超聲波避障小車設(shè)計新

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué) 控制電機(jī)綜合訓(xùn)練項目項 目 名 稱 超聲波避障小車組 別 第十組專 業(yè) 班 級 測控14-1，2，3班院（系、部） 電氣與控制工程學(xué)院姓 名 學(xué) 號 王娜 1405070316武艷秋 1405070224郝怡 1405070109齊旭 1405070114馬雨薇 1405070113胡玉婷 1405070110日 期 2016年5月8日 超聲波避障小車摘 要80C51單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。這里介紹的是如何用80C51單片機(jī)來實現(xiàn)控制電機(jī)綜合訓(xùn)練項目，該綜合訓(xùn)練項目是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。本系統(tǒng)以設(shè)計題目的要求為目的，采用

2、80C51單片機(jī)為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，以及紅外接收管的應(yīng)用。整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。實驗測試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法及測試結(jié)果分析。采用的技術(shù)主要有：傳感器的有效應(yīng)用，紅外接收管的應(yīng)用。關(guān)鍵詞 ：80C51單片機(jī)；電動小車；超聲波傳感器Ultrasonic obstacle avoidance vehicleAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer.Its easily useing and multi-function suffer large users.

3、 This article introduce the control electric machine design with the 80C51 single chip copmuter.This design combines with scientific research object. This system regard the request of the topic, adopting 80C51 for controling core,super sonic sensor for test the hinder. The electric circuit construct

4、ion of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyse.The adoption of technique as:efficient application of the sensor;.Keywords ：80C51 single chip computer；light elect

5、ricity detector； electric wheeled machine目 錄第一章 前言1第二章 方案設(shè)計與論證5（一）檢測系統(tǒng)5（二）系統(tǒng)原理圖5（一）80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)6（二）最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計7（二）前向通道設(shè)計9（一）主程序設(shè)計13（二）避障子程序設(shè)計18第五章 測試數(shù)據(jù)、測試結(jié)果分析及結(jié)論27致 謝28參 考 文 獻(xiàn)29第一章 前言隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)注。故本設(shè)計是在這樣的背景下提出的。本題目是結(jié)合實際而確定的設(shè)計類課題。設(shè)計的智能電動小車具有避障功能。根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有電動車模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用超聲波傳感器，實現(xiàn)對電

6、動車的運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，此外，紅外接收管根據(jù)光線再利用分壓原理改變轉(zhuǎn)速。然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。本設(shè)計采用MCS-51系列中的80C51單片機(jī)。以80C51為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障。80C51是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。下面就簡要的介紹一下單片機(jī)及其典型應(yīng)用方式： “單片機(jī)”一詞是Single-Chip Microcomputer較準(zhǔn)確的譯法，但最能準(zhǔn)確反

7、映單片機(jī)設(shè)計思想并且具有技術(shù)眼光的詞匯是Microcomputer（微處理器）。之所以出現(xiàn)了Sigle-chip Microcomputer一詞，實在是因為早期，甚至到MCS-51時期，單片機(jī)準(zhǔn)確地體現(xiàn)了Sigle-chip Microcomputer的形態(tài)和內(nèi)容。然而發(fā)展到MCS-96，發(fā)展到新一代80C51M68HC05M68HC11系列單片機(jī)時，在單片機(jī)中著力擴(kuò)展了各種控制功能。如A/DPWMPCA計數(shù)器捕獲/比較邏輯高速I/O口WDT等，已突破了Microcomputer的傳統(tǒng)內(nèi)容，朝Microcomputer的內(nèi)涵發(fā)展。因此，目前已到了該給單片機(jī)正名的時候了，國外已逐漸統(tǒng)一成Micr

8、ocomputer。(1)從最初的單片機(jī)發(fā)展到如今的新一代單片機(jī)。大致經(jīng)歷了三個年代。如以Intel8位單片機(jī)為例，這三個年代劃大致是：第一代：以1976年推出的MCS-48系列為代表，其主要的技術(shù)特征是將CPU和計算機(jī)外圍電路集成到了一個芯片上，作為與通用 CPU分道揚鑣構(gòu)成新型工業(yè)微控制器取得了成功，為單片機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展開辟了成功之路。第二代：以MCS-51的80518052為代表，其主要的技術(shù)特征是為片機(jī)配置了完善的外部并行總線（ABDBCB）和具有多機(jī)識別功能的串行通訊接口（UART）,規(guī)范了功能單元的SFR控制模式及適應(yīng)控制器特點的布爾處理系統(tǒng)和指令系統(tǒng)，為發(fā)展具有良好的兼容性的新一

