單片機(jī)智能小車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

摘要智能汽車(chē)原本只是在科幻電影中出現(xiàn)的場(chǎng)景，現(xiàn)在已經(jīng)漸漸地走進(jìn)我們的生活。從最簡(jiǎn)單的倒車(chē)?yán)走_(dá)到現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛，智能化汽車(chē)的概念早已深深的被社會(huì)接收，并且汽車(chē)智能化的需求也日益明顯。如何使汽車(chē)自動(dòng)無(wú)人駕駛成為科研的主要方向。智能小車(chē)作為智能汽車(chē)的一個(gè)縮影，在國(guó)內(nèi)還是國(guó)際的各種比賽中，它的身影永遠(yuǎn)是最亮眼的一道光，出現(xiàn)了很多不同的方案。伴隨著我們國(guó)家高新技術(shù)水平的日益提高和工業(yè)自動(dòng)化水準(zhǔn)的漸漸推進(jìn)，智能車(chē)被普遍的用于多種玩具和其他產(chǎn)品的制造中，非常大地拓展了我們的眼界。本文的研究目的就是設(shè)計(jì)一種可以自動(dòng)避障的智能小車(chē)，自動(dòng)避障顧名思義就是能夠自動(dòng)躲避行進(jìn)路上的障礙物。 本文詳細(xì)討論了系統(tǒng)方案。然后分別討論了硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，主要對(duì)超聲波測(cè)距、ic和主單片機(jī)進(jìn)行講解。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要針對(duì)系統(tǒng)的要求進(jìn)行了論證。最后，討論了該系統(tǒng)的可伸縮性。關(guān)鍵詞： 單片機(jī);無(wú)線傳輸;超聲波測(cè)距;電機(jī)驅(qū)動(dòng)1Abstract Intelligent car appears only in the science fiction movie scenes in the past, but now it has come into our everyday lives gradually. From the simple car backing radar to the automatic driving, the concept of intelligent car has been accepted by our society widely, and the demand for intelligent cars is increasing apparently. How to make the cars drive themselves automatically is the main direction of scientific research in auto industry today. As an epitome of intelligent car, mini intelligent car or intelligent electric trolley appears in all kinds of competitions domestically and internationally. It is the brightest star always and many programs about it are emerging endlessly. With the continually improving of high-tech level and the constantly advancing in industrial automation process in China, intelligent electric trolleys are widely used in the designing of kids toys and other products, which has greatly enriched peoples lives. This article is aimed to design a kind of intelligent trolley that can avoid obstacles automatically, when it is encountered with different obstacles on its way moving. This article will have a detailed description on the systematic program firstly. Then explain about the hardware system design and the software system design separately. The hardware system design is mainly about the ultrasonic ranging and the MCU, and the software system design is focused on the argument of the system requirements. And the last part is about the extensibility of the system.Keywords:SCM;wireless transmission;ultrasonic ranging1 緒論1.1 課題背景以前在幻想電影中發(fā)明的機(jī)器人現(xiàn)在正在慢慢進(jìn)入人們的現(xiàn)實(shí)生活中。機(jī)器人技術(shù)包括機(jī)電、自控、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)科目為代表，是由很多種高科技技術(shù)發(fā)展結(jié)晶的綜合集成，所以，它的發(fā)展與很多學(xué)科發(fā)展關(guān)系非常緊密，代表了高科技發(fā)展的前沿。伴隨著科技的蓬勃發(fā)展，人們發(fā)覺(jué)了很多種擁有感覺(jué)，判斷，行為和交流能力的機(jī)器人，從對(duì)機(jī)器人的無(wú)限遐想到如今機(jī)器人的相對(duì)普遍的現(xiàn)實(shí)出現(xiàn)在我們的生活中，機(jī)器人的運(yùn)用早已涉及機(jī)電、冶金、交通運(yùn)輸、航天、防御。隨著機(jī)器人智能化水平的逐步提高，并迅速改變著我們的生活方式，隨著機(jī)器人在人們生活領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越大，將給我們的生活帶來(lái)巨大的影響。外國(guó)機(jī)器人的發(fā)展有已下形勢(shì)。一方面機(jī)器人在制造行業(yè)運(yùn)用的范圍日益廣闊，它的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化程度越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)，正朝著技術(shù)和設(shè)備規(guī)模的方向發(fā)展；另一方面，機(jī)器人朝著非制造業(yè)的運(yùn)用和微小型方向拓展。