學(xué)士學(xué)位論文自動(dòng)避障避險(xiǎn)小車(chē)的設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：院系（部所）專(zhuān)業(yè)：完成日期：摘要本系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心，充分利用了自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、光電傳感技術(shù)和MOS管H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，并在系統(tǒng)供電電路上進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，取得了較好的效果。通過(guò)光電對(duì)管傳感器自動(dòng)檢測(cè)黑色標(biāo)志線(xiàn)，單片機(jī)利用PID算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理得到相應(yīng)的控制信息，輸出對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)到MOS管H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)中進(jìn)而控制直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的實(shí)時(shí)智能控制。光電開(kāi)關(guān)采集車(chē)與障礙物的距離，智能化處理車(chē)輛避障避險(xiǎn)的自動(dòng)控制?！娟P(guān)鍵字】STC12C5A60S2；PC機(jī)；MOS管H橋電路；避障避險(xiǎn)AbstractThissystemSTC12C5A60S2microcontrollercore,takefulladvantageoftheautomaticdetectiontechnology,opticalsensingtechnologyandMOStransistorH-bridgemotordrivecircuitandthesystempowersupplycircuitinnovativedesign,andachievedgoodresults.Automaticdetectionbyphotoelectricsensorblackmarkonthetubeline,singlechipintegratedPIDalgorithmfordataprocessingcontrolinformationcorrespondingoutputPWMsignalcorrespondingtoaMOStransistorH-bridgemotordriverthencontroltheDCmotortoachievereal-timeintelligentcontrolofthevehicle.Photoelectricswitchcollectedfromthecarandtheobstacle,obstacleavoidancehedgingvehicleintelligentprocessingautomaticcontrol.【Keywords】STC12C5A60S2;PC;H-bridgedrivercircuitofMOS;Avoidancehedging目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論 1\o"CurrentDocument"1.1課題研究的意義 1\o"CurrentDocument"1.2課題研究的背景 11.3課題研究的主要內(nèi)容 2\o"CurrentDocument"第2章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證 3\o"CurrentDocument"2.1系統(tǒng)總體框架 32.2單片機(jī)的選擇 3\o"CurrentDocument"2.3電源模塊的選擇 4\o"CurrentDocument"2.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇 4\o"CurrentDocument"2.5整流降壓模塊的選擇 5\o"CurrentDocument"2.6尋跡模塊的選擇 5\o"CurrentDocument"2.7避障模塊的選擇 6\o"CurrentDocument"第3章硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7\o"CurrentDocument"3.1CPU性能介紹 7\o"CurrentDocument"3.2MOS管H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 7\o"CurrentDocument"3.3整流升壓模塊 83.4整流降壓模塊 9\o"CurrentDocument"第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 10\o"CurrentDocument"4.1主程序框圖 10\o"CurrentDocument"4.2光電傳感器采集處理信息 11\o"CurrentDocument"4.3避障避險(xiǎn)流程 12參考文獻(xiàn) 13附錄 14\o"CurrentDocument"附錄I系統(tǒng)原理圖 14附錄II光電傳感器電路圖 15附錄III整流升壓模塊原理圖 15\o"CurrentDocument"附錄IV實(shí)物圖片 16\o"CurrentDocument"附錄V部分程序 17致 謝 23第1章緒論1.1課題研究的意義自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生以來(lái)，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國(guó)防等領(lǐng)域。近年來(lái)機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們?cè)诓粩嗵接?、改造、認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中，制造能替代人勞動(dòng)的機(jī)器一直是人類(lèi)的夢(mèng)想。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的感覺(jué)傳感器種類(lèi)越來(lái)越多，其中視覺(jué)傳感器成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。