畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于無(wú)線傳輸?shù)闹悄苎埠叫≤?chē)的設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)基于無(wú)線傳輸?shù)闹悄苎埠叫≤?chē)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 信息與通信工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 2012年6月 基于無(wú)線傳輸?shù)闹悄苎埠叫≤?chē)的設(shè)計(jì)摘 要本文設(shè)計(jì)的可控智能小車(chē)，采用 at89s52 單片機(jī)作為小車(chē)的檢測(cè)和控制核心；采用金屬探測(cè)傳感器等組成不同的檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)小車(chē)在行駛中遇到金屬時(shí)改變速度并循跡前進(jìn)；采用霍爾元件a44e 檢測(cè)小車(chē)行駛速度和行駛里程；采用集成的語(yǔ)音識(shí)別芯片 rsc-364、射頻發(fā)送模塊 f05c 和編碼芯片 pt2262 組成語(yǔ)音無(wú)線遙控器，并且采用射頻接收模塊 j05c 和解碼芯片 pt2272 組成無(wú)線接收模塊，使小車(chē)可以“聽(tīng)懂”

2、人的命令，互動(dòng)性更強(qiáng)；采用 1602lcd 時(shí)顯示小車(chē)行駛的時(shí)間，小車(chē)停止行駛后，輪流顯示小車(chē)行駛時(shí)間、行駛距離、平均速度以及各速度區(qū)行駛的時(shí)間。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較容易實(shí)現(xiàn)，但具有高度的智能化、人性化，在一定程度上體現(xiàn)了智能。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳輸，簡(jiǎn)單控制，智能小車(chē)design of the intelligent cruise car based on the wireless transmission abstract in this paper it shows a intelligent car controlled by the scm, with at89s52 scm as the

3、detection and control core; adopting photoelectric sensor, metal detection sensors, ultrasonic sensors and other components of different detection circuit, to make the driving car trace automatical , and measuring its mileage, etc. with using the hall element a44e to measure the car speeds; speech r

4、ecognition chips rsc-364, rf send f05c and coding ic module pt2262 integral voice remote control, and using receive module j05c and decoder chip pt2272 to compose wireless receiving modules, so the car can understand mans command, it makes the car alive; when the car moves the 1602 lcd was used to d

5、isplay the time, it can show the small car travel time, driving distance, speed and the time of each speed of driving zone. this design is simple in structure, its easy to implement, the car have a high level of intelligence and human nature. it embodies the intelligence in a certain extent. keyword

6、s: wireless transmission, simple control, intelligent car 目 錄 1 緒論11.1 研究背景11.2 智能小車(chē)研究現(xiàn)狀11.3 課題在理論和實(shí)際應(yīng)用方面的價(jià)值31.4 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)41.5 短距離無(wú)線通信技術(shù)41.6 主要研究?jī)?nèi)容52 智能小車(chē)硬件系統(tǒng)62.1 總體設(shè)計(jì)62.2 語(yǔ)音無(wú)線遙控器72.2.1 語(yǔ)音控制模塊72.2.2 無(wú)線發(fā)送模塊82.3 車(chē)載無(wú)線接收模塊82.4 路面檢測(cè)模塊：92.5 lcd顯示模塊：92.6 測(cè)速模塊102.7 控速模塊102.8 模式選擇模塊113 智能小車(chē)硬件電路設(shè)計(jì)133.1 最小系統(tǒng)133

7、.1.1 復(fù)位電路133.2.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)143.2.3 電源電路143.2 顯示電路153.3 測(cè)量里程與速度電路163.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路184 智能小車(chē)軟件設(shè)計(jì)204.1 智能小車(chē)運(yùn)行主程序流程圖20 第 i 頁(yè) 共 ii 頁(yè) 4.2 測(cè)量里程程序設(shè)計(jì)214.3 語(yǔ)音控制流程圖21結(jié) 論22參考文獻(xiàn)23致 謝25 第 ii 頁(yè) 共 ii 頁(yè) 1 緒論1.1 研究背景 智能小車(chē)，又稱(chēng)輪式機(jī)器人。 機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，幾乎滲透到所有領(lǐng)域。機(jī)器人的發(fā)展體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家技術(shù)水平的高低，現(xiàn)代機(jī)器人從其誕生到現(xiàn)在，己經(jīng)發(fā)展到了第三代。 第一代機(jī)器人是示教再現(xiàn)型機(jī)器人。它們裝有記憶存儲(chǔ)器，由人將作

8、業(yè)的各種操作要求示范給機(jī)器人，使之記住操作的程序和要領(lǐng)。當(dāng)它接到再現(xiàn)命令時(shí)，則自主地再現(xiàn)示教的動(dòng)作。第二代機(jī)器人是裝有小型計(jì)算機(jī)和簡(jiǎn)單傳感器的離線編程的工業(yè)機(jī)器人。它能感知外界信息和進(jìn)行“思維”，比第一代機(jī)器人更靈活、更能適應(yīng)環(huán)境變化的需要。第三代是智能機(jī)器人。智能機(jī)器人是“具有感知、思維和動(dòng)作的機(jī)器”。它裝有多種傳感器，能識(shí)別作業(yè)環(huán)境，能自主決策，具有人類(lèi)大腦的部分功能，且動(dòng)作靈活，是人工智能技術(shù)發(fā)展到高級(jí)階段的產(chǎn)物12。近些年中國(guó)航天事業(yè)飛速發(fā)展，是不折不扣的航天年，隨著實(shí)現(xiàn)載人上天以及太空行走，中國(guó)在世界的航空領(lǐng)域也有了一席之地。而對(duì)于地外星球的研究，智能小車(chē)也發(fā)揮著它極大的作用，可以完