9、代單片機(jī)奠定了良好的基礎(chǔ)。無論是第一代還是第二代單片機(jī)都還未突破單片計算機(jī)的內(nèi)涵。第三代：以80C51系列為代表，它包括了Intel公司發(fā)展MCS-51系列的一代產(chǎn)品，如8C15280C51FA/FB80C51GA/GB8C4518C452,還包括了PhilipsSiemensADMFujutsuOKIHarria-MetraATMEL等公司以80C51為核心推出的大量各具特色與80C51兼容的單片機(jī)。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點是向外部接口電路擴(kuò)展，以實現(xiàn)Microcomputer完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如A/DPWMPCA(可編程計數(shù)器陣列)WDT(監(jiān)視定時器)高速

10、I/O口計數(shù)器的捕獲比較邏輯等。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計提供了更加靈活的方式。Philips公司還為這一代單片機(jī)80C51系列8C592單片機(jī)引入了具有較強(qiáng)功能的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總線-CAN(Controller Area Network BUS).新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。Microcontroller并沒有過分強(qiáng)調(diào)“單片”，因為向單片形式發(fā)展是一切先進(jìn)電子系統(tǒng)都在追求的理想，并不為單片機(jī)所專有。單片機(jī)的應(yīng)用方式隨對象、環(huán)境、規(guī)模不同而大相徑庭，不必獨崇一宗。按照所使用單片

11、機(jī)的類型不同，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分成總線方式和非總線方式。總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)都具有完善的外部擴(kuò)展總線，如并行三總線（AB、DB、CB）、串行通訊總線（如UART）,通過這些總線可方便地擴(kuò)展外圍單元、外設(shè)接口等。采用總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬復(fù)雜的工控系統(tǒng)、智能儀表、監(jiān)測系統(tǒng)，或滿足這些應(yīng)用系統(tǒng)而構(gòu)成的多機(jī)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。非總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)省去了外部并行總線，可構(gòu)成各種小封裝芯片，有限的引腳可提供更多的用戶I/O口，可使應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量最少。非總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬小型控制器、測控單元、單元儀表等。2總線方式的單片機(jī)在不使用外部并行總線時，外部并行總線引腳可作為I/O口用。在掩摸用戶程序

12、時，還可要求將這些I/O口改造成具有各種驅(qū)動能力的I/O口。3本設(shè)計就采用了比較先進(jìn)的80C51為控制核心，80C51采用CHOMS工藝，功耗很低，易控制。29超聲波避障小車成品圖第二章 方案設(shè)計與論證 根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝超聲波模塊和紅外接收管，實現(xiàn)對電動車的運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿足對系統(tǒng)的各項要求。（一）檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)主要實現(xiàn)超聲波測距及紅外接收管的應(yīng)用，且利用超聲波傳感器模塊對電動車的避

13、障。（二）系統(tǒng)原理圖電動車采用80C51單片機(jī)進(jìn)行智能控制。開始由手動啟動小車，并復(fù)位，當(dāng)經(jīng)過障礙物時，由超聲波傳感器檢測，通過單片機(jī)控制小車避障；系統(tǒng)的自動避障功能通過超聲波傳感器正前方檢測由單片機(jī)控制實現(xiàn)。系統(tǒng)原理圖如圖2.4所示：圖2.4 系統(tǒng)原理圖第三章 硬件設(shè)計一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROMRAMI/O口定時/記數(shù)器中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器A/DD/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計合適的接口電路。（一）80C

14、51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)80C51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。41 微處理器該單片機(jī)中有一個8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。2 數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)為128個字節(jié)，片

