其位置

juli（）； //計算距離

Delay Ms（20）；

S4=S；

push_val_duoji=10； //舵機歸中

timer=0；

while（timer<=2500）； //延時250MS 讓舵機轉到其位置

if（（S2<25）||（S4<25）） //只要左右各有距離小于25CM小車向后行駛

{

bjbackrun（）； //向后行駛

timer=0；

while（timer<=4000）；

}

if（S2>S4）

{

bjleftrun（）； //車的左邊比車的右邊距離小向右行駛

timer=0；

while（timer<=2000）；

}

else

{

bjrightrun（）； //車的左邊比車的右邊距離大向左行駛

timer=0；

while（timer<=2000）；

}

}

這段程序即是當測試出距離之后，小車選擇前進或者行進的方向。

圖3-2 超聲波程序流程圖

3.3 循跡程序設計

當按下3號鍵后，小車啟動循跡功能，小車流程圖如圖3.2所示。小車向前行駛的同時，檢測左邊和右邊是否有黑線，當左邊有黑線時向左行駛，當右邊有黑線時向右行駛。兩路紅外都沒有感應到地板時，小車停止。小車在循跡過程中的速度必須減慢，否則速度太快，小車會沖出黑線[15]。就無法完成循跡任務了。所以說，在循跡時，小車的速度必須要用PWM要控制。

while（flag_bj） /*無限循環

*/

{

if（timer>=1000） //100MS 檢測啟動檢測一次

{

timer=0；

juli（）； //計算距離

Delay Ms（20）；

if（（S<30）||Right_led1==0||Left_led1==0） //超聲波小于30CM 、紅外 1、紅外 2 其中一個有遇到障礙物都停車進行超聲波測距（紅外 1，2 是超聲波兩邊的）

{

stoprun（）； //小車停止

COMM（）； //方向函數

}

else

if（（S>30）&&Right_led1==1&&Left_led1==1） //超聲波大于30CM 紅外 1 和紅外2 都沒有遇到障礙就向前行駛。

bjrun（）；

}

if（flag_REC==1）

{

push_val_duoji=10； //舵機歸中

stoprun（）；

break；

}

}

while（flag_xj） /*無限循環*/

{

if（Left_led==0&&Right_led==0） //有信號為0 沒有信號為 1

{

xjrun（）；

}

else

{

if（Right_led==1&&Left_led==0） //左邊檢測到黑線向左行駛

{

xjleftrun（）；

}

if（Left_led==1&&Right_led==0） //右邊檢測到黑線向右行駛

{

xjrightrun（）；

}

if（Left_led==1&&Right_led==1） //兩邊檢測到黑線停止

{

stoprun（）；

圖5-3 自動尋跡模塊流程圖

第4章 系統調試

4.1 舵機電壓過大，舵機無法運行

在初步設計中避免超聲波車的障礙，自己寫的程序燒進去，但是超聲波舵機禁用函數無法運行。后來，我寫了一個程序，只適用于超聲波單獨作用，其結果是，超聲波可以工作。但我使用材料時，發現舵機的電源是從4.8V至6V。我經過咨詢別人，他告訴我，轉向齒輪和超聲波一起使用轉向電源3.3V。最后，我買了一個5V至3.3V模塊，將電機驅動5V到3.3V的功率轉向齒輪，成功解決了問題。

4.2 無法循跡

當按下3按鈕時，汽車跟蹤功能打開。在第一次測試中，汽車不能沿黑線行駛。正常來說，兩個紅外線傳感器安裝在汽車底部的左右兩側，當黑色線在左邊相遇時，汽車向左行駛；當右側遇到黑線時，汽車向右移動。但第一次，方向正好相反。修改后的程序來解決這個問題，但它仍然沒有跟蹤。汽車遇到黑線車輕微轉彎，直接走出黑線。后來，經過觀察，才發現車速太快了。小車的速度是1到10檔，程序可以改變跟蹤的速度。經過調節小車速度，完成了循跡功能。