9、成星球表面巖石采集等任務(wù)，從而代替人類(lèi)完成一些比較危險(xiǎn)的工作。智能車(chē)是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策等功能于一體的綜合系統(tǒng)。它在各個(gè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。與智能小車(chē)密切相關(guān)的就是無(wú)線傳輸技術(shù)，隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟，無(wú)線通信技術(shù)向高速率、大容量、小型化的無(wú)線多媒體通信方向發(fā)展，使得各種短距離無(wú)線通信(short-range wireless communications)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，并得到了廣泛的研究和使用。藍(lán)牙 v3.0、zigbee、微波rfid(radio freqency identification)以及60 ghz毫米波個(gè)域通信(millimeter- wave wpa

10、n)技術(shù)等新一代短距離無(wú)線通信應(yīng)用的出現(xiàn)，顯示出短距離無(wú)線通信技術(shù)強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景34。1.2 智能小車(chē)研究現(xiàn)狀 國(guó)外移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展: 移動(dòng)機(jī)器人的研究始于60年代末期，斯坦福研究院的nils nilssen和charles rosen等人，在 1966 年至 1972 年間研制出了名為 shakey 的自主移動(dòng)機(jī)器人。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以后，人們的研究方向逐漸轉(zhuǎn)移到了面向?qū)嶋H應(yīng)用的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的研究，并逐步形成了自主式移動(dòng)機(jī)器人 amr （indoorautonomous mobile robot）概念。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（darpa）專(zhuān)門(mén)立項(xiàng)，制定了地面天人

11、作戰(zhàn)平臺(tái)的戰(zhàn)略計(jì)劃。從此，在全世界掀開(kāi)了全面研究室外移動(dòng)機(jī)器人的序幕，如 darpa 的“戰(zhàn)略計(jì)算機(jī)”計(jì)劃中的自主地面車(chē)輛（alv）計(jì)劃（19831990），能源部制訂的為期 10 年的機(jī)器人和智能系統(tǒng)計(jì)劃（rips）（19861995) ，以及后來(lái)的空間機(jī)器人計(jì)劃；日本通產(chǎn)省組織的極限環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人計(jì)劃；歐洲尤里卡中的機(jī)器人計(jì)劃等。初期的研究，主要從學(xué)術(shù)角度研究室外機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)和信息處理，并建立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。雖然由于 80 年代對(duì)機(jī)器人的智能行為期望過(guò)高，導(dǎo)致室外機(jī)器人的研究未達(dá)到預(yù)期的效果，但卻帶動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，為探討人類(lèi)研制智能機(jī)器人的途徑積累了經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，也推動(dòng)了其它國(guó)

12、家對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)5。 進(jìn)入 90 年代，隨著技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)始在更現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)拓各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，向?qū)嵱没M(jìn)軍。美國(guó) nasa 研制的火星探測(cè)機(jī)器人索杰那于 1997 年登上火星，這一事件向全世界進(jìn)行了報(bào)道。為了在火星上進(jìn)行長(zhǎng)距離探險(xiǎn)，又開(kāi)始了新一代樣機(jī)的研制，命名為 rocky7，并在 lavic 湖的巖溶流上和干枯的湖床上進(jìn)行了成功的實(shí)驗(yàn)。德國(guó)研制了一種輪椅機(jī)器人，并在烏爾姆市中心車(chē)站的客流高峰期的環(huán)境和 1998 年漢諾威工業(yè)商品博覽會(huì)的展覽大廳環(huán)境中進(jìn)行了實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)表演。該輪椅機(jī)器人在公共場(chǎng)所擁擠的、有大量乘客的環(huán)境中，進(jìn)行了超過(guò) 36 個(gè)小時(shí)的考驗(yàn)，所表現(xiàn)出的性能是其

13、它現(xiàn)存的輪椅機(jī)器人或移動(dòng)機(jī)器人所不可比的。這種輪椅機(jī)器人是在一個(gè)商業(yè)輪椅的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的6。 2004 年，美國(guó)的火星車(chē)“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)登上火星，并且圓滿完成了預(yù)期的探索任務(wù)：每輛火星車(chē)都需要至少工作 90 個(gè)火星日（約相當(dāng)于地球上的 92 天)，在火星上行駛總里程至少達(dá)到 600 米，至少造訪 8 個(gè)不同地點(diǎn)，必須拍下周?chē)h(huán)境的立體和彩色全景照片?！坝職狻碧?hào)和“機(jī)遇”號(hào)火星車(chē)，代表著當(dāng)前世界上移動(dòng)機(jī)器人的最高水平7。國(guó)內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展： 國(guó)內(nèi)對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人的起步比較晚。從“七五”開(kāi)始，我國(guó)的移動(dòng)機(jī)器人研究開(kāi)始起步，經(jīng)過(guò)多年來(lái)的發(fā)展，己經(jīng)取得了一定的成績(jī)。清華大學(xué)智能移動(dòng)機(jī)器人于1994

14、年通過(guò)鑒定。涉及到五個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：基于地圖的全局路徑規(guī)劃技術(shù)研究（準(zhǔn)結(jié)構(gòu)道路網(wǎng)環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃、具有障礙物越野環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃、自然地形環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃）；基于傳感器信息的局部路徑規(guī)劃技術(shù)研究（基于多種傳感器信息的“感知一動(dòng)作”行為、基于環(huán)境勢(shì)場(chǎng)法的“感知一動(dòng)作”行為、基于模糊控制的局部路徑規(guī)劃與導(dǎo)航控制）；路徑規(guī)劃的仿真技術(shù)研究（基于地圖的全局路徑規(guī)劃系統(tǒng)的仿真模擬、室外移動(dòng)機(jī)器人規(guī)劃系統(tǒng)的仿真模擬、室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃系統(tǒng)的仿真模擬）；傳感技術(shù)、信息融合技術(shù)研究（差分全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、磁羅盤(pán)和光碼盤(pán)定位系統(tǒng)、超聲測(cè)距系統(tǒng)、視覺(jué)處理技術(shù)、信息融合技術(shù)）；智能移動(dòng)機(jī)器人的