15、外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)，用來存儲程序在運行期間的工作變量、運算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲器。3 程序存儲器由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)。4 中斷系統(tǒng)具有5個中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)。5 定時器/計數(shù)器片內(nèi)有2個16位的定時器/計數(shù)器， 具有四種工作方式。6 串行口1個全雙工的串行口，具有四種工作方式。可用來進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行I/O口，甚至與多個單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。7 P1口、P2口、P3口、P4口為4個并行8位I/O口。8

16、 特殊功能寄存器共有21個，用于對片內(nèi)的個功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的RAM區(qū)。由上可見，80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點。（二）最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計80C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單可靠。用80C51單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖3.1 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點：（1）有可供用戶使用的大量I/O口線。（2）內(nèi)部存儲器容量有限。（3）應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。

17、圖3.1 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng) 80C51 1、時鐘電路80C51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外部附加電路。80C51單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方法有兩種。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。本設(shè)計采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHZ到12MHZ之間選擇。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，CX1、CX2可在20pF到100pF之間取值，但在60pF到70pF時振蕩器有較高的頻

18、率穩(wěn)定性。所以本設(shè)計中，振蕩晶體選擇6MHZ,電容選擇65pF.在設(shè)計印刷電路板時，晶體和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用NPO電容。2、復(fù)位電路80C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡單的上電自動復(fù)位電路如圖3.2 80C51復(fù)位電路所示。上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。只要Vcc的上升時間不

19、超過1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。時鐘頻率用6MHZ時C取22uF,R取1K。除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。本設(shè)計就是用的按鍵手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通而實現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位電路見下圖。時鐘頻率選用6MHZ時，C取22uF,Rs取200，RK取1K。圖3.2 80C51復(fù)位電路 80C51 （二）前向通道設(shè)計 單片機(jī)用與測控系統(tǒng)時，總要有與被測對象相聯(lián)系的前向通道。因此，前向通道設(shè)計與被測對象的狀態(tài)、特征、所處環(huán)境密切相關(guān)。在前向通道設(shè)計時要考慮到傳感器或敏感元件選擇、通道結(jié)構(gòu)、信號調(diào)節(jié)、電源配置、抗干擾設(shè)計等。

20、在通道電路設(shè)計中還涉及到模擬電路諸多問題。1前向通道的含義當(dāng)將單片機(jī)用作測控系統(tǒng)時，系統(tǒng)中總要有被測信號輸入通道，有計算機(jī)拾取必要的輸入信息。作為測試系統(tǒng)，對被測對象拾取必要的原始參量信號是系統(tǒng)的核心任務(wù)，對控制系統(tǒng)來說，對被控對象狀態(tài)的測試以及對控制條件的監(jiān)測也是不可缺少的環(huán)節(jié)。對被測對象狀態(tài)的測試一般都離不開傳感器或敏感元件，這是因為被測對象的狀態(tài)參數(shù)常常是一些非電物理量，如溫度、壓力、載荷、位移等，而計算機(jī)是一個數(shù)字電路系統(tǒng)。因此，在前向通道中，傳感器、敏感元件及其相關(guān)電路占有重要地位。對被測對象的信號的拾取其主要任務(wù)就是最忠實地反映被測對象的真實狀態(tài)，它包括實時性與測量精度。同時使這些

21、測量信號能滿足計算機(jī)輸入接口的電平要求。因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的前向通道體現(xiàn)了被測對象與系統(tǒng)相互聯(lián)系的信號輸入通道，原始參數(shù)輸入通道。由于在該通道中主要是傳感器與傳感器有關(guān)的信號調(diào)節(jié)、變換電路，故也可稱為傳感器接口通道。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對信號輸入、傳感、變換應(yīng)作廣義理解，例如開關(guān)量的檢測及信號輸入，在單片機(jī)的各種應(yīng)用系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。最簡單的開關(guān)量輸入通道就是一個具有TTL電平的狀態(tài)開關(guān)，如水銀溫度觸點、溫度晶閘管、時間繼電器、限位開關(guān)等。故只要反映外界狀態(tài)的信號輸入通道都可稱為前向通道。 并不是所有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)都有前向通道，例如時序控制系統(tǒng)，只根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的時間序列來控制外部的運行