多功能小車(chē)可以解釋為機(jī)器人的一種特殊例子，它是一種通過(guò)程序編程手段完成某種指定任務(wù)的小規(guī)?；瘷C(jī)器人。與普通含以上的智能機(jī)器人對(duì)比，智能小車(chē)制造成本很低，電路的結(jié)構(gòu)比較容易，程序的調(diào)試也很便利，擁有濃厚的趣味性。1.2 研究?jī)?nèi)容智能汽車(chē)作為曾經(jīng)在科幻電影中出現(xiàn)的場(chǎng)景，目前已經(jīng)在逐步走進(jìn)我們的生活。從最簡(jiǎn)單的倒車(chē)?yán)走_(dá)到現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛，汽車(chē)智能的概念已被社會(huì)廣泛接認(rèn)可，而且汽車(chē)智能化的需求也越來(lái)越明顯。如何真正使汽車(chē)自動(dòng)無(wú)人駕駛，是目前科研的重心。這次設(shè)計(jì)的意圖是設(shè)計(jì)一種可以自動(dòng)避障的小車(chē)，自動(dòng)避障顧名思義，即是能夠自動(dòng)躲避行進(jìn)路上的障礙物。當(dāng)今多功能小車(chē)的躲避障礙物的方式很多有應(yīng)用在高級(jí)轎車(chē)上的多普勒雷達(dá)測(cè)距，它可以間接的實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的自動(dòng)駕駛。紅外避障可以在陽(yáng)光不影響的情況下實(shí)現(xiàn)。作為倒車(chē)?yán)走_(dá)的延伸，超聲波避障已在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。目前，已經(jīng)應(yīng)用了一些模型。超聲波避障技術(shù)是基于超聲波測(cè)距、超聲波測(cè)距的發(fā)展至今，技術(shù)方案各不相同。本文以智能避障車(chē)為研究對(duì)象。超聲波測(cè)距芯片作為超聲波測(cè)距單元作為設(shè)計(jì)方案。本文的主要內(nèi)容包括：1) 多傳感信號(hào)系統(tǒng)下主控器的處理2) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3) 超聲波避障模塊的應(yīng)用及設(shè)計(jì)2方案論證2.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，可將此系統(tǒng)劃它分為三部分。第一部分是單片機(jī)控制模塊，它由單片機(jī)最小系統(tǒng)、串口通信電路和相應(yīng)輔助電路主要負(fù)責(zé)各個(gè)子模塊的控制，從而保證模塊不是很正常有序的完不成各自命令；第二個(gè)部分為驅(qū)動(dòng)模塊，它的主要作用是驅(qū)動(dòng)小車(chē)直流電機(jī)，使小車(chē)運(yùn)動(dòng)。第三個(gè)部分為超聲波傳感器，他主要是亂起把早用于對(duì)小的王夫人車(chē)運(yùn)行前方的色弱障礙物進(jìn)分行探測(cè)和對(duì)王夫人障礙物距離進(jìn)額行法國(guó)人判斷。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。主控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊超聲波模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)圖2-1系統(tǒng)總框圖2.2系統(tǒng)方案的選擇與比較2.2.1控制模塊方案的選擇第一種方案：選用數(shù)字的粉色發(fā)路平臺(tái)，整個(gè)超大幅度是聲波避障的控制系統(tǒng)由計(jì)數(shù)器、譯碼器和555定時(shí)字芯淡粉色地方片組成。其電路具有邏輯結(jié)不是很復(fù)雜單，但也有功能有很多、不統(tǒng)一調(diào)試等缺點(diǎn)。第二種方案：選用單阿迪飛機(jī)片機(jī)平臺(tái)，整個(gè)超地方額積分聲波避障統(tǒng)由MCS-51單片機(jī)小的統(tǒng)款到發(fā)貨作為主控制芯片。同時(shí)，STC89C52RC單片機(jī)擁有面積大希的小、內(nèi)耗個(gè)低、控制的性雇個(gè)人能強(qiáng)、拓展靈活多變、微型地方豐富化和造作分個(gè)如果便長(zhǎng)處。方案比較：雖然采用數(shù)字邏各環(huán)節(jié)考慮喝紅以實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)障，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)負(fù)載單以，但整個(gè)完成的想的的功能單一。為了高質(zhì)量完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)要求，此系統(tǒng)采用第二種方案。2.2.2超聲波模塊方案的選擇方案一：運(yùn)用US-100超聲波芯片，US-100 超聲波測(cè)距芯片可實(shí)現(xiàn)2cm4.5m 的沒(méi)有接觸的測(cè)距性能、有2.65.8V 的電壓輸入?yún)^(qū)間、靜態(tài)功耗廣泛阿丹發(fā)的坤正于2mA，自帶感器不知道距的結(jié)論進(jìn)行修改、還具有GPIO、串口等許多種聯(lián)系方式、內(nèi)含有看門(mén)狗、工作可靠穩(wěn)定性高。方案二：應(yīng)用HC-SR04超聲波芯片，HC-SR04超聲波測(cè)距芯片可以提供2cm450cm的無(wú)接觸的距離感覺(jué)測(cè)量的能力，測(cè)量距離的精法人新法人附確度可達(dá)，芯片包含超聲波的發(fā)射電路、接收電路和控制器。方案比較：由于該系統(tǒng)的超聲波芯片主要應(yīng)用在前方障礙物的檢測(cè)及障礙物遠(yuǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)近的檢測(cè)，所以對(duì)功能是很高。經(jīng)過(guò)比較，故無(wú)的額地方額電飯鍋回來(lái)看你案選用第二種方案。2.2.3 電機(jī)的選擇方案論證電機(jī)是系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源，電機(jī)有不一樣的類型，其中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以及直流電動(dòng)機(jī)最經(jīng)常使用。直流電機(jī)的特點(diǎn)是加上合適的電壓通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)即可進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，但是旋轉(zhuǎn)精確度不是很高；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速胡總惡化的江蘇的附二分 的運(yùn)行方不一樣，通過(guò)脈沖控制電機(jī)按照節(jié)拍進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)電機(jī)不同各有差異，精度，但慢。