15、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（智能移動(dòng)機(jī)器人 thmriii 的體系結(jié)構(gòu)、高效快速的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)）。香港城市大學(xué)智能設(shè)計(jì)、自動(dòng)化及制造研究中心的自動(dòng)導(dǎo)航車(chē)和服務(wù)機(jī)器人。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的 agv 和防爆機(jī)器人。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所自行設(shè)計(jì)、制造的全方位移動(dòng)式機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)于 1996年研制成功的導(dǎo)游機(jī)器人等89。1.3 課題在理論和實(shí)際應(yīng)用方面的價(jià)值（1）智能小車(chē)，最適合在那些人類(lèi)無(wú)法工作的環(huán)境中工作，它們已在許多工業(yè)部門(mén)獲得廣泛應(yīng)用。它們可以比人類(lèi)工作得更好并且成本低廉。以下列舉了機(jī)器人的一些應(yīng)用，所有這些用途正逐步滲入到工業(yè)和社會(huì)的各個(gè)層面。焊接 這時(shí)機(jī)器人與焊槍及

16、相應(yīng)配套裝置一起將部件焊接在一起，這是機(jī)器人在自動(dòng)化工業(yè)中最常見(jiàn)的一種應(yīng)用。由于機(jī)器人連續(xù)運(yùn)動(dòng)，可以焊接得非常均勻和準(zhǔn)確。噴漆 這是另一種常見(jiàn)的機(jī)器人應(yīng)用，尤其是在汽車(chē)工業(yè)上。由于人工噴漆時(shí)要保持通風(fēng)和清潔，因此創(chuàng)造適合人們工作的環(huán)境是十分困難的，而且與人工操作相比，機(jī)器人更能持續(xù)不斷地工作，因此機(jī)器人非常適合噴漆工作。檢測(cè) 對(duì)零部件、線路板及其它類(lèi)似產(chǎn)品的檢測(cè)也是機(jī)器人比較常見(jiàn)的應(yīng)用。一般說(shuō)來(lái)，檢測(cè)系統(tǒng)中還集成有其他一些設(shè)備，它們是視覺(jué)系統(tǒng)、x 射線裝置、超聲波探測(cè)儀或其他類(lèi)似儀器。醫(yī)療應(yīng)用 由于要求機(jī)器人完成的許多操作（如切開(kāi)顱骨、在骨體上鉆孔等）比人工操作更為準(zhǔn)確，因此手術(shù)中許多機(jī)械操作

17、部分都由機(jī)器人來(lái)完成。幫助殘疾人 在日常生活中，機(jī)器人可以做很多事情來(lái)幫助殘疾人，諸如將盛著食品的盤(pán)子放入微波爐，從微波爐中取出盤(pán)子，并且將盤(pán)子放到殘疾人面前給他用餐等。其他許多任務(wù)也可通過(guò)編程讓機(jī)器人來(lái)執(zhí)行。危險(xiǎn)環(huán)境 機(jī)器人非常適合在危險(xiǎn)的環(huán)境中使用。在這些險(xiǎn)惡的環(huán)境下工作，人類(lèi)必需采取嚴(yán)密的保護(hù)措施。而機(jī)器人可以進(jìn)入或穿過(guò)這些危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行維護(hù)和探測(cè)工作，且不需要得到像對(duì)人一樣的保護(hù)。水下、太空及遠(yuǎn)程 機(jī)器人也可以用于水下、太空及遠(yuǎn)程的服務(wù)和探測(cè)。雖然尚沒(méi)有人被送往火星，但已有許多太空漫游車(chē)在火星登陸并對(duì)火星進(jìn)行探測(cè)。如美國(guó)的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)的主要任務(wù)是在火星上探水，它們已分別在其著陸

18、區(qū)域附近找到火星上過(guò)去曾有過(guò)水的證據(jù)。另外，智能小車(chē)自動(dòng)行駛功能的研究將有助于智能車(chē)輛的研究。智能車(chē)輛駕駛?cè)蝿?wù)的自動(dòng)完成將給人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步帶來(lái)巨大的影響，例如能切實(shí)提高道路網(wǎng)絡(luò)的利用率、降低車(chē)輛的燃油消耗量，尤其是在改進(jìn)道路交通安全等方面提供了新的解決途徑1011。（2）對(duì)于無(wú)線傳輸技術(shù)來(lái)說(shuō)，主流的無(wú)線技術(shù)不外乎fm、紅外、藍(lán)牙和2.4g，最近由2.4g技術(shù)衍生出的kleer技術(shù)。fm無(wú)線技術(shù)，這可能是目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用范圍最廣、成本最低的無(wú)線技術(shù)之一了，手邊的收音機(jī)就是最簡(jiǎn)單的fm無(wú)線接收設(shè)備,缺點(diǎn)也很明顯,音質(zhì)不好,容易受干擾。紅外無(wú)線技術(shù)最多應(yīng)用的就是遙控器，早期的一些無(wú)線鼠標(biāo)也是無(wú)