本畢業設計是基于AT89C52單片機的智能小車控制，包括程序選型、硬件設計、軟件設計、軟件測試結果以及調試電路中遇到的問題。在此期間，完成的主要工作包括以下幾個方面。

（1）在設計前期收集電機驅動、單片機等相關數據，實現智能小車的工作原理。

（2）確定系統圖，電源模塊，單片機最小系統模塊，超聲波模塊、藍

比較了輪齒電路模塊和電機及其驅動電路模塊的實現方案，確定了最終智能小車控制的設計方案。

（3）根據智能小車控制原理圖，給出了電路接線圖。

（4）根據系統要實現向前行駛、向后行駛、向左行駛、向右行駛、避障、循跡功能編寫出小車端的軟件程序。

（5）經過硬件和軟件的調試，對整個系統進行了調試，并對系統的缺陷進行了查找完善。

（6）最終小車能夠實現向前行駛、向后行駛、左右行駛、避障、循跡等功能，實現了老師給出的基本要求。本設計完成了基于Android手機的智能小車控制系統。本系統采用52單片機STC89C52單片機編程來驅動汽車前進和后退運動的陽性和陰性對照，向左行駛、向右行駛、避障，電機的正反調速的電機驅動L293D輸出端的邏輯電平控制。從設計過程的角度充分準備是非常重要的，經過前期準備，并開發嵌入式系統學習，避免了很多后續設計的問題。總的來說，我們已經做了充分的準備。在實踐過程中，通過查閱相關資料和咨詢相關人員，克服了系統設計過程中的大部分困難，基本達到了設計要求。并通過了軟件測試。

參考文獻

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[8]      B.Chopard，P.O.Luthi andP.-A.Queloz-«Cellular automata model of car traffic in a two-dimensional streetnetwork»in Journal of Physics A：Mathematical and General，29（10）： 2325-2336，1996.

[9]     蔡自興，徐光佑.人工智能及應用（第二版）[M]，清華大學出版社，1996

[10]  A.Cheng and K.Rajan-«A digital map/GPS based routing andaddressing scheme for wireless ad hoc networks»In Proc.of IEEE IntelligentVehicle Symposium （IV‘03），2003.

[11]張凱，錢鋒，劉漫丹.模糊神經網絡技術綜述.信息與控制[J]，2003，32（5）：431-435

[12]劉瑞正，趙海蘭.人工神經網絡研究五十年.計算機應用研究[J]，1997（1）：11-13

[13]  ChenZ F，Shi H Y，An Y J. Globally convergent approach based on chaotic theory for underwaterrobot motor optimization ［A］.InternationalConference on Robotics， Intelligent Systems andSignal Processing [C]. Chansha， 2003. 996-1001.

[14]  C.Bonnet-CHAUFFEUR 2 Final Report，Deliverable D24，Version 1.0，Contract numberIST-1999-10048，July 10，2003.

[15] 陳伯時著.電力拖動自動控制系統[M].第四版.北京：機械工業出版社，2009

[16]  Chen Z F, Shi H Y, An Y J.Globally convergent approach based on chaotic theory for underwater robot motoroptimization ［A］.International Conference on Robotics, Intelligent Systems andSignal Processing [C]. Chansha, 2003. 996-1001

致    謝

畢業設計完成了，在這個過程中學到了很多東西。首先要感謝我的導師，他在我完成論文的過程中，給予了我很大的幫助。在論文開始的初期，我對于論文的結構以及文獻選取等方面都有很多問題，是在老師的幫助下進行修改和完善的。本畢業設計是在指導老師悉心的關懷與指導下完成，在此對老師獻上最衷心地感謝。老師從畢業設計一開始就對我們嚴格要求，每周的周三都會和我們開見面會，詢問我們的畢設進度并了解我們遇到的困難，積極協助我們解決設計過程中的各種難題，并要求我們每天記錄在畢業設計中所作的工作進度及遇到的問題，讓我們去發現問題，解決問題。在我遇到難已解決的問題心中急躁時，老師總是及時的給予鼓勵，使我能夠有勇敢的克服困難，把畢業設計繼續進行下去。老師對學生的高度關注和對工作高度負責的精神值得我們尊敬，也是我今后走向工作崗位的榜樣。通過本次畢業設計，我不僅是對我們所學知識的一個匯總，同時也是考驗我們學習能力和動手能力的一個平臺；讓我們能學到更多的相關知識，更重要的是學到了面對困難的不放棄、不氣餒的態度，不驕不躁的辦事風格，奮發向上的精神，這些在我今后的生活和學習中都是一筆寶貴的財富。最后，我要再次感謝在畢業設計過程中對我提供過制作電路板等工具的同學和老師，以及在畢業設計中對我進行過指導的所有老師和同學。