22、狀態(tài)；分布式測控系統(tǒng)中的智能控制總站完成上級主計算機(jī)與現(xiàn)場測、控子站計算機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)傳送。這些應(yīng)用系統(tǒng)沒有被測對象，故不需要前向通道。2前向通道的設(shè)計（1）傳感器的比較識別障礙的首要問題是傳感器的選擇，下面對幾種傳感器的優(yōu)缺點進(jìn)行說明（見表3.1）。探測障礙的最簡單的方法是使用超聲波傳感器，它是利用向目標(biāo)發(fā)射超聲波脈沖，計算其往返時間來判定距離的。該方法被廣泛應(yīng)用于移動機(jī)器人的研究上。其優(yōu)點是價格便宜，易于使用，且在10m以內(nèi)能給出精確的測量。不過在ITS系統(tǒng)中除了上文提出的場景限制外，還有以下問題。首先因其只能在10m以內(nèi)有效使用，所以并不適合ITS系統(tǒng)。另外超聲波傳感器的工作原理基于

23、聲，即使可以使之測達(dá)100m遠(yuǎn)，但其更新頻率為2Hz，而且還有可能在傳輸中受到它信號的干擾，所以在CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實際的。表3.1 傳感器性能比較 傳感器類型優(yōu)  點缺  點超聲波視覺激光雷達(dá)MMW雷達(dá)價格合理，夜間不受影響。易于多目標(biāo)測量和分類，分辨率好。價格相合理，夜間不受影響不受燈光、天氣影響。測量范圍小，對天氣變化敏感。不能直接測量距離，算法復(fù)雜，處理速度慢。對水、灰塵、燈光敏感。價格貴視覺傳感器在CW系統(tǒng)中使用得非常廣泛。其優(yōu)點是尺寸小，價格合理，在一定的寬度和視覺域內(nèi)可以測量定多個目標(biāo)，并且可以利用測量的圖像根據(jù)外形和大小對目標(biāo)進(jìn)行分類。但是算法復(fù)雜，

24、處理速度慢。雷達(dá)傳感器在軍事和航空領(lǐng)域已經(jīng)使用了幾十年。主要優(yōu)點是可以魯棒地探測到障礙而不受天氣或燈光條件限制。近十年來隨著尺寸及價格的降低，在汽車行業(yè)開始被使用。但是仍存在性價比的問題。（2）超聲波障礙檢測超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，其頻率超過20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減。利用超聲波的特性，可做成各種超聲波傳感器，結(jié)合不同的電路，可以制成超聲波儀器及裝置，在通訊、醫(yī)療及家電中獲得廣泛應(yīng)用。作為超聲波傳感器的材料，主要為壓電晶體。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電?/p>

25、轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉(zhuǎn)變成電能，故它分為發(fā)送器和接收器。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類型，常用于防盜報警器、接近開關(guān)、測距及材料探傷、測厚等。4本設(shè)計采用T/R-40-12小型超聲波傳感器作為探測前方障礙物體的檢測元件，其中心頻率為40Hz，由80C51發(fā)出的40KHz脈沖信號驅(qū)動超聲波傳感器發(fā)送器發(fā)出40KHz的脈沖超聲波，如電動車前方遇到有障礙物時，此超聲波信號被障礙物反射回來，由接收器接收，經(jīng)LM318兩級放大，再經(jīng)帶有鎖相環(huán)的音頻解碼芯片LM567解碼，當(dāng)LM567的輸入信號大于25mV時，輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，?0C51單片機(jī)處理。超聲波檢

26、測如圖3.3超聲波檢測電路所示：圖 3.3 超聲波檢測電路 第四章 軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計說明：在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)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。所謂“模塊”，實質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨立的程序段

27、，這種程序設(shè)計方法叫模塊程序設(shè)計法。模塊程序設(shè)計法的主要優(yōu)點是：1.單個模塊比起一個完整的程序易編寫及調(diào)試；2.模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務(wù)在不同條件下調(diào)用；3.模塊程序允許設(shè)計者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計者提供方便。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序定時子程序、避障子程序中斷子程序算法子程序構(gòu)成。（一）主程序設(shè)計 主程序清單如下：limiw equ 30h ;厘米位 miao equ 31h ;秒位 fenmi equ 32h ;分米位 fmiao equ 33h ;分秒位 meter equ 34h ;米位 fenzh equ 35h ;分位 point equ 36h ;小數(shù)

