『壹』 單片機簡易電子琴程序
22. 電子琴
1. 實驗任務
(1. 由4X4組成16個按鈕矩陣,設計成16個音。
(2. 可隨意彈奏想要表達的音樂。
2. 電路原理圖
圖4.22.1
3. 系統板硬體連線
(1. 把「單片機系統」區域中的P1.0埠用導線連接到「音頻放大模塊」區域中的SPK IN埠上;
(2. 把「單片機系統「區域中的P3.0-P3.7埠用8芯排線連接到「4X4行列式鍵盤」區域中的C1-C4 R1-R4埠上;
4. 相關程序內容
(1. 4X4行列式鍵盤識別;
(2. 音樂產生的方法;
一首音樂是許多不同的音階組成的,而每個音階對應著不同的頻率,這樣我們就可以利用不同的頻率的組合,即可構成我們所想要的音樂了,當然對於單片機來產生不同的頻率非常方便,我們可以利用單片機的定時/計數器T0來產生這樣方波頻率信號,因此,我們只要把一首歌曲的音階對應頻率關系弄正確即可。現在以單片機12MHZ晶振為例,例出高中低音符與單片機計數T0相關的計數值如下表所示
音符 頻率(HZ) 簡譜碼(T值) 音符 頻率(HZ) 簡譜碼(T值)
低1 DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860
#1 DO# 277 63731 中 5 SO 784 64898
低2 RE 294 63835 # 5 SO# 831 64934
#2 RE# 311 63928 中 6 LA 880 64968
低 3 M 330 64021 # 6 932 64994
低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030
# 4 FA# 370 64185 高 1 DO 1046 65058
低 5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085
# 5 SO# 415 64331 高 2 RE 1175 65110
低 6 LA 440 64400 # 2 RE# 1245 65134
# 6 466 64463 高 3 M 1318 65157
低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178
中 1 DO 523 64580 # 4 FA# 1480 65198
# 1 DO# 554 64633 高 5 SO 1568 65217
中 2 RE 587 64684 # 5 SO# 1661 65235
# 2 RE# 622 64732 高 6 LA 1760 65252
中 3 M 659 64777 # 6 1865 65268
中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283
下面我們要為這個音符建立一個表格,有助於單片機通過查表的方式來獲得相應的數據
低音0-19之間,中音在20-39之間,高音在40-59之間
TABLE: DW 0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0
DW 0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0
DW 0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0
DW 0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0
DW 0,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283,0,0
DW 0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0
DW 0
2、音樂的音拍,一個節拍為單位(C調)
曲調值 DELAY 曲調值 DELAY
調4/4 125ms 調4/4 62ms
調3/4 187ms 調3/4 94ms
調2/4 250ms 調2/4 125ms
對於不同的曲調我們也可以用單片機的另外一個定時/計數器來完成。
下面就用AT89S51單片機產生一首「生日快樂」歌曲來說明單片機如何產生的。
在這個程序中用到了兩個定時/計數器來完成的。其中T0用來產生音符頻率,T1用來產生音拍。
5. 程序框圖
貼不了.
7. C語言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsigned char temp;
unsigned char key;
unsigned char i,j;
unsigned char STH0;
unsigned char STL0;
unsigned int code tab[]={64021,64103,64260,64400,
64524,64580,64684,64777,
64820,64898,64968,65030,
65058,65110,65157,65178};
void main(void)
{
TMOD=0x01;
ET0=1;
EA=1;
while(1)
{
P3=0xff;
P3_4=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=0;
break;
case 0x0d:
key=1;
break;
case 0x0b:
key=2;
break;
case 0x07:
key=3;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}
P3=0xff;
P3_5=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=4;
break;
case 0x0d:
key=5;
break;
case 0x0b:
key=6;
break;
case 0x07:
key=7;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}
P3=0xff;
P3_6=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=8;
break;