19、線傳輸技術(shù)；隨著紅外無(wú)線技術(shù)的成熟，它越來(lái)越多的被采用高高端音頻產(chǎn)品解決方案上。最大的優(yōu)點(diǎn)就是帶寬大,缺點(diǎn)是指向性不好，藍(lán)牙技術(shù)最廣的應(yīng)用就是藍(lán)牙耳機(jī)。由于大部分的手機(jī)都集成藍(lán)牙功能，而部分mp3音頻產(chǎn)品也集成了藍(lán)牙模塊，所以藍(lán)牙耳機(jī)“群眾基礎(chǔ)”廣泛,成本稍高,帶寬不大,但性能好,加密性好。2.4g技術(shù)的保密性高、省電、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為這是今后無(wú)線耳機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)12。1.4 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù) 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。近距離無(wú)線通信產(chǎn)品通常都是低成本、低功耗的，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用13。利用無(wú)線傳輸對(duì)智能巡航

20、小車(chē)的基本數(shù)據(jù)（速度、行駛距離、位置信息等），在遠(yuǎn)端進(jìn)行監(jiān)視（液晶或者led上顯示）或者簡(jiǎn)單的控制。本設(shè)計(jì)以無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行基于單片機(jī)的智能巡航小車(chē)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。1.5 短距離無(wú)線通信技術(shù)短距離無(wú)線通信技術(shù)一般指作用距離在毫米級(jí)到千米級(jí)的，局部范圍內(nèi)的無(wú)線通信應(yīng)用。短距離無(wú)線通信涵蓋了無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(wireless personal area networks，wpan)和無(wú)線局域網(wǎng)(wireless local area networks，wlan)的通信范圍。其中wpan的通信距離可達(dá)約10 m左右，而wlan的通信距離可達(dá)100 m左右14。1.6 主要研究?jī)?nèi)容（1）熟悉短

21、距離無(wú)線通訊的工作原理；（2）熟悉單片機(jī)的相關(guān)理論；（3）理解無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的基本原理和相關(guān)方法；（4）進(jìn)行基于無(wú)線傳輸?shù)闹悄苎埠叫≤?chē)的設(shè)計(jì)。2 智能小車(chē)硬件系統(tǒng)2.1 總體設(shè)計(jì) 智能小車(chē)通過(guò)位置傳感器、速度傳感器等多種傳感器感知小車(chē)周?chē)牡缆沸畔⒁约靶≤?chē)自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，并對(duì)多傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、融合，調(diào)整小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在一定條件下的行駛。智能小車(chē)作為一個(gè)系統(tǒng)，它由以下軟硬件構(gòu)成：輪式小車(chē) 輪式小車(chē)是智能小車(chē)機(jī)械結(jié)構(gòu)的主題部分，由車(chē)身，輪子、變速器、傳動(dòng)軸等結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。輪式小車(chē)還包括提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)器。傳感器 傳感器用來(lái)收集智能小車(chē)的自身狀態(tài)信息或外部環(huán)境信息。安裝在智能小車(chē)上的

22、傳感器將智能小車(chē)自身的狀態(tài)信息以及外部環(huán)境信息發(fā)給控制器，于是控制器就能決定智能小車(chē)的行駛速度和方向。智能小車(chē)通常的傳感器包括：視覺(jué)傳感器、加速度傳感器、紅外傳感器、超聲傳感器等?？刂破?智能小車(chē)的驅(qū)動(dòng)器與人的小腦十分相似，雖然小腦的功能沒(méi)有人的大腦功能強(qiáng)大，但是卻控制著人的運(yùn)動(dòng)。智能小車(chē)控制器從計(jì)算機(jī)獲取數(shù)據(jù)，控制驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作，并與傳感器反饋信息一起協(xié)調(diào)智能小車(chē)的運(yùn)動(dòng)。處理器 智能小車(chē)的處理器相當(dāng)于人的大腦，用來(lái)計(jì)算智能小車(chē)的運(yùn)動(dòng)，確定智能小車(chē)移動(dòng)的方向和速度，并且監(jiān)督控制器與傳感器協(xié)調(diào)動(dòng)作。處理器通常就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，只不過(guò)是一種專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，如單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）。它也需要擁有操

23、作系統(tǒng)、程序等。在許多系統(tǒng)中，控制器和處理器放置在同一單元中甚至集成在同一電路中。導(dǎo)航算法 模糊控制是以模糊集理論為基礎(chǔ)的一種新興的控制手段，它是模糊集理論和模糊技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。模糊邏輯控制系統(tǒng)既可以用來(lái)控制智能小車(chē)，也可用于將智能加入到其他系統(tǒng)不適合或難以使用的應(yīng)用中。模糊邏輯可以用來(lái)代替經(jīng)典控制系統(tǒng)或與經(jīng)典控制系統(tǒng)相結(jié)合控制智能小車(chē)。在智能小車(chē)的應(yīng)用中，雖然模糊邏輯不能說(shuō)是唯一的方法，但也許是更適合的方法1516。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，并且根據(jù)我們自己的需要而附加的功能，該電路的總體框圖可分為幾個(gè)基本的模塊，框圖如圖2.1所示：圖2.1 電路總體框圖2.2 語(yǔ)音無(wú)線遙控器遙控器

24、主要由語(yǔ)音識(shí)別模塊和無(wú)線發(fā)送模塊(編碼芯片、射頻發(fā)送模塊)組成，如圖 2.2所示。遙控器的工作原理為：控制者通過(guò)麥克風(fēng)發(fā)出控制命令，該命令經(jīng)過(guò)語(yǔ)音識(shí)別模塊識(shí)別后，根據(jù)控制信號(hào)的類(lèi)型產(chǎn)生一個(gè)8位的控制碼，語(yǔ)音識(shí)別模塊通過(guò)其 p1 端口將控制碼輸出至無(wú)線發(fā)送模塊，然后語(yǔ)音識(shí)別模塊發(fā)出控制信號(hào)，控制無(wú)線發(fā)送模塊將該控制碼以無(wú)線電波形式發(fā)送出去，車(chē)載控制部分接收到后便控制小車(chē)產(chǎn)生預(yù)期的動(dòng)作17。圖2.2遙控器攜帶的控制部分框圖2.2.1 語(yǔ)音控制模塊語(yǔ)音控制模塊主要由sensory公司的集成語(yǔ)音識(shí)別芯片rsc-364組成。該芯片是專(zhuān)門(mén)為語(yǔ)音控制家電產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的，外圍輔助器件少，采用典型應(yīng)用電路時(shí)只需要

