基于單片機的智能滅火車設計目錄1.引言 [8]。在本設計中，產生兩個PWM，利用定時器T0來控制頻率，定時器T1來控制占空比，其中T0定時器中斷可以讓一個IO口輸出高電平，在這個定時器T0中斷時啟動定時器T1，T1則是使IO口輸出低電平，其頻率隨著定時器T0的初值改變而改變，其占空比隨著定時器T1的初值的改變而改變，高電平所占時間越短速度越慢。波形速度極快的時候輸出的全是高電平。脈寬調制的方式為硬件處理和軟件處理兩種調制方式。其方法如下所示：

（1）用軟件方式來實現：軟件調制脈沖寬度是通過軟件延時來實現的。編寫延時程序從而通過循環來改變端口輸出狀態來實現脈寬的調制工作，而占空比可以隨著不同時間長短的延時來得到。（2）用硬件方式實現：硬件系統會自動地給它產生一個pwm的信號,不然就需要軟件控制實現，軟件控制實現需要占用cpu大量時間進行處理，而硬件直接處理節約了此時間，使功能可以更快實現。本次系統設計過程所需要要使用的芯片是沒有pwm的波形發生器的。所以我需要采取使用波形定時器的這個功能，來對脈沖發生時間來進行快速計算準確計算。同時，需要固定他的信號占空比，不可以讓它在發生中斷時，脈沖信號占空忽大忽小。當L293D驅動芯片通過使能信號控制產生pwm波形時，為了極大的提高了MCU的工作效率，我采取使用了定時器中斷，而并非采用軟件進行延時。PWM的信號是在使能端給出的,根據芯片的不同,有兩種不同的控制電機速度的辦法,一種是利用使能端控制,一種是利用IN1、IN2來進行控制,電機速度隨著輸入電壓而改變,本設計使用的是第二種辦法。系統軟件設計本次設計的應用程序主要采用了c語言。c語言相對于其他的匯編語言來說具有大的優點，例如在它在功能上、結構性、可維護性以及數據的可讀性上都有很大優勢。本次設計軟件方面主要采用的是以keil為基礎對程序進行編譯，其次再利用stc-ips把程序直接下載給了單片機里，實現智能滅火小車的各部分功能。開發環境Keil介紹本次設計的應用程序主要采用了c語言。c語言相對于其他的匯編語言來說具有大的優點，例如在它在功能上、結構性、可維護性以及數據的可讀性上都有很大優勢。本次設計軟件方面主要采用的是以keil為基礎對程序進行編譯，其次再利用stc-ips把程序直接下載給了單片機里，實現智能滅火小車的各部分功能。界面如REF_Ref71116708\h圖4.1圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s11Keil界面程序下載軟件STC_ISP軟件介紹STC_ISP是一款可以對MCU的內部進行程序的燒寫操作的軟件。此軟件是STC公司基于針對STC系列芯片所研發而出的。第一次使用時需要注意單片機型號的選擇，否則就會出現下載器報錯等錯誤操作。同時也需要注意參數的選擇等。界面如REF_Ref71116721\h圖4.2圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s12STC_ISP界面STC_ISP下載說明：根據單片機的型號，選擇窗口中相應的型號。其次可以選取相對應的串行通訊端口，可以打開設備管理器進行端口號的查看。在打開程序中打開然后選中需要燒寫到單片機中的hex文件。點擊窗口做左下的下載，在顯示檢測單片機時，打開單片機的電源開關。下載前檢查各模塊是否會占用下載端口，同時一定要排除硬件連線方面的干擾，只有在一切都確保無誤的情況下進行下載才能向單片機正確燒錄程序。同時注意，一定不能將單片機的正負極接反，那樣會導致單片機燒壞，在單片機燒錄前要對其進行冷啟動，在連接電池電源的情況下使用SK2進行燒錄，如果出現燒錄不成功的情況，則有是單片機供電不足，取掉單片機與其他硬件連接的玳瑁，重新進行燒錄。系統主程序流程圖開始開始初始是否在觸線調整有無障礙物障礙程序行走是否發現火滅火程序撲滅火源結束有無否是是否圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s13主程序流程圖如REF_Ref71116748\h圖4.3，主程序在整個設計當中充當一個總策劃師的身份，對于整個設計來說是一個最重要的部分，它決定了智能滅火小車的行駛、滅火、路線選擇等，在什么情況下它應該做什么的控制性功能，可以通過調用各個模塊的子程序來實現小車的行駛、滅火、路線選擇等功能。