28、點位 shimi equ 37h ;十米位 shifn equ 38h ;十分位 sudu equ 39h ;速度控制 jishk equ 3ah ;記時開始 zhond equ 3bh zhodu equ 3ch zhon equ 3eh maicho equ 3fh jinweb equ 40h bhcs equ 41h dpan equ 42h fenchu equ 43h fencun equ 44h pand equ 45h fenmc equ 51h org 0000h ajmp main org 000bh ajmp st0 org 001bh ajmp st1 org 0100

29、h main: mov limiw,#00h mov miao,#00h mov fenmi,#00h mov fmiao,#00h mov meter,#00h mov fenzh,#00h mov point,#0bh mov shimi,#00h mov shifn,#00h mov jishk,#00h mov zhond,#00h mov zhodu,#00h mov zhon,#00h mov maicho,#00h mov jinweb,#03h mov bhcs,#00h mov sp,#6fh mov tmod,#21h mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h

30、mov th1,#9ch mov tl1,#9ch setb ea setb et0 setb et1 mov p1,#0aah acall xianshi軟件流程如圖4.1流程圖所示：開關(guān)是否按下 若無障礙是否有障礙是否有光源初 始 化正常行駛停車高速行駛計時開始計里程開始轉(zhuǎn)向躲避駛向光源直行否是否是否遇到障礙線是是否是否是否 是 否 是否 是否 圖4.1 流程圖 （二）避障子程序設(shè)計程序清單如下：#include <reg51.h>#include <math.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned in

31、t/定義超聲波傳感器及直流電機(jī)引腳接口sbit TRIG = P10 ;sbit ECHO = P11 ;sbit in1 = P14;sbit in2 = P15;sbit in3 = P16;sbit in4 = P17; sbit in5 = P20;sbit in6 = P21;sbit in7 = P22;sbit in8 = P23;uchar n,count,angle,left,right; /距離標(biāo)志位，0.5ms次數(shù)，角度標(biāo)識float S; /距離變量void DelayUs2x(uchar t) while(-t);void DelayMs(uchar t)while(

32、t-) /大致延時1mS DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); void go () in1=1; in2=0; in3=1; in4=0; in5=1; in6=0; in7=1; in8=0; void back () in1=0; in2=1; in3=0; in4=1; in5=0; in6=1; in7=0; in8=1; void turnleft () in1=0; in2=1; in3=1; in4=0; in5=0; in6=1; in7=1; in8=0; void turnright () in1=1; in2=0; in3=0; in4=1;

33、in5=1; in6=0; in7=0; in8=1; void stop() in1=0; in2=0; in3=0; in4=0; in5=0; in6=0; in7=0; in8=0; /*- 定時器0初始化-*/void TIM0init(void) TMOD=0x11; /定時器1工作方式1 (超聲波) TH1=0x00; TL1=0x00; TH0=0xff; TL0=0xa3; /11.0592MHz晶振，0.5ms ET1=1; ET0=1; EA=1; TR0=1; /定時器開始 IE=0x82; void chaoshengbo () TRIG=1; /觸發(fā)信號是高電平脈沖

34、，寬度大于10us DelayUs2x(10); TRIG=0; while(!ECHO); /等待高電平 TR1=1; while(ECHO); /等待低電平 TR1=0; S=TH1*256+TL1;/取出定時器值高8位和低8位合并 S=S/58; /為什么除以58等于厘米， Y米=（X秒*344）/2 / X秒=（ 2*Y米）/344 -> X秒=0.0058*Y米 -> 厘米=微秒/58 if(S>=65) n=1; if(S<65) n=0; TH1=0; TL1=0; /清除定時器0寄存器中的值 /*- 主函數(shù)-*/void main() TMOD=0X20;TH1=0XFD;TL1=0XFD;TR1=1;REN=1;SM0=0;SM1=1;EA=1;ES=1; count=0; TIM0init(); /初始化定時器 while(1) chaoshengbo(); DelayMs(20); if(n=1) go(); else stop(); turnright(); DelayMs(400); /*- 定時器中斷子程序-*/void