case 0x0d:
key=9;
break;
case 0x0b:
key=10;
break;
case 0x07:
key=11;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}
P3=0xff;
P3_7=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=12;
break;
case 0x0d:
key=13;
break;
case 0x0b:
key=14;
break;
case 0x07:
key=15;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}
}
}
void t0(void) interrupt 1 using 0
{
TH0=STH0;
TL0=STL0;
P1_0=~P1_0;
}
根據自己的情況稍微改改就好了
『貳』 如何用單片機做流水燈
因為電路用單片機控制,所以電路非常簡潔。其電路原理圖見下圖,印製板圖如下圖所示。
電路的核心部分是AT89C2051單片機,前面提到它有Pl和P3兩組I/O口,我們這里只用到Pl口,共8個引腳。圖中Cl、R9組成典型的上電復位(即在加電時單片機復位)電路,XTAL、C2、C3與AT89C2051片內振盪電路組成時鍾振盪器。值得注意的是,C2、C3的容量不能與圖中數值偏差太大,否則可能引起不起振或振盪不穩定。XTAL的頻率可以在4-20MHz之間,不過,頻率的變化會導致程序運行速度的變化,這樣就需要調整延時子函數的參數。事實上,不調整參數亦可,只是此時延遲時間不再是1秒,其延遲時間會隨著XTAL頻率的降低而增加。
二、軟體部分
本程序包含兩個函數,一個是主函數,另一個是延時子函數。源程序如下(為了便於講解,我們為每行程序加上了編號):
程序各行作用如下:
00行:把AT89C2051的頭文件「AT89x051.H」包含進來。
01行:聲明Delay()延時子函數,該函數有一個無符號整型參數k,同時函數前面的void表明函數不返回函數值。
02行:延時子函數的開始,同時聲明兩個無符號整型變數i和j。
不過請注意,這里沒有象上期的程序一樣,把表示函數開始的「{」單獨成行,而是把下一行寫在一起了。事實上,寫C程序的時候,可以把多行寫作一行,C編譯器只要遇到分號就認為是一行語句的結束。
當然,我們不能因為C程序有這個特點,就隨意把多行合作一行書寫,實際書寫C程序的時候,還是要養成良好的程序書寫習慣,按照約定俗成的原則來書寫。
03行:聲明for()循環。這個循環的初始條件是i=0,終止條件是i<k,循環計數是每循環一次,用手計數的變數i加1。因此,這個循環的循環次數就是k次。這樣,只要改變k的值(即改變Delay()延時子函數的參數k的值),就可以很容易地控制循環次數,從而獲得不同的延時時間。
04行:聲明嵌套在03循環中的一個新的for()循環,這個循環與上一個循環相似,其循環次數是120次。本循環與上一個循環嵌套後,使得總的循環次數達120×k次。
05行:第一個分號,表示L條空語句,佔用一個機器時間,以實現延時的目的。後面的兩個「}」中,第一個「}」是04行for()循環的結束標志,程序遇到它時,將自動返回04行,使用於循環計數的變數j加1,同時判斷j是否小於120,如果否,則轉入05行;第二個是03行for()循環的結束標志,程序遇到它則會返回03行
『叄』 單片機控制一個5V直流玩具馬達,用繼電器
你好,單片機控制5v小馬達可以不用繼電器的,你可以選擇用橋式放大電路。典型的晶元有
L9110,約2元一片,輸出電流為800mA(MAX),能驅動一直馬達的正反轉;
ULN2003,約1元一片,輸出電流為200mA(MAX),能驅動兩只馬達的正反轉;
『肆』 我想要用單片機來實現控制遙控車,思路是這樣:我已經買了一個遙控玩具汽車,有一個遙控器可以控制..
想法不錯,但是你得先去了解中國遙控器是怎樣工作的;
就是說是另做一個遙控器更合理,還是只能在此遙控器上進行改進;
至於是否需要單片機,那是後話;
『伍』 我是做電子單片機方面編程的軟體工程師,想給我家女兒(8個月大)做個玩具,希望大家可以給點建議,謝謝!
孩子太小了,你做出來給她玩,她也不一定懂得怎麼玩啊
小孩子玩玩皮球,娃娃什麼的就行了
等她大一些了,再做的機器給她玩吧
『陸』 單片機做一個玩具,怎麼來放大音頻信號,我有一個4W 4歐的喇叭,用什麼功放來驅動才能得到最大的聲音
做一個功放,可以使用集成的,比如LM386,也可以自己使用三極體搭建,比如甲乙類推挽功放電路
『柒』 製作一輛遙控玩具車需要用哪種類型的單片機
單片機和遙控玩具沒有必然的關聯,遙控是由發射機發出指令,車上的接收機收到指令後控制伺服去執行。
若是自主運動的小車,那就需要單片機了,單片機讀取感測器信息(位置、方向、速度、障礙距離等),再根據預定程序去控制執行機構(馬達正反轉、速度、方向等)。
電腦和單片機直接採用無線通信。
指定相應的通訊協議,實現小車的行走,轉彎,停止等
單片機的埠,接到小車的控制器上面。
單片機(Microcontrollers)是一種集成電路晶元,是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統,在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代,由當時的4位、8位單片機,發展到現在的300M的高速單片機。
『捌』 單片機 自製一個單片機最小系統,包括串口下載、復位電路,
1個位元組的壓縮BCD碼(2位)指的是用1個位元組(8位)二進制數來表位二位十進制數
每位十進制數佔4位 可表示0范圍到15, 但舍棄10-15的無效數據
這樣原本可以表示0到255的數,現在只能表示0到99
分離也很簡單,假設這個BCD數存於變數A中,個位就是 A&0X0F
十位就 是(A>>4)&0X0F 或直接(A>>4) 高4位被補0了
『玖』 這是什麼單片機我看到有個會跳舞唱歌的玩具狗。拆開看到有一個很小的電路板。只有1/4個手掌那麼大。
朋友,
很多單片機都可以通過編程做一個跳舞唱歌的玩具狗。而且大規模生產時,通常不用單片機,只用具有固定功能的晶元。如果是單片機,單片機其實很好辨認的,上面都會寫著單片機的型號!!