附錄

附錄一  實物圖

附錄二  原理圖

附錄三 源程序

#include<AT89x52.H>

#include<intrins.h>

#define uchar unsignedchar

#define uint unsignedint

#define Left_moto_go  {P1_0=1，P0_0=1；P0_1=0；}  //左電機正轉

#define Left_moto_back  {P1_0=1，P0_0=0；P0_1=1；} //左電機反轉

#define Lef_moto_Stop  {P1_0=0；}              //左電機停轉

#define Right_moto_go  {P1_1=1，P0_2=1；P0_3=0；} //右電機正轉

#define Right_moto_back  {P1_1=1，P0_2=0；P0_3=1；} //右電機反轉

#define Righ_moto_Stop  {P1_1=0；}              //右電機停轉

/***************************************************************/

#define ECHO  P2_4                        //超聲波接口定義

#define TRIG  P2_5                         //超聲波接口定義

#define Sevro_moto_PWM  P1_6 //接舵機信號端輸入PWM 信號調節速度 接P2_7

#define Left_moto_PWM  P1_0           //PWM 信號端左電機使能端借 P1_0

#define right_moto_PWM  P1_1           //PWM 信號端右電機使能端借 P1_1

#define Left_led  P2_2                 //P3_4 接四路尋跡模塊接口第三路輸出信號即中控板上面標記為OUT3

#define Right_led P2_3                //P3_5 接四路尋跡模塊接口第四路輸出信號即中控板上面標記為OUT4

#define Left_led1 P1_2                 //P1_2 接四路尋跡模塊接口第二路輸出信號即中控板上面標記為 OUT2（超聲波左邊的紅外）

#define Right_led1 P1_3              //P1_3 接四路尋跡模塊接口第一路輸出信號即中控板上面標記為 OUT1 （超聲波右邊的紅外）

unsigned char PWM_val_duoji= 0；      //變量定義

unsigned charpush_val_duoji =10     ；//舵機歸中，產生約，1.5MS 信號

unsigned char PWM_val_left=0；      //變量定義

unsigned charpush_val_left =0；       // 左電機占空比N/10

unsigned char PWM_val_right=0；    //變量定義

unsigned charpush_val_right =0；     // 左電機占空比N/10

bit Left_moto_stop =1；

bit right_moto_stop =1；

#define left 'D'

#define right 'C'

#define up 'A'

#define down 'B'

#define stop 'F'