視覺(jué)的典型應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樽灾魇街悄軐?dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)于視覺(jué)的各種技術(shù)而言圖像處理技術(shù)已相當(dāng)發(fā)達(dá)，而基于圖像的理解技術(shù)還很落后，機(jī)器視覺(jué)需要通過(guò)大量的運(yùn)算也只能識(shí)別一些結(jié)構(gòu)化環(huán)境簡(jiǎn)單的目標(biāo)。視覺(jué)傳感器的核心器件是攝像管或CCD,目前的CCD已能做到自動(dòng)聚焦。但CCD傳感器的價(jià)格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢(shì)，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺(jué)的系統(tǒng)中考慮使用接近覺(jué)傳感器是一種實(shí)用有效的方法。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線(xiàn)和障礙物，感知導(dǎo)引線(xiàn)相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)(AVG—auto-guidevehicle)系統(tǒng)，基于它的智能小車(chē)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別路線(xiàn)，判斷并自動(dòng)避開(kāi)障礙，選擇正確的行進(jìn)路線(xiàn)。使用傳感器感知路線(xiàn)和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。1.2課題研究的背景國(guó)外智能車(chē)輛的研究歷史較長(zhǎng)，始于上世紀(jì)50年代，它的發(fā)展歷程大致可分為三個(gè)階段：第一階段：20世紀(jì)50年代是智能車(chē)輛研究的初始階段。早期研制該系統(tǒng)的目的是為了提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化水平，應(yīng)用領(lǐng)域僅局限于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物品運(yùn)輸，但它卻具有了智能車(chē)輛最基本的特征即無(wú)人駕駛。隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和傳感器技術(shù)的發(fā)展，智能車(chē)輛的研究不斷得到新的發(fā)展。第二階段：從80年代中后期，師姐主要發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)智能車(chē)輛開(kāi)展了卓有成就的研究。進(jìn)入80年代中期，設(shè)計(jì)和制造智能車(chē)輛的浪潮席卷了全世界，一大批世界著名的公司開(kāi)始研究智能車(chē)輛平臺(tái)。帶三階段：從90年代開(kāi)始至今，智能車(chē)輛進(jìn)入了深入、系統(tǒng)、大規(guī)模的研究階段。最為突出的是，美國(guó)卡內(nèi)基—梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所一共完成了Navlab系列的自主車(chē)的研究，取得了顯著成就。相比與國(guó)外，我國(guó)開(kāi)展智能車(chē)技術(shù)方面的研究起步較晚，始于20世紀(jì)80年代，而且大多數(shù)研究尚處于針對(duì)某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)研究的階段。中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)和國(guó)防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院于2003年研制成功了我國(guó)第一輛自主駕駛轎車(chē)。上海交通大學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代控制理論設(shè)計(jì)出了一種自動(dòng)駕駛汽車(chē)模型，該模型在汽車(chē)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了自動(dòng)駕駛的專(zhuān)項(xiàng)系統(tǒng)，它能根據(jù)的彎曲變化程度實(shí)時(shí)的計(jì)算出車(chē)輛的轉(zhuǎn)向盤(pán)角度，控制車(chē)輛按照預(yù)設(shè)道路行駛。智能車(chē)輛研究也是智能交通系統(tǒng)ITS的關(guān)鍵技術(shù)。目前，國(guó)能許多高校和科研院所都在進(jìn)行ITS關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的研究，隨著ITS研究的興起，我國(guó)已經(jīng)形成了一支ITS技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍。1.3課題研究的主要內(nèi)容其實(shí)智能車(chē)，就是一個(gè)機(jī)器人，其可以分為三大結(jié)構(gòu)：傳感器檢測(cè)、機(jī)械執(zhí)行、中央處理器。智能車(chē)通過(guò)感知導(dǎo)引線(xiàn)和障礙物，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡、避障等功能，且可以通過(guò)一套完整的控制策略，改善小車(chē)的行駛狀況，達(dá)到更加穩(wěn)定的狀態(tài)。要完成上述的功能設(shè)計(jì)，傳感檢測(cè)部分可以采用能夠感知清晰的圖像的攝像頭，或者選用人們常用的光電對(duì)管傳感器來(lái)感測(cè)路況。而智能小車(chē)的機(jī)械部分，可以采用四輪車(chē)（帶有舵機(jī)）、或者三輪車(chē)（前輪為萬(wàn)向輪），電機(jī)則只需使用直流電機(jī)即可。對(duì)于主控芯片CPU,我們選擇簡(jiǎn)單易用的51單片機(jī)或高級(jí)復(fù)雜額ARM等芯片，通過(guò)配合軟件編程，可以很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋跡、避障的功能。