電運(yùn)行方式各有樣的地方，普通的型地步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可經(jīng)過(guò)過(guò)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)要求的工作電流與步進(jìn)動(dòng)機(jī)相比略大，需運(yùn)用L293種的驅(qū)芯片控制，控制時(shí)單機(jī)輸出PWM波轉(zhuǎn)動(dòng)度。直流電動(dòng)機(jī)和步動(dòng)機(jī)均可應(yīng)用小車(chē)動(dòng)所以兩種不同的方案。方案一：直流電機(jī)。由于加上了調(diào)節(jié)角度合適的減例的減速器，擁有很調(diào)速性能，通上電源即停的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以控制起來(lái)對(duì)可以是電壓大小改變速度的行駛簡(jiǎn)單。調(diào)節(jié)電壓的大以改變的速度。L293D模塊做成的驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的控制，可配合PWM速機(jī)制（即脈沖寬度調(diào)制式）調(diào)速。此方電路都相對(duì)易，相對(duì)性比較好。方案二：步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)之可以精確的付費(fèi)實(shí)現(xiàn)位置控制，是因?yàn)樗ㄟ^(guò)輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)就能使機(jī)的不舍和的本作品輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，通過(guò)接二連的輸入點(diǎn)脈沖信號(hào)，進(jìn)電動(dòng)機(jī)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，外部附的脈沖頻的不一樣，轉(zhuǎn)動(dòng)度的就這樣小也不同。步進(jìn)電動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)不受電的波負(fù)載的變和溫度、氣體壓力環(huán)件的干擾，僅僅與控脈沖相關(guān)，但是步進(jìn)動(dòng)機(jī)的速度非常慢，且消耗I/O資源過(guò)多，不適合本作品。具體差別見(jiàn)表2-1。表2-1 電機(jī)控制方式對(duì)比對(duì)比項(xiàng) 直流電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)調(diào)速性能 較好 較差位置控制精度 較差 好驅(qū)動(dòng) 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單穩(wěn)定性 較好 好，僅與控制脈沖有關(guān)速度 較快 緩慢單片機(jī)資源消耗 小 大如表2-1所示，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)不一樣。步進(jìn)電機(jī)雖然能夠進(jìn)行精確的位置控制，但行動(dòng)緩慢；鑒于直流電機(jī)易于控制、驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)簡(jiǎn)單，足以滿足本設(shè)計(jì)位置控制的精度。故本設(shè)計(jì)選擇使用直流電機(jī)。2.2.4 電源模塊設(shè)計(jì)方案論證第一種方案是不能用7.5V電池，首先的可以是輸出電機(jī)供電，然后通經(jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓管穩(wěn)壓出5V的給傳感器和單片供電。但是一般普通于6V的電池般的超市買(mǎi)的到，必須去專門(mén)賣(mài)電池的地方才不知道買(mǎi)到，這要會(huì)給用者帶來(lái)沒(méi)有必要的麻煩。第二種方案是使用普通的四節(jié)干電池供電，不需要穩(wěn)壓芯片。通過(guò)對(duì)比兩的風(fēng)刃該如何方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)決定采用方案二。2.2.5驅(qū)動(dòng)模塊方案的選擇第一種方案：采用由多個(gè)三極管和續(xù)流二極管組成的雙H橋驅(qū)動(dòng)電路，該結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且驅(qū)動(dòng)電流過(guò)小。第二種方案：采用以L293D為核心的集成驅(qū)動(dòng)電路，該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且驅(qū)動(dòng)電流大。方案比較：采用第一種方案時(shí)驅(qū)動(dòng)電流不足，可能時(shí)的車(chē)運(yùn)行緩慢，嚴(yán)啊分胎過(guò)分至?xí)龢O管；第二種方不是動(dòng)電流大，足以保證小運(yùn)行，且體積小、電路所以此設(shè)計(jì)構(gòu)簡(jiǎn)單。故此設(shè)計(jì)選用第二種方案。2.3系統(tǒng)總體方案論證系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框總圖 如圖2-2所示。STC89C52RC最小系統(tǒng) L293D驅(qū)動(dòng)模塊HC-SR04超聲波模塊 驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)圖2-2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框總圖經(jīng)上述對(duì)各模塊的方案選擇與討論，本次設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距避障的主要是用一個(gè)MCS-51系列單片機(jī)為控制的中心，STC89C52RC單片機(jī)用作超聲波測(cè)距避障的主要控制芯片；用HC-SR04超聲波傳感器作為對(duì)前方障礙物距離測(cè)量的傳感器；以L293D驅(qū)動(dòng)模塊作為小車(chē)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部分。3硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，需要全面考慮系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)狀態(tài)。這里，除了要實(shí)現(xiàn)整個(gè)超聲波測(cè)距避障系統(tǒng)的基本功能以外，還需考慮以下幾個(gè)因素：系統(tǒng)的穩(wěn)定度和性能指標(biāo)；元件器件的通常使用性和容易購(gòu)買(mǎi)性；系統(tǒng)的可以拓展性。