#define Car '1' //手機軟件 1 號鍵

#define Car1 '2' //手機軟件 2 號鍵

#define Car2 '3' //手機軟件 3 號鍵

char code str[] = "收到指令，向前!\n"；

char code str1[] ="收到指令，向后!\n"；

char code str2[] ="收到指令，向左!\n"；

char code str3[] ="收到指令，向右!\n"；

char code str4[] ="收到指令，停止!\n"；

unsigned int time=0； //時間變量

unsigned int timer=0； //延時基準變量

unsigned int timer1=0； //延時基準變量

unsigned long S=0； //計算出超聲波距離值

unsigned long S1=0；

unsigned long S2=0；

unsigned long S3=0；

unsigned long S4=0；

bit flag_REC=0；      //串行接收標去位

bit flag =0；

bit flag_mss =0；

bit flag_bj =0；

bit flag_xj =0；

bit flag_hw =0；

unsigned char i=0；

unsigned char dat=0；

unsigned char buff[5]=0； /接收緩沖字節

/***************************************************************/

//延時函數

void Delay Us2x（uchar t）

{

while（--t）；

}

void Delay Ms（uchar t）

{

while（t--）

{

Delay Us2x（245）； //大致延時 1m S

Delay Us2x（245）；

}

}

/***************************************************************/

//

前速向前行駛 可以調節各功能速度占空比調節小車的速度

void run（void）

{

push_val_left=6； //手機遙控向前行駛速度的占空比是5 0 到 10 10 最大

push_val_right=6；

Left_moto_go ； /左電機往前走

Right_moto_go ； //右電機往前走

}

void bjrun（void）

{

push_val_left=4； //舵機避礙和魔術手速度的占空比是5 0 到 10 10 最大

push_val_right=4；

Left_moto_go ； //左電機往前走

Right_moto_go ； //右電機往前走

}

void xjrun（void） //循跡速度的占空比是 1 0 到 10 10 最大

{

push_val_left=1；

push_val_right=1；

Left_moto_go ； //左電機往前走

Right_moto_go ； //右電機往前走

}

//前速向后行駛

void backrun（void）

{

push_val_left=6；

push_val_right=6；

Left_moto_back ； //左電機往后走

Right_moto_back ； //右電機往后走

}

void bjbackrun（void）

{

push_val_left=4；

push_val_right=4；

Left_moto_back ； //左電機往后走

Right_moto_back ； //右電機往后走

}

//向左行駛

void leftrun（void）

{

push_val_left=5；

push_val_right=3；

Left_moto_go ； //左電機往前走

//STOP

void stoprun（void）

{

push_val_left=0；

push_val_right=0；

Lef_moto_Stop ； // 停止

Righ_moto_Stop ； //停止

}

/**************************************************************/

void Start Module（） //啟動測距信號

{

TRIG=1；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

_nop_（）；

TRIG=0；

}

/***************************************************/

void Conut（void） //計算距離

{

time=TH0*256+TL0； //讀取脈寬長度

TH0=0；

TL0=0；

S=（time*1.7）/100； //算出來是 CM

void juli（void）

{

Start Module（）；

while（!ECHO）； //當 RX 為零時等待

TR0=1； //開啟計數

while（ECHO）； //當 RX 為 1 計數并等待

TR0=0； //關閉計數

Conut（）；

}

/***************************************************************/

/* PWM 調制舵機信號 */

/***************************************************************/

/* 舵機調速 */

/*調節 push_val_duoji 的值改變電機轉速，占空比 */

void PWM_Servomoto（void）

{

if（PWM_val_duoji<=push_val_duoji）

Sevro_moto_PWM=1；

else

Sevro_moto_PWM=0；

if（PWM_val_duoji>=100）

PWM_val_duoji=0；

}

/**************************************************************/

/* PWM 調制電機轉速 */

/***************************************************************/

/* 左電機調速 */

/*調節 push_val_left 的值改變電機轉速，占空比 */

void PWM_out_left_moto（void）

{

if（Left_moto_stop）

{

if（PWM_val_left<=push_val_left）

{

Left_moto_PWM=1；

}

else

{

Left_moto_pwm=0；

}

f（pwm_val_left>=10）

pwm_val_left=0；

}

else   

{

Left_moto_pwm=0；

       }

}

/********************************************************/

/*  PWM調制電機轉速                                   */

/*******************************************************/

/*     右電機調速                                   */

/*調節push_val_right的值改變電機轉速，占空比            */

      void pwm_out_right_moto（void）

{  if（right_moto_stop）

  {

if（pwm_val_right<=push_val_right）

{

right_moto_pwm=1；

}

else

  {

right_moto_pwm=0；

}

if（pwm_val_right>=10）

pwm_val_right=0；

else   

   {

right_moto_pwm=0；

}

{

unsigned char i = 0；

while（str != '\0'）