25、一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)晶體振蕩器、一個(gè)小場(chǎng)聲器和幾個(gè)電阻、電容即可。該芯片內(nèi)部集成了語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音身份識(shí)別、錄音回放功能。芯片內(nèi)部采用的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音識(shí)別算法，和說(shuō)話者無(wú)關(guān)的語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率可以達(dá)到97，和說(shuō)話者相關(guān)的語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率可以達(dá)到99。該芯片內(nèi)部集成了一個(gè)八位的可編程微處理器，對(duì)外有16個(gè)可編程控制的i/o口，16位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線及相應(yīng)的控制信號(hào)，可方便地?cái)U(kuò)展外部rom以及與外部器件通訊。本設(shè)計(jì)對(duì)rsc364的資源使用情況為：其 p1 口用于傳輸與控制命令相應(yīng)的控制碼，p0.7口用于啟動(dòng)無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)據(jù)18。2.2.2 無(wú)線發(fā)送模塊 為了提高無(wú)線收發(fā)的可靠性，本文采用

26、集成的射頻發(fā)送模塊f05c和編碼芯片 pt2262組成無(wú)線編碼發(fā)送模塊。pt2262外圍電路簡(jiǎn)單，只需外接一個(gè)電阻調(diào)節(jié)載波頻率。pt2262的電源電壓范圍廣，415v均能正常工作。pt2262可以對(duì)12位二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行編碼輸出，足以滿足本文的要求。pt2262 的控制也極為簡(jiǎn)單，在 pt2262 的 te 端為 0 時(shí)，pt2262 自動(dòng)將地址引腳和數(shù)據(jù)引腳 a0a11 的數(shù)據(jù)編譯成適合 rf 電路發(fā)射的串行編碼波形，然后通過(guò) dout 端口串行輸出。應(yīng)用時(shí)只需將 pt2262 的 dout 端口連接到 rf 電路的數(shù)據(jù)輸入端即可將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電波發(fā)送出去。本文中 rf 電路選用集成的射頻發(fā)送

27、模塊 f05c。f05c采用聲表諧振器穩(wěn)頻，smt樹(shù)脂封裝，頻率一致性較好，免調(diào)試。f05c 具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，當(dāng)發(fā)射電壓為 3v 時(shí)，發(fā)射電流約為 2ma，發(fā)射功率較??；12v 為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約為 58ma；當(dāng)發(fā)射電壓大于 l2v 時(shí)直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。f05 系列采用 am 方式調(diào)制以降低功耗。因?yàn)楸疚臒o(wú)線發(fā)送的命令的種類(lèi)較少，所以不需要全部使用 pt2262 的 12 個(gè)數(shù)據(jù)引腳，鑒于 rsc-363內(nèi)核和 at89s52 均為八位機(jī)，為了數(shù)據(jù)傳輸方便，只使用 pt2262 的低八位數(shù)據(jù)引腳傳輸數(shù)據(jù)，其余的四個(gè)數(shù)據(jù)引腳直

28、接接地，其上數(shù)據(jù)沒(méi)有意義1618。2.3車(chē)載無(wú)線接收模塊無(wú)線接收模塊由射頻接收模塊 j05c 和解碼芯片 pt2272 組成。j05c 是 f05c 的配對(duì)功能模塊。j05c 采用超外差電路結(jié)構(gòu)和溫度補(bǔ)償電路，具有較高的接收靈敏度及穩(wěn)定性，芯片內(nèi)含低噪聲射頻放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、濾波器及限幅比較器，輸出為數(shù)據(jù)電平信號(hào)。其功能是自動(dòng)接收無(wú)線電波并對(duì)電波進(jìn)行處理，輸出適合解碼芯片解碼或單片機(jī)解碼的波形。pt2272 是 pt2262 的配對(duì)芯片，其外圍電氣特性和 pt2262 相同。工作時(shí)，pt2272 自動(dòng)對(duì)從 din 端口輸入的編碼波形進(jìn)行解碼，解碼成功則將地址和數(shù)據(jù)輸出到對(duì)

29、應(yīng)的地址引腳和數(shù)據(jù)引腳，同時(shí)將 en 端口置為高電平，數(shù)據(jù)在各個(gè)引腳上的排列順序和pt2262 完全相同。和無(wú)線發(fā)送模塊相對(duì)應(yīng)，這里也只使用其低八位數(shù)據(jù)引腳傳輸八位有效數(shù)據(jù)19。圖2.3車(chē)載無(wú)線接收模塊連接圖2.4路面檢測(cè)模塊：采用鐵片感應(yīng)器tl-q5mc來(lái)檢測(cè)路面上的鐵片從而給單片機(jī)中斷脈沖。原理圖接線如圖2.4所示：圖2.4 tl-q5mc原理圖接線圖金屬感應(yīng)器，安裝在車(chē)盤(pán)下，離地略小于或約四毫米。當(dāng)金屬傳感器檢測(cè)到鐵片時(shí)將對(duì)單片機(jī)發(fā)送中斷信號(hào)，單片機(jī)運(yùn)行中斷，改變輸給電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓占空比來(lái)控制小車(chē)的速度20。2.5 lcd顯示模塊：采用1602lcd，由單片機(jī)的總線模式連接。為節(jié)約電