因此，硬件電路的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，現(xiàn)對(duì)各功能模塊進(jìn)行深度的分析與探討。3.1 主控制單元設(shè)計(jì)3.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)單片微小的計(jì)算機(jī)(Microcomputer Single Chip )簡(jiǎn)稱單片機(jī)。它在一個(gè)芯片上匯集中央部分CPU、隨機(jī)的存器RAM、只讀的存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)電和計(jì)數(shù)用在過(guò)萬(wàn)很實(shí)用的還有能輸入/輸出的I/O端,例如并行端口、串行I/O端和轉(zhuǎn)換兼容模式等。MCS-51系列的在國(guó)外相當(dāng)實(shí)用在國(guó)內(nèi)也更不用說(shuō)了的使用，可作為單片機(jī)導(dǎo)系列，軟件和硬件資料和很豐富值得我們?nèi)ド钊胙芯坎帕虾茇S富。為了提升命令的行速率和準(zhǔn)確度，應(yīng)用面對(duì)控的方面和命令系統(tǒng)的單獨(dú)的CPU。本論文主要應(yīng)用STC89C52RC單片機(jī)作是控制新聯(lián)的新造要控制模塊，由于它是現(xiàn)在使用較為普遍的MCS-51系列的可并聯(lián)的運(yùn)行的片機(jī)?，F(xiàn)把STC89C52RC單片機(jī)的主要特征介紹如下：1）增強(qiáng)型6秒鐘一個(gè)機(jī)器周期，12秒鐘一個(gè)機(jī)器周期。2）工作電壓：3.4V5.5V。3）工作中的使用的頻率范圍：050MHz，等于于普通的8051的070MHz，現(xiàn)實(shí)的工作頻率可以達(dá)到66MHz。4）用戶使用的程序存儲(chǔ)空間為8K個(gè)字節(jié)。5）片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM。6）通常使用的輸入輸出端口（34/26個(gè)），復(fù)位以后是：P1/P2/P3/P4是雙向的端口若下拉（通常8051 傳統(tǒng)的I/O端口）。P0端口開(kāi)使輸入，作為總線拓展使用時(shí)，不需要加上拉電阻，但是作為I/O端口使用時(shí)，必須加上上拉電阻。7）ISP（系統(tǒng)的可編程）/IAP（使用可編程），不需專地方門(mén)使用編程器傳亮并行可以經(jīng)過(guò)和仿真器便可以過(guò)串端口（P3.0/P3.1）直接的運(yùn)行用戶的程序，8K的程序2秒便可以完成多片ISP（系統(tǒng)可編程）/IAP （使用可以編程），不需要專門(mén)使用編程器和仿真器便可以經(jīng)過(guò)串口（P3.0/P3.1）直接使用用戶的程序，8K程序5秒即可完成一次。8）里面有EEPROM的性能和看門(mén)狗的性能。9）共有4個(gè)18位定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，其中有定時(shí)器0可以當(dāng)做3個(gè)8位定時(shí)器運(yùn)用。10）外部的中斷6路，下降沿的中斷或者低電平的觸發(fā)中斷，Power Down模塊行式可以由外部的中斷低電平觸發(fā)中斷的方式叫醒。11）通常使用同步串聯(lián)并行口(UART)，并且還可以使用定時(shí)器軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。12）工作溫度范圍：075。STC89C52RC單片機(jī)最小系統(tǒng)的最底層的工作電路形勢(shì)有包含時(shí)鐘電路、電源電路、和復(fù)位電路。其組成方框圖如圖3-1所示：?jiǎn)纹瑱C(jī) 電源電路 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)組成方框圖1）電源電路電源電路的部分為單片機(jī)的最小系統(tǒng)還有其他功能部分提很多不正確的點(diǎn)位供更為準(zhǔn)+5V電源的壓。2）時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信息給單片機(jī)芯片的里面的的很眾多作提供時(shí)間準(zhǔn)，時(shí)鐘電路給單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖的程序。作為造成的不良效果作的間標(biāo)準(zhǔn)，突出的晶體的振蕩頻率為12MHz。MCS-51系列單片機(jī)的時(shí)鐘信息可由是給單片機(jī)的用途：一種為內(nèi)部的時(shí)鐘方式，運(yùn)用芯片里面的波動(dòng)大的電路；另其次是外面的時(shí)鐘方式。其兩種電路如圖3-2所示。(a)內(nèi)部時(shí)鐘方式（b）外部時(shí)鐘方式圖3-2單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)示意圖3）復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位是讓CPU還有系統(tǒng)中這句話怎么的別的功可以能部件說(shuō)重復(fù)都回到一個(gè)明確的以前的狀態(tài)，并且從初始狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)作。在MCS-51系列單片得分機(jī)的RST輸入高電還是怎么維持2機(jī)器的時(shí)間周期，單片機(jī)里面就運(yùn)行復(fù)位操作。單片機(jī)以為會(huì)為偶爾經(jīng)常的見(jiàn)復(fù)位電有兩種最為首要的形式：其中一種為上電復(fù)位，另一種是用手操作復(fù)位。其兩種電路運(yùn)行操作方式如圖3-3（a）、（b）所示。在此設(shè)計(jì)中我們運(yùn)用手動(dòng)的恢復(fù)原位的方式。 （a）上電自動(dòng)復(fù)位 (b）手動(dòng)復(fù)位圖3-3單片機(jī)復(fù)位電路示意圖由于STC89C52RC單片機(jī)的模塊里面有時(shí)鐘振蕩的電路，因此這種系統(tǒng)單片機(jī)普遍運(yùn)用里面的時(shí)鐘方式。僅需要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳處接入石英晶體和微調(diào)電容，就形成了自己激勵(lì)振蕩器而且在單片機(jī)里面形成時(shí)鐘的信息脈沖信號(hào)。此時(shí)，也應(yīng)用手動(dòng)操作的復(fù)位電路。其具體的電路圖的設(shè)計(jì)如圖3-4所示。在這個(gè)圖中，C1、C2的電容的應(yīng)用是穩(wěn)住頻率快慢和快速震蕩，其數(shù)值范圍為530pF，在這種選擇下30pF；晶振X1的震動(dòng)的頻率值得范圍在1.212MHz中間選擇，在此選擇12MHz。圖3-4單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖單片機(jī)的引腳說(shuō)明：89C52系列的單片機(jī)運(yùn)用50Pin封存的雙向并列直接的DIP結(jié)構(gòu)，下圖是它們對(duì)引腳的配置，40個(gè)腳中，正及電源和接地線有兩根，外面布置的石英振蕩器的時(shí)鐘線路有三根，6組8位共48個(gè)輸入輸出端口，中斷端口線路和P3端口線的復(fù)合使用。