子程序設計避障子程序流程圖開始開始直行是否有障礙后退左轉是否圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s14避障流程圖對于避障功能這部分編程程序設計主要是為了避免小車在行駛過程中碰撞到障礙物品，如REF_Ref71116769\h圖4.4，在小車行走時，避障傳感器不斷地發出探測信號，以檢測路面是否存在障礙物品，當傳感器收到前方存在障礙物的信號時，執行后退指令，然后進行左轉指令，繼續進行運動。值得注意的是當前方障礙物時火源是，小車需要選擇駛向障礙物而非避開。對這部分的程序編程，應該著重思考怎樣才可以控制智能滅火小車的電機，實現智能滅火小車的拐彎、前行以及后撤等功能性動作。基于需要實現緊急的滅火功能性的要求，滅火需要迅速且準確。所以，在此類避障功能實現時，同時也需要對智能滅火小車的行駛路徑進行優化考慮，使其能夠更精準實現功能。尋跡子程序流程圖圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s15尋跡流程圖本次設計的尋跡功能是讓其能夠固定活動區域，如REF_Ref71354967\h圖4.5，本次設計的小車裝有三個尋跡傳感器，在小車運行過程中，傳感器判斷小車是否觸碰到邊界黑線以及判斷觸線方位，當檢測到左側觸線時，小車實行右轉指令，當檢測到正面碰線時，小車實行退后轉向指令，當右側觸線時，小車實行左轉指令。當小車尋跡傳感器不再有觸線反饋時，繼續運動，直行。火焰探測子程序流程圖開始開始是否存在火源尋找火源位置執行滅火直行否是圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s16滅火流程圖本次設計的主要內容就是實現滅火功能，如REF_Ref71117387\h圖4.6，在小車運行過程中，判斷前方是否存在火源，如果不存在那么繼續行駛，如果小車的火焰傳感器檢測到火源時，探測器的輸出端口向主控制器輸送低電平信號，主控器在接收到信號后，對小車所處狀態做出判斷，并向小車傳送相應的行動指令，各模塊分工合作，使小車在行駛到火源所在地時啟動風扇模塊，對火焰進行撲滅。撲滅之后繼續行駛。系統的調試與分析小車的制作過程這個滅火小車經過大約兩個禮拜，終于露出雛形，在此期間，需要尋找對比分析各個模塊所需要的器材，并選購合適的器材。器材了解與選購，了解器材的功能和特性，綜合考慮價格和性能，選擇合適的器件并購買。在拿到選購好的期間后，進行主控制器的焊接，焊接出一個連接各個傳感器和電機電源的電路板本設計用到了多種類型的器件，其中傳感器有避障，尋跡和火焰檢測，其他器件有電機，滅火風扇等等，首先拿出購買的現成的小車底盤模型板，先將直流電機安裝進去，再將車輪連接在電機上，如此小車的基礎框架便形成了，其次安裝電源底座，然后把各個傳感器安置在合適的位置上，再把單片機安置在小車中間，如此一來滅火小車的大體框架便已形成，完成這些工作后就是把各個模塊使用杜邦線連接起來，這個時候特別要注意的就是正負極千萬不能接反了，不然就會容易燒壞芯片。那么連接完杜邦線后小車的硬件部分便已經組建完成了。單片機測試，用串口連接電腦，通過STC向單片機內部燒錄測試程序，通過單片機上的指示燈，測試單片機與各部件是否正常運轉。程序的編寫，小車之所以可以實現智能化，都依靠于單片機，而單片機的運行需要燒錄進去合適的程序指令，程序是小車各項功能能夠協同合作的核心，因此本次設計最為重要的環節就是合理的程序設計，首先在網絡上下載類似的功能的程序，然后用其來進行各個子模塊的測試，然后找到符合本次設計要求所需的程序，然后通過組合改進得到本設計需要的程序。設計實驗場地，進行尋跡滅火等功能測試。小車的調試在實踐過程中，總是會出現很多問題，并不是全部設想都能完美實現，比如：小車的車輪轉速因為多種因素的影響，經過調試依然無法行走為直線，有時還是會出現一些打轉的情況。小車的尋跡傳感器有時無法識別到黑線，經過調試，發現小車速度過快會讓尋線功能誤差更大。小車的風扇在面對火焰時沒有開啟，但在沒有火焰時自己啟動了，本來以為是火焰亮度不夠明顯，火焰探測距離等原因導致，但最后論證排查，是由于外界可見光的干擾過大。