第2章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證2.1系統(tǒng)總體框架智能避障避險(xiǎn)小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心控制器，通過(guò)光電對(duì)管采集信息并傳送給STC12C5A60S2單片機(jī)，單片機(jī)利用PID算法對(duì)信息進(jìn)行處理，輸出4路PWM波通過(guò)MOS管H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制4個(gè)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小車(chē)的智能行駛。單片機(jī)通過(guò)光電對(duì)管、光電開(kāi)關(guān)采集信息，利用PID算法處理數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小車(chē)智能行駛，小車(chē)的行駛又不斷更新采集到的信息到單片機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)會(huì)車(chē)自動(dòng)控制。圖1.智能避障避險(xiǎn)小車(chē)控制簡(jiǎn)圖為了較好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)測(cè)模塊的功能和彼此之間的配合銜接，并且考慮到整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難易程度，以及性?xún)r(jià)比，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊做了幾個(gè)方案并對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)與對(duì)比論證，具體論證如下：2.2單片機(jī)的選擇方案一：采用現(xiàn)在比較通用的51系列單片機(jī)。此系列單片機(jī)是8位機(jī)，處理速度較慢，I/O資源較少，程序存儲(chǔ)空間小，沒(méi)有控制PWM的寄存器，對(duì)電機(jī)控制不方便。而且其最小系統(tǒng)的外圍電路都要自己設(shè)計(jì)和制作，使用起來(lái)不方便。方案二：可編程邏輯器件CPLD,它具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、適用范圍寬、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì)。但是，該器件主要依賴(lài)于軟件設(shè)計(jì)，缺少硬件的配合，致使程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以使用，運(yùn)算速度太快。CPLD同樣難以滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的需要［1。］方案三：STC的一些芯片完全兼容MCS-51,新增兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，多一個(gè)外中斷，內(nèi)置EEPROM，512B內(nèi)存等。速度快8~12倍，2路PWM,抗干擾強(qiáng)。具有與8051兼容的高速CIP-51內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容，片內(nèi)集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬、數(shù)字外設(shè)及其他功能部件；內(nèi)置FLASH程序存儲(chǔ)器、內(nèi)部RAM。片上1/O口資源豐富，拓展功能齊全。結(jié)合題目的要求，STC單片機(jī)的特點(diǎn)與實(shí)際的需求，本系統(tǒng)選用方案三STC單片機(jī)作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制。2.3電源模塊的選擇方案一：使用干電池。干電池價(jià)格便宜，隨處可買(mǎi)來(lái)使用，使用過(guò)程輕松無(wú)需護(hù)理。但是，因其內(nèi)阻相對(duì)較大，所以放電電壓特性較軟，也導(dǎo)致其輸出電流能力不及蓄電池。方案二：使用蓄電池。蓄電池一次性投資大，但多次使用可以彰顯其經(jīng)濟(jì)性，供電時(shí)內(nèi)阻小，電流電壓特性硬。比較以上兩種方案，方案二更好，使用7.2V蓄電池電壓更加穩(wěn)定，有利于智能小車(chē)的行駛。2.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇方案一：采用L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。L298內(nèi)部就是8個(gè)功率管加驅(qū)動(dòng)電路，使用起來(lái)電路簡(jiǎn)單。L298內(nèi)置兩個(gè)H橋，每個(gè)H橋提供1A的額定工作電流和最大3A的峰值電流。方案二：采用三極管H橋驅(qū)動(dòng)。采用三極管NPN8050和PNP8550組成的H橋電路作為驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。方案三：采用MOS管H橋驅(qū)動(dòng)。采用MOS管LM3205和LM4905組成的H橋電路作為驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。MOS管是壓控元件，具有輸入阻抗大，所以對(duì)電壓源的負(fù)載輕。開(kāi)關(guān)速度快、無(wú)二次擊穿現(xiàn)象等特點(diǎn)，滿(mǎn)足高速開(kāi)關(guān)動(dòng)作需求。比較以上三種方案，方案一的不足之處在于L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)較小，單端驅(qū)動(dòng)方式性能比較差。方案二晶體管本身有導(dǎo)通電阻，在通過(guò)大電流時(shí)會(huì)明顯發(fā)熱，如果沒(méi)有散熱措施會(huì)很容易燒毀，這樣就會(huì)限制電路功率的增加。方案三MOS管的導(dǎo)通電阻值比普通三極管低，允許流過(guò)更大的電流，而且MOS管都內(nèi)置有反向二極管來(lái)保護(hù)管子本身。所以，采用方案三MOS管連接H橋不但效率可以提高，電路也可以簡(jiǎn)化。2.5整流降壓模塊的選擇方案一：采用三端固定式集成穩(wěn)壓模塊7805.此模塊是串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，噪音小，壓差大，紋波較小，當(dāng)該穩(wěn)壓器輸入電壓為5.6V時(shí)，輸出電壓為5.0V，功耗為4.5W，功耗大，需要加散熱片。輸出電壓精度低。方案二：采用開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓模塊2596.