30、源電量并且不影響lcd的功能，lcd的背光用單片機(jī)進(jìn)行控制，使lcd的背光在小車(chē)行駛的過(guò)程中不亮，因?yàn)槲覀儾槐乜雌滹@示；在其它我們需要看顯示的內(nèi)容的時(shí)候lcd背光亮18。2.6測(cè)速模塊2.6.1 方案1：采用霍爾開(kāi)關(guān)元器件a44e檢測(cè)輪子上的小磁鐵從而給單片機(jī)中斷脈沖，達(dá)到測(cè)量速度的作用?；魻栐哂畜w積小，頻率響應(yīng)寬度大，動(dòng)態(tài)特性好，對(duì)外圍電路要求簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，電源要求不高，安裝也較為方便?；魻栭_(kāi)關(guān)只對(duì)一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)起作用，抗干擾能力強(qiáng)，因此可以在車(chē)輪上安裝小磁鐵，而將霍爾器件安裝在固定軸上，通過(guò)對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)進(jìn)行車(chē)速測(cè)量。2.6.2 方案2：采用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)速。但無(wú)論

31、是反射式紅外傳感器還是對(duì)射式紅外傳感器，他們對(duì)都對(duì)外圍環(huán)境要求較高，易受外部環(huán)境的影響，穩(wěn)定性不高，且價(jià)格較為昂貴。通過(guò)對(duì)方案1、方案2的比較其優(yōu)缺點(diǎn)，綜合多方面因素決定選用方案119。2.7 控速模塊2.7.1 方案1：使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電阻r的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對(duì)于小車(chē)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不利。2.7.2 方案2：采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制,通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換對(duì)小車(chē)的速度進(jìn)行調(diào)整.此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。

32、2.7.3 方案3：采用由雙極性管組成的h橋電路。用單片機(jī)控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；h橋電路保證了可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開(kāi)關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很高，是一種廣泛采用的調(diào)速技術(shù)。綜合3種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，決定選擇方案320。2.8 模式選擇模塊模式選擇模塊通過(guò)一個(gè)74ls00與非門(mén)和兩個(gè)不帶鎖按鈕來(lái)控制單片機(jī)的兩個(gè)中斷口，從而按動(dòng)按鈕來(lái)選擇小車(chē)走動(dòng)的路型、來(lái)選擇小車(chē)的速度是快速、中速、慢速；走完路程小車(chē)停止后還可以通過(guò)按鈕選擇想要在lcd上想看的信息，比如總時(shí)間、平均速度、總路程等。小車(chē)走動(dòng)的模式選擇

33、有：（1） 直線型：滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求，能穩(wěn)定的走完全程。之后按順序循環(huán)不斷的顯示走完全程所用的時(shí)間、走完高速區(qū)所用的時(shí)間和走完低速區(qū)所用的時(shí)間這三個(gè)時(shí)間；或者可以通過(guò)兩個(gè)按鈕以及l(fā)cd顯示的菜單選擇所要看的內(nèi)容如平均速度、全程距離以及那三個(gè)時(shí)間。（2） s型：滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的發(fā)揮部分的要求，小車(chē)能自動(dòng)的感應(yīng)到在前面或在后面鐵片，即第一次轉(zhuǎn)彎后若感應(yīng)到的是錯(cuò)誤的方向，則小車(chē)會(huì)后退自動(dòng)調(diào)整方向，沿著s型的鐵片走。當(dāng)走完s型鐵片后的一定時(shí)間里，小車(chē)自動(dòng)停止。之后自動(dòng)進(jìn)入菜單由我們自己選擇要看的內(nèi)容時(shí)間、平均速度和所走的距離。 （3）自動(dòng)型：小車(chē)先以一定的速度走完全程，之后再以一定的速度倒退回起點(diǎn)

34、，再調(diào)整速度在一定的時(shí)間內(nèi)走完全程。走完后lcd顯示的內(nèi)容與直線型顯示的內(nèi)容一樣21。兩個(gè)中斷口使用和感應(yīng)鐵片、感應(yīng)速度所使用的中斷口一樣，通過(guò)一個(gè)與非門(mén)和按鈕控制。原理圖如圖2.5所示：圖2.5 小車(chē)走動(dòng)的模式原理圖3 智能小車(chē)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 最小系統(tǒng)該系統(tǒng)主要用到的是單片機(jī)，所以主要的部分是最小系統(tǒng)。3.1.1 復(fù)位電路 89系列單片機(jī)與其他微處理器一樣，在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，使cpu及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從rst引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如rst引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周

35、期（24個(gè)振蕩周期），則cpu就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把pc初始化為0000h，使單片機(jī)從0000h單元開(kāi)始執(zhí)行程序。出了進(jìn)行系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也須按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)（rst）送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。為了方便系統(tǒng)和人工的操作方便快捷，我們采取上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位組合，其電路圖如圖3.

36、1所示25：圖3.1復(fù)位電路圖3.2.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) at89s52單片機(jī)與其他微機(jī)一樣，從flash rom中取指令過(guò)程中的各個(gè)微操作，都是按著節(jié)拍有序地工作的。就像一個(gè)交響樂(lè)團(tuán)演奏一首樂(lè)曲一樣，按著指揮棒的節(jié)拍進(jìn)行。at89s52單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)節(jié)拍發(fā)生器，即片內(nèi)的振蕩脈沖電路。所以時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種是外部時(shí)鐘方式。此設(shè)計(jì)選用內(nèi)部時(shí)鐘方式見(jiàn)下圖： 圖3.2 時(shí)鐘電路部分原理圖3.2.3 電