應該在火焰外圍包裹一層黑膠布，但是與此同時對火光檢測的敏感度也會降低。結束語這次設計花費了幾十天的時間來完成，期間碰到了很多不知甚解的問題，尋找了老師和同學進行了咨詢，感謝他們不厭其言的細心教導，非常感謝我的指導老師和同學，是他們讓我能夠堅持改進設計，找出錯誤并改正。本次設計使用單片機STC89C52RC為主控制器，運用LM293D作為電機驅動的實現芯片，利用程序調節PWM實現速度的調節，用傳感器來實現滅火，避障和尋跡運動，用紅外避障傳感器，火焰傳感器來完成整個滅火小車的探測方面的硬件設計，通過Keil完成系統的程序的編譯仿真，通過STC軟件向單片機內部燒寫程序，實現小車避障滅火的過程。預防室內微小火苗醞釀成大火是這款小車的設計初衷，在當今這個電子隱患時代，這個應用具有一定的應用前景。參考文獻[1]ChenYong.WangShudong.WangHao.LiuShen.LiRunqing.Drink-drivingmonitoringsystembasedonsinglechipmicrocomputerandsensor[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2021,1750(1).[2]XuHang，TianJiule.Researchonautomaticcorrectionmethodofspiralbevelgearerrorreversalbasedonsinglechipmicrocomputer[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2021,1748(6).[3]XueLu,LuXue,ShaLi,LuoJunbo.DesignofBluetoothanti-lostDeviceBasedon51SeriesSingleChipMicrocomputer[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2020,1682(1).[4]RuizhengWang,XuanLiu,XinhaoHuang.DesignofIntelligentHomeSecurityAlarmSystemunderSTC89C51SingleChipMicrocomputer[J].JournalofComputerScienceResearch,2020,2(4).[5]于波,王慧.基于STM32單片機的智能消防小車系統[J].工業儀表與自動化裝置,2020(04):117-121.[6]楊艷霞,張妮.Proteus+keil在單片機教學中的應用[J].電子測試,2020(09):131-132.[7]劉悅婷,李若飛,李曉斌,劉韜.一種多功能智能小車的設計[J].數字技術與應用,2020,38(04):8-9.[8]張育人.基于Android的智能避障小車系統的設計與實現[J].機械制造與自動化,2019,48(05):147-149+156.[9]徐狀,翟娟.一種新型太陽能靜音智能剪草機器人的設計[J].計算機時代,2019(04):36-39.[10]劉晨,崔斌.基于單片機的智能循跡小車設計[J].時代農機,2019,46(03):99-103+108.[11]沈放,何尚平,萬彬.MCS-51單片機應用實驗教程[M].重慶大學出版社:,201901.243.[12]郁漢琪.電工電子實訓教程[M].南京東南大學出版社:,201706.356.[13]RuNie.DesignofMultifunctionalIntelligentCarBasedonBluetoothRemoteControl[A].信息化與工程國際學會.Proceedingsof20166thInternationalConferenceonMachinery,Materials,Environment,BiotechnologyandComputer(MMEBC2016)[C].信息化與工程國際學會:計算機科學與電子技術國際學會(ComputerScienceandElectronicTechnologyInternation