此模塊是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線(xiàn)性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器。壓差較小，紋波大，IC的發(fā)熱量小。輸出電壓的誤差可以保證在的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在的范圍內(nèi)。方案比較與選擇：方案一采用7805壓差大，雖然最小壓差為2V，7.2V電池電源降壓到5V時(shí)，輸出電壓不穩(wěn)，效率很低。功耗太大，對(duì)于用電池供電的小車(chē)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是對(duì)電能的浪費(fèi)，大大減小了電池的可供電時(shí)間。方案二采用LM2596芯片很容易的解決了使用7805芯片帶來(lái)的不足之處，其壓差小、功耗低、輸出電壓穩(wěn)定、散熱小等特點(diǎn)。所以，采用方案二更加合理。2.6尋跡模塊的選擇方案一：小車(chē)循跡，我們通常采用紅外檢測(cè)的方法，紅外檢測(cè)法是通過(guò)黑線(xiàn)和白色對(duì)紅外線(xiàn)的吸收效果不同，當(dāng)紅外光線(xiàn)射到白色底板時(shí)，會(huì)發(fā)生漫反射反射到智能車(chē)的接受管上，而射到黑線(xiàn)則會(huì)被吸收不會(huì)產(chǎn)生發(fā)射，智能車(chē)紅外接收管就接收不到。故整個(gè)智能車(chē)通過(guò)紅外接收管是否接收到紅外線(xiàn)來(lái)判斷黑線(xiàn)和白線(xiàn)的［11］，從而實(shí)現(xiàn)循跡。但需要主要的是，紅外傳感器的檢測(cè)距離有限，一般在3cm之內(nèi)。紅外光電傳感器由1個(gè)紅外發(fā)射管（發(fā)射器）和1個(gè)光電二極管（接收器）所構(gòu)成。本次設(shè)計(jì)，紅外光電傳感器我們采用是的ST188，其是由發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管構(gòu)成，它使用的非接觸式檢測(cè)方式，且檢測(cè)距離范圍較大，一般為4~13mm。方案二：采用OV7620數(shù)字?jǐn)z像頭，內(nèi)置10位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器，輸出8位圖像數(shù)據(jù)具有自動(dòng)增益和自動(dòng)白平衡控制，能進(jìn)行亮度、對(duì)比度、飽和度、Y校正等多種調(diào)節(jié)功能;其視頻時(shí)序產(chǎn)生電路可產(chǎn)生行同步、場(chǎng)同步、混合視頻同步等多種同步信號(hào)和像素時(shí)鐘等多種時(shí)序信號(hào);數(shù)字?jǐn)z像頭采集到的數(shù)字信號(hào)，用于處理道路情況，16.67ms采集一幅畫(huà)面，但是價(jià)格較貴，采集一次時(shí)間較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)量太大對(duì)CPU占用嚴(yán)重。比較以上兩種方案，方案一更適合小車(chē)實(shí)現(xiàn)尋跡。2.7避障模塊的選擇方案一：采用光電開(kāi)關(guān)。能結(jié)合單片機(jī)的工作主頻精確監(jiān)測(cè)到人員的通過(guò)量，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并且監(jiān)測(cè)距離適中，電氣特性相對(duì)穩(wěn)定，性?xún)r(jià)比較高，其檢測(cè)距離可以根據(jù)我們的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。此傳感器探測(cè)距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)，且價(jià)格低廉，容易使用，已在機(jī)器人行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。方案二：采用超聲波傳感器。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線(xiàn)而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。由于智能避障避險(xiǎn)小車(chē)對(duì)距離長(zhǎng)度信息的采集相對(duì)比較固定，光電開(kāi)關(guān)控制比較方便，且價(jià)格低廉。而超聲波傳感器，采集數(shù)據(jù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)且短距離采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較差。所以，方案一更適合課題的設(shè)計(jì)。第3章硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)CPU性能介紹STC12C5A60S2系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S），針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。MOS管H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊MOS管H橋電路用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)并控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。如下圖，它由2個(gè)P型場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2與2個(gè)N型場(chǎng)效應(yīng)管Q3、Q4組成。所以，它也叫P-NMOS管H橋電路。橋臂上的4個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管相當(dāng)于四個(gè)開(kāi)關(guān)，P型管在柵極為低電平時(shí)導(dǎo)通，高電平時(shí)關(guān)閉；N型管在柵極為高電平時(shí)導(dǎo)通，低電平時(shí)關(guān)閉。場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型元件，柵極通過(guò)的電流幾乎為“零”。正因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，在連接好下圖電路后，控制臂PP3_OUT置高電平（U=VCC）、控制臂PP2_OUT置低電平（U=0）時(shí),Q1、Q4關(guān)閉,Q2、Q3導(dǎo)通,電機(jī)左端低電平，右端高電平，所以電流沿箭頭方向流動(dòng)。