37、源電路在實(shí)際生產(chǎn)中，電壓大都是交流電220v，且不是很穩(wěn)定。而單片機(jī)要在電壓為5v的直流且穩(wěn)定的電源環(huán)境下才能正常工作，這就需要我們對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)化。其轉(zhuǎn)化示意圖如圖3.3：圖3.3 電源電路內(nèi)部轉(zhuǎn)化圖 首先，當(dāng)外接220v交流電源后，先通過(guò)整流電路，將交流電變換為直流電（稱(chēng)為ac/dc變換），這種變換的功率流向是由電源傳向負(fù)載。由于外界的信號(hào)輸入中有許多不穩(wěn)定的因素，要對(duì)電流進(jìn)行濾波，抑制和防止干擾，可以選擇使用兩個(gè)電容器，一個(gè)大電容，一個(gè)小電容，分別過(guò)濾掉高頻和低頻的干擾信號(hào)。整流后的直流信號(hào)的不穩(wěn)定性要求我們要對(duì)電源信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓， 我們選擇7805型集成穩(wěn)壓器。7805型集成穩(wěn)壓器屬于二端

38、固定式集成穩(wěn)壓器，該類(lèi)型穩(wěn)壓器是將取樣電阻、補(bǔ)償電容、保護(hù)電路、大功率調(diào)整管等都集成在同一芯片上，使整個(gè)集 成電路塊只有輸人、輸出和公共3個(gè)引出端，使用非常方便，且7805型集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是5v，符合單片機(jī)的要求工作電壓。其電源電路總電路如圖3.4所示24：圖3.4 電源電路圖3.2顯示電路本設(shè)計(jì)采用 lcd1602 顯示，其與單片機(jī)的連接方式如圖3.5所示。單片機(jī)的 p1 口與lcd1602 的連接。為了節(jié)省單片機(jī)管腳采用四線連接顯示，lcd1602 的 d0-d3 位未用，d4-d7位與單片機(jī)的 p1.4-p1.7 相連，e 與 p1.3 相連，r/w 與 p1.2 相連，rs 與

39、p1.1 相連。圖3.5 顯示電路3.3測(cè)量里程與速度電路本設(shè)計(jì)采用霍爾傳感器a4ee測(cè)量里程。a4ee集成霍爾開(kāi)關(guān)屬于開(kāi)關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（4.518v），其輸出的信號(hào)符合ttl電平標(biāo)準(zhǔn)。它由穩(wěn)壓器a、霍爾電勢(shì)發(fā)生器(即硅霍爾片)b、差分放大器c、施密特觸發(fā)器d和oc門(mén)輸出e五個(gè)基本部分組成。如圖3.6所示。在輸入端輸入電壓vcc，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差hv輸出，該hv信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到oc門(mén)輸出。當(dāng)施加的磁

40、場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓(相對(duì)于地電位)，使三極管導(dǎo)通，此時(shí)oc門(mén)輸出端輸出低電壓，通常稱(chēng)這種狀態(tài)稱(chēng)為開(kāi)。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使oc門(mén)輸出高電壓，這種狀態(tài)稱(chēng)為關(guān)。兩次電壓的變換，霍耳開(kāi)關(guān)就完成了一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作17。圖3.6 霍爾傳感器a4ee的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將霍爾元器件以一定方式裝成后，再將霍爾傳感器 h 的 1 腳和 3 腳間接 2k 的電阻，霍爾傳感器的使用原理如圖3.7所示。在非磁材料的車(chē)后輪上粘貼片磁鋼（n、s 磁極），將霍爾傳感器固定在小磁鋼（n、s磁極）附近，當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁鋼也跟著轉(zhuǎn)動(dòng),霍爾元件感應(yīng)到磁場(chǎng)的變化。若 n 極經(jīng)過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)，其輸出電

41、壓為正，則 s 極經(jīng)過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)，其輸出電壓為負(fù);反之，亦然。所以 n 極穿過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)產(chǎn)生正脈沖，s 極穿過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)產(chǎn)生負(fù)脈沖。每經(jīng)過(guò)一對(duì) n、s 極，就出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波或一對(duì)正、負(fù)方波。因此，汽車(chē)后輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾元件產(chǎn)生個(gè)脈沖，將其送入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)小汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)，轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的正負(fù)方波總長(zhǎng)度，即是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期 t。將其送入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，假設(shè)為 n,并設(shè)車(chē)輪的周長(zhǎng)為 l,通過(guò) s=n*l,就可以計(jì)算出小車(chē)在一段時(shí)間內(nèi)的距離，通過(guò) v=l/t,就可以計(jì)算出小車(chē)當(dāng)前的速度了。本設(shè)計(jì)選擇 p3.3口作為信號(hào)的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷 1，車(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈，霍爾開(kāi)關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片

42、機(jī)的中斷，從而對(duì)脈沖計(jì)數(shù)16。圖3.7 霍爾傳感器檢測(cè)電路3.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路使用最廣泛的就是 h 型全橋式驅(qū)動(dòng)電路。這種驅(qū)動(dòng)電路可以很方便實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的四象限運(yùn)行，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)。它的基本原理圖如圖3.8所示。圖3.8 h型全橋式驅(qū)動(dòng)電路全橋式驅(qū)動(dòng)電路的 4 只開(kāi)關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)，s1、s2 為一組，s3、s4 為另一組，兩組的狀態(tài)互補(bǔ)，一組導(dǎo)通則另一組必須關(guān)斷。當(dāng) s1、s2 導(dǎo)通時(shí)，s3、 s4 關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng) s3、s4 導(dǎo)通時(shí)，s1、s2 關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。當(dāng)全部導(dǎo)通時(shí)，