其引腳排列如圖3-5。 圖3-5單片機(jī)引腳圖控制引腳介紹：1）ALE:系統(tǒng)在拓展的時(shí)候，P0端口為八位的數(shù)據(jù)線和低八位地址的復(fù)合引腳，ALE是用在把P0端口輸入的低八位的地址封存起來(lái)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)低八位的地址以及數(shù)據(jù)的分離。2）PSEN；當(dāng)在低電平有效的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于外面的ROM部分的讀操作。3）EA:當(dāng)EA信息為低電平時(shí)，ROM的讀的運(yùn)作限制在外維程序的存儲(chǔ)器；當(dāng)EA作為高電位時(shí)，對(duì)于ROM的讀的運(yùn)作是從里面的程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并且可以延深到外面的程序存儲(chǔ)器。4）RST:當(dāng)輸處的恢復(fù)信息持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期還要往上的高電位時(shí)就為有效，用來(lái)完成單片機(jī)的恢復(fù)初始化運(yùn)作。5）X1和X2：是外面介入晶振的引線端口。并聯(lián)運(yùn)行的I/O端口的解釋：P0端口是一個(gè)8位的漏極端開(kāi)路的雙向I/O口，端口為1時(shí)作為高阻抗的輸入端。作為輸出端口時(shí)能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL。P1端口是一個(gè)擁有里面上拉電阻的8位的雙向輸入輸出端口。輸入的時(shí)候可以讓4個(gè)TTL動(dòng)作。端口為1時(shí)，里面的上拉電阻會(huì)把端口提到高電位，作為輸入使用。對(duì)里面的Flash程序存儲(chǔ)器編譯時(shí)，接受高8位區(qū)域信號(hào)。P2端口是一個(gè)擁有里面的上拉電阻8位雙側(cè)輸入輸出端口。輸出的時(shí)候可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口為1時(shí)，里面的上拉電阻會(huì)把端口扯到高電位，用于輸入使用。在運(yùn)行外圍程序和16位外圍數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2端口會(huì)送出高8位的方位。而在運(yùn)行8位地址的外面的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)它的引腳上的東西在這期間不會(huì)變化。P3端口為一個(gè)擁有里面的上拉電阻的8位雙側(cè)輸入輸出端口。輸出時(shí)可以讓4個(gè)TTL。端口為1時(shí)，里面的上拉電阻將端口提到高電位，用于輸入使用。除此之外P3端口還用于一些專門(mén)功能，具體請(qǐng)看下表3-1。3-1P3引腳的第二功能說(shuō)明 P3引腳 兼用功能 P3.0 串行通訊輸入（RXD） P3.1 串行通訊輸出（TXD） P3.2 外部中斷0申請(qǐng)（ INT0） P3.3 外部中斷1申請(qǐng)（INT1） P3.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入(T0) P3.5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入(T1) P3.6 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通WR P3.7 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通RD3.2 超聲波避障單元設(shè)計(jì)3.2.1 超聲波簡(jiǎn)介超聲波的測(cè)試因?yàn)樗臏y(cè)量精確度較高，價(jià)格也很低，性能非常穩(wěn)定因此非常受認(rèn)可。超聲波可以說(shuō)是頻率值在20kHz以上的波形，它隸屬機(jī)械波的成分。超聲波遵守普通機(jī)械波在彈性物質(zhì)中的散發(fā)規(guī)律，比如在物質(zhì)中的分界點(diǎn)處出現(xiàn)反射還有折射現(xiàn)象，在入住物質(zhì)后被物質(zhì)吸收從而發(fā)生衰減等。恰巧由于具有這些特征，讓超聲波可用在對(duì)距離的測(cè)試中。伴隨著高新技術(shù)水平的日益提高，超聲波測(cè)量距離的技術(shù)被普遍使用在我們平常工作和生活之中。普通的超聲波測(cè)量距離的儀器可以用在固定物體液位的測(cè)試，適合用在建筑物里面、液位高矮的測(cè)試等。超聲波測(cè)量距離的電路可讓通常的模擬和數(shù)字電路搭成，由于基于本次通常的電路搭成的系統(tǒng)一般可靠性比較差，調(diào)試相對(duì)困難，可拓展性能較差，因此基礎(chǔ)在單片機(jī)的超聲波的測(cè)量距離的系統(tǒng)被普遍的使用。一般容易的外在電路產(chǎn)生和接受超聲波，單片機(jī)經(jīng)過(guò)采樣得到超聲波的散發(fā)時(shí)間，使用軟件計(jì)算出它的距離，而且可收集環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量距離的補(bǔ)償，它的測(cè)量電路很小巧，精確度很高，靈敏度快，可靠性好。3.2.2超聲波測(cè)距避障電路超聲波電路原理圖如圖3-6所示。發(fā)射電路主要由低噪矩形聲輸出的的運(yùn)算的放大器和超聲信號(hào)波散發(fā)交換的額感嘆號(hào)能量器T40行成，單片機(jī)P61的端口另外電機(jī)輸入的80kHz的矩信號(hào)一路通反向然后送達(dá)超聲能器的一個(gè)電極，另外一條線路是單片機(jī)P60端口通過(guò)兩級(jí)的反向器然后送達(dá)超聲波互換器的另外一個(gè)電極，使用此種交換方式把矩形波信號(hào)附在超聲波互換器的兩側(cè)，可提升不用沒(méi)逼樣超聲波的分開(kāi)發(fā)送端強(qiáng)度。輸出端運(yùn)用多個(gè)反向器并列聯(lián)接，用來(lái)提升驅(qū)動(dòng)水平。上面的電阻R19一個(gè)層次可提升運(yùn)算放大器TL074輸入高電位的驅(qū)動(dòng)能力，另一個(gè)方面也可增加超聲波互換器的阻撓結(jié)構(gòu)，減少它的自由的波動(dòng)時(shí)間。超聲波互換器是利用壓在電晶體的諧波來(lái)運(yùn)作的。當(dāng)它的雙側(cè)外加脈沖信息，它的頻率相當(dāng)于壓電晶片的內(nèi)在波動(dòng)頻率時(shí)，壓電晶片可能發(fā)生諧振，并且轉(zhuǎn)動(dòng)諧振板波動(dòng)生成超聲波，此時(shí)它也是一個(gè)超聲波生成器；發(fā)而，若兩個(gè)電極的外加電壓，當(dāng)諧振板收到超聲波時(shí)，會(huì)壓迫壓電晶片波動(dòng)，把機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電能信息，此時(shí)它也就是超聲波接收互換器。