設(shè)為電機(jī)正轉(zhuǎn)?？刂票跴P3_OUT置低電平、控制臂PP2_OUT置高電平時(shí)，Q2、Q3關(guān)閉，Q1、Q4導(dǎo)通，電機(jī)左端高電平，右端低電平，所以電流沿箭頭方向流動(dòng)。設(shè)為電機(jī)反轉(zhuǎn)。從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，MOS管H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路如圖3-2所示：圖3-2MOS管H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路圖3.3整流升壓模塊系統(tǒng)由蓄電池供電，電池電壓的穩(wěn)定性不是很好，要實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的精確控制，首先要控制直流電機(jī)的電壓穩(wěn)定，采用LM2577芯片的升壓電路，把7.2V蓄電池升壓為8V直流電壓供給直流電機(jī)。整流升壓模塊電路圖如圖3-3所示：圖3-3圖3-3整流升壓模塊電路圖3.4整流降壓模塊系統(tǒng)由蓄電池供電，電池電壓為7.2V,而單片機(jī)、光電開(kāi)關(guān)、光電對(duì)管都需要5V供電，所以需要降壓模塊把電池電壓，降為可為單片機(jī)、光電開(kāi)關(guān)、光電對(duì)管供電的5V電壓。整流降壓模塊電路如圖3-所示：圖3-4整流降壓模塊電路4.1主程序框圖第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)開(kāi)始否是否到達(dá)終點(diǎn)是對(duì)檢測(cè)到的信息進(jìn)行場(chǎng)地化處理結(jié)束初始化定時(shí)器1模擬PWM啟動(dòng)電機(jī)、光電傳感器圖4-1主程序流程圖4.2光電傳感器采集處理信息圖4-2光電傳感器采集處理信息流程圖4.3避障避險(xiǎn)流程圖4-3避障避險(xiǎn)程序控制流程圖參考文獻(xiàn)高峰.單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：北京科學(xué)出版社,2011.08.郭天祥《新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程》電子工業(yè)出版社楊欣《電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始（第二版）》清華大學(xué)出版社童詩(shī)白、華成英.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》[M].高等教育出版社.2000年.⑸譚浩強(qiáng)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第二版）》清華大學(xué)出版社,1999.12附錄附錄I系統(tǒng)原理圖附錄II光電傳感器電路圖附錄III整流升壓模塊原理圖附錄IV實(shí)物圖片附錄V部分程序#include<STC12C5A60s2.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar/* 定時(shí)器1模擬PWM */sbitPWM_0=P2"4;sbitPWM_1=P2"5;sbitPWM_2=P2飛；sbitPWM_3=P2"7;ucharPWM_ON0,PWM_ON1,PWM_ON2,PWM_ON3;ucharcount0,count1,count2,count3;voidtime1_init(); //定時(shí)器1初始化voidpwm_init(); //模擬PWM放在定時(shí)器1中使用voiddianji_zuo(ucharaa,ucharpwm);voiddianji_you(ucharaa,ucharpwm);/*************************************************************//* STC12C單片機(jī)定時(shí)器1初始化*//*************************************************************/voidtime1_init(){AUXR|=T1x12; //定時(shí)器1改為不分頻TMOD|=0X10; //啟動(dòng)定時(shí)器1TH1=(65536-500)/256;TL1=(65536-500)%256;EA=1;ET1=1;TR1=1;/*************************************************************//* STC12C單片機(jī)定時(shí)器1模擬PWM *//*************************************************************/voidpwm_init(){if(count0==PWM_ON0)//第一路PWM_0=1;count0++;if(count0==100){if(PWM_ON0!=0)PWM_0=0;count0=0;}// PWM_ON1 //if(count1==PWM_ON1)//第二路PWM_1=1;count1++;if(count1==100){if(PWM_ON1!=0)PWM_1=0;count1=0;}// PWM_ON2 //if(count2==PWM_ON2)//第三路PWM_2=1;count2++;if(count2==100){if(PWM_ON2!=0)PWM_2=0;count2=0;}// PWM_ON3 //if(count3==PWM_ON3)//第四路PWM_3=1;count3++;if(count3==100){if(PWM_ON3!=0)PWM_3=0;count3=0;}// //}/*************************************************************//*左電機(jī)控制/**//*************************************************************/voiddianji_zuo(ucharaa,ucharpwm){if(aa==0) //左電機(jī)停止車(chē)右拐//1前進(jìn)PWM_ON1=0;PWM_ON0=0;}if(aa==1)//左電機(jī)前進(jìn){PWM_ON1=pwm;PWM_ON0=0;}if(aa==2)//左電機(jī)后退{(lán)PWM_ON1=0;PWM_ON0=pwm;}}/*************************************************************//*右電機(jī)控制