43、電機(jī)處于剎車(chē)狀態(tài)。當(dāng)全部關(guān)斷時(shí)，電機(jī)將自由滑行。其工作狀態(tài)表如表3.1所示。表3.1 電機(jī)工作狀態(tài)表狀態(tài)s1s2s3s4正轉(zhuǎn)1100反轉(zhuǎn)0011剎車(chē)1111滑行0000在本設(shè)計(jì)中用到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 l298n。pwm 輸出脈沖信號(hào)經(jīng)雙 h 橋功率驅(qū)動(dòng)電路 l298n后接至電機(jī)，控制小車(chē)運(yùn)動(dòng)。如圖3.9所示。l298n 芯片是一種高壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，其設(shè)計(jì)是為接受標(biāo)準(zhǔn) ttl 邏輯電平信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電感負(fù)載的。每個(gè) h 橋的下側(cè)橋臂晶體管發(fā)射極連在一起，其輸出腳（sensea 和 senseb）用來(lái)連接電流檢測(cè)電阻。vcc 接邏輯控制的電源。vs 為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。in1-in4 輸入引腳為標(biāo)準(zhǔn)

44、 ttl 邏輯電平信號(hào)，用來(lái)控制 h 橋的開(kāi)與關(guān)即實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，ena、enb 引腳則為使能控制端，用來(lái)輸入 pwm 信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速14。圖3.9 h型全橋式驅(qū)動(dòng)電路在本系統(tǒng)中用單片機(jī)的 p0 口用來(lái)輸出 pwm 波，控制轉(zhuǎn)向電機(jī)和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。每個(gè)電機(jī)需要兩個(gè)端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，分別用于電機(jī)的正反向選擇。p0 口每位的具體定義為：p0.0 和p0.1 用來(lái)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；p0.2 和 p0.3 用來(lái)控制左后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；p0.4 和 p0.5 用來(lái)控制右后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。4 智能小車(chē)軟件設(shè)計(jì)4.1智能小車(chē)運(yùn)行主程序流程圖 4.1主程序流程圖4.2 測(cè)量里程程序設(shè)計(jì)

45、當(dāng)霍爾傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)就使單片機(jī)中斷一次，并計(jì)數(shù)脈沖。因此，在該程序中，需要完成當(dāng)前行駛里程數(shù)累加操作，并將結(jié)果存入里程寄存器中。測(cè)量里程中斷程序流程圖如圖4.2所示。4.2中斷程序流程圖4.3語(yǔ)音控制流程圖4.3語(yǔ)音控制基本流程圖結(jié) 論 智能小車(chē)技術(shù)是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)，不僅在科學(xué)探測(cè)領(lǐng)域、還是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域；無(wú)論是在軍事上還是在我們的生活中，智能小車(chē)正在越來(lái)越發(fā)揮重要的作用。本論文需要設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線傳輸?shù)闹悄苄≤?chē)，實(shí)現(xiàn)了利用無(wú)線傳輸對(duì)智能巡航小車(chē)的基本數(shù)據(jù)（速度、行駛距離、位置信息等），在遠(yuǎn)端進(jìn)行監(jiān)視（液晶或者led上顯示）或者簡(jiǎn)單的控制。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成的工作有：在充

46、分考慮智能小車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用 at89s52 單片機(jī)作為小車(chē)的檢測(cè)和控制核心；采用金屬探測(cè)傳感器組成檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)小車(chē)在行駛中遇到金屬時(shí)改變速度并循跡前進(jìn)；采用霍爾元件a44e 檢測(cè)小車(chē)行駛速度和行駛里程；采用集成的語(yǔ)音識(shí)別芯片 rsc-364、射頻發(fā)送模塊 f05c 和編碼芯片 pt2262 組成語(yǔ)音無(wú)線遙控器，并且采用射頻接收模塊 j05c 和解碼芯片 pt2272 組成無(wú)線接收模塊。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)語(yǔ)音控制，小車(chē)能夠進(jìn)行三種行駛模式，并且遇到金屬路障可以自行減速行駛，當(dāng)小車(chē)停止行駛后，lcd輪流顯示小車(chē)行駛時(shí)間、行駛距離、平均速度以及各速度區(qū)行駛的時(shí)間。參考文獻(xiàn)1付煒.短距離無(wú)線

47、通訊中傳播特性理論研究及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù). 現(xiàn)代電子技術(shù), 2005，06：72董濤,劉進(jìn)英,蔣蘇等.基于單片機(jī)的智能小車(chē)的設(shè)計(jì)與制.電氣應(yīng)用，2007，26(7)：88-903蔣樹(shù)春. 無(wú)線射頻識(shí)別拓展新世界. 信息系統(tǒng)工程, 2001.124賈定宏，何智力，韋升俊.基于單片機(jī)的無(wú)線遙控小車(chē)研制. 硅谷，2010，1：475傅胤榮，許永策，董曉慶.一種會(huì)上下墻的智能爬墻小車(chē).中國(guó)專(zhuān)利：201692636u，2011-01-05.6陳懂，劉瑢?zhuān)鹗揽?智能小車(chē)的多傳感器數(shù)據(jù)融合.現(xiàn)代電子技術(shù), 2005，06：77張杰，舒志兵，張海榮. 基于計(jì)算機(jī)串口通信的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制. 電氣應(yīng)用，2007，26(7)：88-908陳華東，周健，蔣平. 自主式移動(dòng)機(jī)器人的無(wú)線控制實(shí)現(xiàn). 測(cè)控技術(shù)，2001，20(11)：45-479劉鑫，葛寶明. 基于單片機(jī)的雙步進(jìn)電機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì). 電氣應(yīng)用，2007，26(3)：65-6810孫增析，張?jiān)倥d，鄧志東.智能控制理論與技術(shù).北京:清華大學(xué)出版社，200411馮建農(nóng)，柳明，吳捷自主移動(dòng)機(jī)器人智能導(dǎo)航研究進(jìn)展機(jī)器人1997，19(6)：46847812章小兵，宋愛(ài)國(guó)地面移動(dòng)機(jī)器人研究現(xiàn)狀