超聲波發(fā)射器與接收器在結(jié)構(gòu)上會(huì)有不一樣，應(yīng)用時(shí)時(shí)候應(yīng)該分清楚器件上的標(biāo)志。圖3-6超聲波模塊電路原理圖超聲波接收電路由電平轉(zhuǎn)換芯片ST20以及超聲波收發(fā)互換器R40構(gòu)成。ST202是一個(gè)電位互換的專門(mén)使用的芯片，經(jīng)常用在電腦技術(shù)控器上。想到不是的遙控常使用的下載波形頻率38 kHz和測(cè)量距離的超聲波頻率40 kHz相近，因?yàn)橛赟T202接受到40KHZ的信息時(shí)，將在第7腳處生成一個(gè)低電位下降的脈沖序列，此信號(hào)可收到單片機(jī)的外面的中斷腳成為中斷信信息輸出，可使用其生成的超聲波收發(fā)電路。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了使用ST202收發(fā)超聲波，擁有很固定的錯(cuò)的強(qiáng)大的應(yīng)能力以及很強(qiáng)的很自大的擾能力。3.2.3 HC-SR04超聲波測(cè)距模塊1）、產(chǎn)品特點(diǎn)：HC-SR04 超聲波測(cè)量距離的芯片可以生成 2cm-400cm 的無(wú)接觸式距離、遠(yuǎn)近的感覺(jué)測(cè)能，測(cè)距度可以達(dá)到 3m；芯片包括波收發(fā)電路收發(fā)的電路與控制電路。 基本工作原理： (1)運(yùn)用輸入輸出端口 TRIG 激發(fā)測(cè)量與遠(yuǎn)近程度距離，最本的 10us 的高電位信息。 (2)芯自己個(gè)別人的發(fā)出 8 個(gè) 40khz 的矩形波，自機(jī)械自動(dòng)擋信號(hào)的回復(fù)； (3)有信號(hào)回復(fù)，經(jīng)過(guò)踢狗的電源的端口 ECHO 發(fā)出一個(gè)很大的電位，高電位連續(xù)的時(shí)間是超聲波從申城的信息回返的時(shí)間。 2）、實(shí)物圖：如圖接線方式，VCC 供給 5V的電度， GND 為低地線，TRIG 生成控制總的信息的輸出，ECHO 回反的信息輸入等四個(gè)接收端口。圖3-7超聲波模塊實(shí)物圖 3）、電氣參數(shù)：表3-2 HC-SR04電氣參數(shù) 元件名稱 HC-SR04 超聲波模塊 工作電壓 DC 5 V 工作電流 15mA 工作頻率 40kHz 最遠(yuǎn)射程 4m 最近射程 2cm 測(cè)量角度 15 度 輸入觸發(fā)信號(hào) 10uS 的 TTL 脈沖 輸出回響信號(hào) 輸出 TTL 電平信號(hào)，與射程成比例 規(guī)格尺寸 45*20*15mm4）、超聲波時(shí)序圖：圖3-8 超聲波時(shí)序圖以上時(shí)序圖表明你只需要提供一個(gè) 10uS 以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，此芯片里面把散發(fā)的 8 個(gè) 40kHz 周期的電位并且檢查回波。一經(jīng)檢查到有回波信息于是輸入回波信息?；夭ㄐ畔⒌拿}沖點(diǎn)位的角度的測(cè)量的距例關(guān)系。因此經(jīng)過(guò)發(fā)射信息直到收到回波信息時(shí)間的間隔可算出距離值。測(cè)出的周期是 60ms 以下，為了防止發(fā)出的信息對(duì)回波信息有影響。 注：1) 此模塊不宜帶電連接，若要帶電連接，則先讓模塊的 GND 端先連接，否則會(huì)影芯片的運(yùn)行和操作的正常工作。 2) 測(cè)量距離時(shí)，被檢測(cè)障礙物的距離不多于 0.5 平方米并且面積盡量要平滑，否則會(huì)影響測(cè)試的結(jié)論。3.3 超聲波收發(fā)電路要想運(yùn)行超聲波芯片，第一使用單片機(jī)輸入一個(gè)40kHz觸發(fā)信息，將觸發(fā)信息經(jīng)過(guò)TRIG腳輸出超聲波芯片成為超聲波模塊的啟用信息，在由超聲波接受器把所方向發(fā)出超聲波，在發(fā)出超聲波的時(shí)候單片機(jī)復(fù)位定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器，并且形成計(jì)時(shí)。超聲波由氣體進(jìn)行傳送，途中遭遇障礙物會(huì)被反回，當(dāng)超聲波模塊發(fā)射器收到超聲波的折射波以后，會(huì)生成一個(gè)警示信息并且由Echo腳發(fā)送給單片機(jī)，這時(shí)單片機(jī)會(huì)立即終止計(jì)時(shí)器的計(jì)算，并取出計(jì)數(shù)寄存器中的值進(jìn)行換算。因?yàn)槌暡ㄔ跉怏w中的傳送速度約為340m/s，單片機(jī)計(jì)時(shí)寄存器的數(shù)值可以算作出聲音傳播的時(shí)間t，繼而就可以換算出障礙物與超聲波模塊的距離，其公式為：S=VT/2。超聲波接口電路見(jiàn)圖4-1。圖3-9超聲波接口電路3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)在這次設(shè)計(jì)中，智能車(chē)用的是直流電動(dòng)機(jī)。從單片機(jī)輸送出的信息功能很小，在沒(méi)有別的外加負(fù)載時(shí)也不能帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)，因此在實(shí)際的電路中我們加入了電機(jī)的操作芯片提升輸出電機(jī)信息的速率，能依據(jù)需要控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這次設(shè)計(jì)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用L293D集成H橋的模塊如圖3-10。L293D中有多套H橋的電路，恰好可操縱兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。使能端可外收高低電位，還可用單片機(jī)進(jìn)行軟件的操縱，很大地豐富了很多復(fù)雜電路要求。此模塊的主要特征是：工作電壓很高，最高的工作電位可以達(dá)到36V；輸入的電流很大，瞬時(shí)最大值電壓可以達(dá)到2A，連續(xù)工作的電流值是1A；里面有兩個(gè)H橋的低電壓小電流半橋式操縱器，可用于操縱直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)；運(yùn)用正確的邏輯電位信號(hào)控制；擁有多個(gè)使能控制端口，在不被輸出信息的影響的狀況下可以或停止器件運(yùn)作；還有一個(gè)邏輯電位輸出端，讓里面的邏輯電路部分在高電位情況下工作；可接檢查電容，把變量反給控制芯片。引腳如功能如表3-10所示。圖3-10L293D引腳圖L293D可以接收準(zhǔn)確的TTL邏輯電位信息VCC，VCC可以接入4.57 V的電壓。8腳Vss接入電源電流，Vss電壓大小區(qū)間位2.536V。輸入電流值可以上升為2A，可以操縱電容性器件。1腳以及9腳下的發(fā)出極分別獨(dú)立流出為了便于接入電源采樣電壓，構(gòu)成電源傳送信息。L293D可以操縱2個(gè)電機(jī)，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4中間可以分開(kāi)分開(kāi)個(gè)別接入電機(jī)，這個(gè)設(shè)計(jì)用的是操縱兩臺(tái)電機(jī)。2、7、10、15腳接入輸出控制的電位，操控電動(dòng)機(jī)的正反旋轉(zhuǎn)。ENA、ENB接入操控使能端，操控電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。這次設(shè)計(jì)運(yùn)用大電壓，高電流的L293D全橋操縱模塊，這個(gè)外面的電路計(jì)算如圖3-11所示，其響應(yīng)的速率很高，一個(gè)L293D可分開(kāi)個(gè)別的操縱兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)。兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的各個(gè)方向信息以及兩個(gè)PWM信號(hào)通過(guò)L293D后可以不錯(cuò)的操控電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及很大區(qū)域的操控電源。L293D引腳的功能如表3-3所示。表3-3L293D主要引腳編號(hào)與功能編號(hào) 引腳端口 引腳功能1 ENA 接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)2 INPUT1 控制M1電機(jī)PWM1輸入引腳3 OUTPUT1 M1電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出引腳正極4 GND 電源地接口6 OUTPUT2 M1電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出引腳負(fù)極7 INPUT2 控制M1電機(jī)轉(zhuǎn)向輸入引腳8 Vss 邏輯電源+5V接口9 ENB 接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)10 INPUT3 控制M2電機(jī)PWM2輸入引腳11 OUTPUT3 控制M2電機(jī)轉(zhuǎn)向輸入引腳正極14 OUTPUT4 控制M2電機(jī)轉(zhuǎn)向輸入引腳負(fù)極15 INPUT4 控制M2電機(jī)轉(zhuǎn)向輸入引腳16 VCC 輸入電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓接口表3-4 L293D對(duì)直流電機(jī)控制的邏輯功能表 輸入 C D 輸出 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) L * * 無(wú)輸出，不工作說(shuō)明：表3-4為L(zhǎng)293D的邏輯控制表，其中C、D分別為IN1、IN2或IN3、IN4；L為低電平，H為高電平，*為不管是低電平還是高電平。如圖3-11所示，本設(shè)計(jì)中L293D的OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之間各接一個(gè)小直流電動(dòng)機(jī)。VCC 19引腳以及Vss09引腳送入電源，4、5、12、13引腳全部接入大地。2、7、10、15引腳接入輸出操縱信息，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。圖3-11電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖單片機(jī)的端口給出的PWM信息會(huì)間接和ENA、ENB相互連接操控使能端，即而到達(dá)操縱電動(dòng)機(jī)的直線行駛、加減速行駛、倒退行駛等。在本芯片的設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了大范圍新信息，經(jīng)過(guò)變化智能小車(chē)的占空間的比例對(duì)小車(chē)的穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)試。把小車(chē)速率分開(kāi)為20個(gè)檔位，就可使小車(chē)在調(diào)節(jié)中獲得一個(gè)適當(dāng)?shù)乃俾?，讓它運(yùn)行在相對(duì)合適的狀態(tài)。電機(jī)模塊智能小車(chē)在檢測(cè)到障礙物后能夠及時(shí)避讓的關(guān)鍵，當(dāng)智能小車(chē)將障礙物的距離和位置信息進(jìn)行計(jì)算后，便將其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成電機(jī)控制的電平信號(hào)，進(jìn)而控制智能車(chē)的左右轉(zhuǎn)動(dòng)。3.5 直流電機(jī)我們通常將可以把直流電能與來(lái)回互換電機(jī)稱為直流電機(jī)，當(dāng)它把電的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械輸出的能量時(shí)為直流電動(dòng)機(jī)，如果它把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電的能量的時(shí)候稱為直流的發(fā)電機(jī)。因?yàn)椴倏v器L293D可間接操控直流電機(jī)。每當(dāng)不要求變化速率的時(shí)候，把兩個(gè)腳接入電壓，讓電動(dòng)機(jī)運(yùn)作在全速水平，便可以經(jīng)過(guò)短接來(lái)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出信息端IN1接高電位輸出端口IN2接入低電壓，電動(dòng)機(jī)的M1會(huì)正轉(zhuǎn)，而IN1接入高電位輸出端口IN2接入高電壓，于是反轉(zhuǎn)動(dòng)。表3-5 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)方式電機(jī)旋轉(zhuǎn)方式控制端IN1控制端IN2控制端IN3控制端IN4輸入PWM信號(hào)改變脈寬可調(diào)速調(diào)速端A調(diào)速端BM1正轉(zhuǎn)高低/高/反轉(zhuǎn)低高/高/停止低低/高/M2正轉(zhuǎn)/高低/高反轉(zhuǎn)/低高/高停止低低/高4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)如果定下來(lái)，功能的大體框架也就形成了，軟件是建立在硬件平臺(tái)的，實(shí)現(xiàn)每個(gè)部分的硬件的操控以及復(fù)合操作。系統(tǒng)的性能是軟硬件聯(lián)合運(yùn)行的，因?yàn)檐浖目梢匝由斓男再|(zhì)，最后形成的系統(tǒng)性能可以強(qiáng)也可以不強(qiáng)，差異較大。于是，軟件對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是核心。軟件運(yùn)用集成化構(gòu)造方式，不只容易編程或者調(diào)試，還可以縮小軟件發(fā)生付賬的可能性以及提升軟件靠譜性。4.1主程序流程系統(tǒng)主要的程序芯片是實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)部分電路的初始化操作，這包含對(duì)驅(qū)動(dòng)電路模塊以及對(duì)超聲波傳感器模塊的初始化，也來(lái)回發(fā)出脈沖信息，等待外部中斷以及根據(jù)所需要功能進(jìn)行相應(yīng)的操作。主程序流程如圖4-1所示。 開(kāi)始初始化啟動(dòng)小車(chē)避障程序測(cè)距 有無(wú)有障礙物嗎圖4-1主程序流程圖4.2主要子程序流程4.2.1超聲波子程序流程主要是實(shí)現(xiàn)功能測(cè)距軟件分為兩部分，主程序和中斷服務(wù)程序，定時(shí)中斷的子程序完成超聲波的來(lái)回發(fā)送，外面的中斷子程序則實(shí)現(xiàn)時(shí)間內(nèi)容的讀取、距離遠(yuǎn)近的計(jì)算、結(jié)論的輸出操作。主要的程序第一是對(duì)整體環(huán)境初始操作，設(shè)定定時(shí)器T0運(yùn)作方式是16位定時(shí)計(jì)數(shù)器方式?？傊袛嗫梢允笶A給顯示端口P0和P1清0。后來(lái)調(diào)回超聲波產(chǎn)生的子程序給出一個(gè)超聲波脈沖序列，是免除超聲波從發(fā)出直接傳播到發(fā)出造成的折射波發(fā)出，要求拖延約0.1 ms后才可以開(kāi)外部中斷0接受彈回的超聲波信息。因?yàn)閼?yīng)用的是12MHz的晶體振當(dāng)，計(jì)數(shù)器每當(dāng)計(jì)算一個(gè)數(shù)值就會(huì)花費(fèi)1s，所以主程序檢查到成功的準(zhǔn)確位置以后，把計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)按公式（2）進(jìn)行計(jì)算，便可以獲得被測(cè)東西和測(cè)量距離器件之間的長(zhǎng)短，設(shè)計(jì)時(shí)位20時(shí)的聲音速度是344 m/s于是有:d=(ct)/2=172T0/10000cm(2)在這當(dāng)中，T0是計(jì)數(shù)器T0的數(shù)值。 超聲波產(chǎn)生的子程序功能是經(jīng)過(guò)P1.0口發(fā)出大約2個(gè)超聲波脈沖信息，脈沖寬窄是12s大約，這時(shí)讓計(jì)數(shù)器T0進(jìn)行計(jì)算時(shí)間。超聲波產(chǎn)生的子程序比較容易，但是需要程序操作正確，因此運(yùn)用C語(yǔ)言的編程。超聲波測(cè)量距離儀器主程序用來(lái)檢測(cè)外部中斷檢查回返超聲波的信息，如果收到彈回的超聲波信息，即可運(yùn)行中斷部分。運(yùn)行中斷以后就立刻打開(kāi)計(jì)時(shí)器T開(kāi)始計(jì)算時(shí)間，并且把測(cè)量距離的字賦值為1。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出來(lái)的時(shí)候并沒(méi)有檢查到超聲波彈回的信息，那么定時(shí)器T0溢出來(lái)的中斷信息會(huì)讓外不中斷0閉合，而且把測(cè)量距離賦值為2用來(lái)表示這次測(cè)量距離的失敗。 前面的測(cè)量距離的電路所輸出的端口接入單片機(jī)INT0口，中斷的優(yōu)先級(jí)別很高，左邊和右邊的測(cè)距電路會(huì)輸出經(jīng)過(guò)或門(mén)IC3A的輸入接入單片機(jī)INT1口，此時(shí)單片機(jī)P1.3和P1.4收到的IC3A的輸出端口，對(duì)中斷的源頭的認(rèn)知程序的查詢來(lái)操作，中斷的優(yōu)先級(jí)是先右后左。37外部中斷入口定時(shí)器中斷入口開(kāi)始關(guān)外部中斷定時(shí)器初始化初始化讀取時(shí)間值定時(shí)中斷子程序發(fā)射超聲波計(jì)算距離發(fā)射完否有回波嗎N N結(jié)果輸出開(kāi)外部中斷停止發(fā)射外部中斷子程序Y Y返回返回返回a. 主程序流程 b.定時(shí)中斷服務(wù)子程序流程 c. 外部中斷服務(wù)子程序流程圖4-2超聲波測(cè)距系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.2.2避障子程序流程圖當(dāng)智能小車(chē)檢查到有障礙物以后，執(zhí)行避障的子程序，判斷障礙物的情況，根據(jù)障礙物的情況選擇相應(yīng)的避障方式控制小車(chē)做出做出相應(yīng)的避障動(dòng)作。避障完成后退出。其子程序流程圖如圖4-3所示。開(kāi)始初始化控制器發(fā)送超聲波測(cè)距命令 讀取串口數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)測(cè)距離值USValue USValue40CM小車(chē)右轉(zhuǎn)Y YN延時(shí)500ms小車(chē)前進(jìn)上傳距離信息返回圖4-3避障子程序流程圖4.3軟件調(diào)試單片機(jī)是這次設(shè)計(jì)的主要控制元件，只要確保單片機(jī)的正確操作才可以實(shí)現(xiàn)程序的操作以及控制。確保單片機(jī)最小系統(tǒng)可以正常的運(yùn)作才是真正的前提。識(shí)別的方法是用萬(wàn)能表測(cè)試單片機(jī)時(shí)鐘引腳（18、19腳）的對(duì)于地面的壓降，為了正常的運(yùn)轉(zhuǎn)單片機(jī)可以以數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試為實(shí)例：18的腳對(duì)于地面約為2.24V，19腳對(duì)與地面約為2.09V。針對(duì)疑惑是恢復(fù)電路事故從而不可以正常的運(yùn)作單片機(jī)便可應(yīng)用模擬恢復(fù)的辦法去識(shí)別，單片機(jī)通常的工作時(shí)第9腳對(duì)與地面的壓降為零，可使用導(dǎo)線在最短的時(shí)間和5V接觸一下，實(shí)現(xiàn)一下上電復(fù)位，一旦單片機(jī)能可以運(yùn)作了，說(shuō)明這個(gè)復(fù)位電路沒(méi)問(wèn)題。本設(shè)計(jì)功能很多，所以對(duì)于它的程序也較為復(fù)雜，所以在編寫(xiě)程序和測(cè)試時(shí)候發(fā)現(xiàn)了很多疑問(wèn)。第一要對(duì)測(cè)試用的延時(shí)進(jìn)行修改，可以解決避障的問(wèn)題。這次設(shè)計(jì)應(yīng)用了Keil4 軟件進(jìn)行編寫(xiě)程序和程序的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，這款軟件也是目前最為廣泛的發(fā)現(xiàn)MCS-51 系列單片機(jī)的軟件。熟練使用這一款軟件對(duì)于51 系列單片機(jī)的粉絲來(lái)說(shuō)是非常必要的。圖4-4 Keil4 軟件界面圖在應(yīng)用Keil4軟件時(shí)要求我們注意的是：在程序編程時(shí)要記住輸出.hex文件，由于STC