『拾』 單片機 智能小車 課程設計
智能小車的設計與製作
摘要:本課題組設計製作了一款具有智能判斷功能的小車,功能強大。小車具有以下幾個功能:自動避障功能;尋跡功能(按路面的黑色軌道行駛);趨光功能(尋找前方的點光源並行駛到位);檢測路面所放置的鐵片的個數的功能;計算並顯示所走的路程和行走的時間,並可發聲發光。作品可以作為高級智能玩具,也可以作為大學生學習嵌入式控制的強有力的應用實例。
作品以兩電動機為主驅動,通過各類感測器件來採集各類信息,送入主控單元AT89S52單片機,處理數據後完成相應動作,以達到自身控制。電機驅動電路採用高電壓,高電流,四通道驅動集成晶元L293D。其中避障採用紅外線收發來完成;鐵片檢測部分採用電感式接近開關LJ18A3-8-Z/BX檢測;黑帶檢測採用紅外線接收二極體完成;趨光部分通過3路光敏二極體對光源信號的採集,再經過ADC0809轉化為數字信號送單片機處理判別方向。由控制單元處理數據後完成相應動作,實現了無人控制即可完成一系列動作,相當於簡易機器人。
關鍵字:智能控制 蔽障 紅外線收發 尋跡行駛 趨光行駛
1.總體方案論證與比較
方案一:採用各類數字電路來組成小車的控制系統,對外圍避障信號,黑帶檢測信號,鐵片檢測信號,各路趨光信號進行處理。本方案電路復雜,靈活性不高,效率低,不利於小車智能化的擴展,對各路信號處理比較困難。
方案二:採用ATM89S52單片機來作為整機的控制單元。紅外線探頭採用市面上通用的發射管與及接收頭,經過單片機調制後發射。鐵片檢測採用電感式接近開關LJ18A3-8-Z/BX檢測,黑帶採用光敏二極體對光源信號採集,再經過ADC0809轉化為數字信號送到單片機系統處理。此系統比較靈活,採用軟體方法來解決復雜的硬體電路部分,使系統硬體簡潔化,各類功能易於實現,能很好地滿足題目的要求。
比較以上兩種方案的優缺點,方案二簡潔、靈活、可擴展性好,能達到題目的設計要求,因此採用方案二來實現。方案二的基本原理如圖1所示。
圖1 智能車運行基本原理圖框圖
避障部分採用紅外線發射和接受原理。鐵片檢測採用電感式接近開關LJ18A3-8-Z/BX檢測,產生的高低電平信號經過處理後,完成相應的記錄數目,驅動蜂鳴器發聲。黑帶尋跡依靠安裝在車底部左右兩個光敏二極體對管來對地面反射光感應。尋光設計在小車前端安裝3路(左、中、右)光敏電阻對光源信號採集,模擬信號經過ADC0809轉化為數字信號送到MCU處理。記程通過在車輪上安裝小磁塊,再用霍爾管感應產生計數脈沖。記時由軟體實現,顯示採用普通七段LED。此系統比較靈活,採用軟體方法來解決復雜的硬體電路部分,使系統硬體簡潔化,各類功能易於實現
2.模塊電路設計與比較
1) 避障方案選擇
方案一:採用超聲波避障,超聲波受環境影響較大,電路復雜,而且地面對超聲波的反射,會影響系統對障礙物的判斷。
方案二:採用紅外線避障,利用單片機來產生38KHz信號對紅外線發射管進行調制發射,發射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來,紅外線接收管對反射回來信號進行解調,輸出TTL電平。外界對紅外信號的干擾比較小,且易於實現,價格也比較便宜,故採用方案二。
紅外線發射接受電路原理圖如圖2所示。
採用紅外線避障方法,利用一管發射另一管接收,接收管對外界紅外線的接收強弱來判斷障礙物的遠近,由於紅外線受外界可見光的影響較大,因此用250Hz的信號對38KHz的載波進行調制,這樣減少外界的一些干擾。 接收管輸出TTL電平,有利於單片機對信號的處理。採用紅外線發射與接收原理。利用單片機產生38KHz信號對紅外線發射管進行調制發射,發射距離遠近由RW調節,本設計調節為10CM左右。發射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來,紅外線接收管對反射回來信號進行解調,輸出TTL電平。利用單片機的中斷系統,在遇障礙物時控制電機並使小車轉彎。由於只採用了一組紅外線收發對管,在避障轉彎方向上,程序採用遇障礙物往左拐方式。如果要求小車正確判斷左轉還是右轉,需在小車側邊加多一組對管。外界對紅外信號的干擾比較小,性價比高。 。調試時主要是調制發射頻率為接收頭能接收的頻率,採用單片機程序解決。發射信號強弱的調節,由可調精密電阻調節。
圖2 紅外線發射接受電路原理圖
2)檢測鐵片方案選擇
方案一:採用電渦流原理自製的感測器,取才方便,但難以調試,輸出信號也不可靠,成功率比較低,難以准確輸出感測信息。
方案二:採用市面易購的電感式接近開關,本系統採用市面比較通用LJ18A3-8-Z/BX來完成鐵片檢測的任務。雖然電感式接近開關占的體積大,對本是可以接受,且輸出信號較可靠,穩定性好,受外界的干擾小,故採用方案二。
檢測鐵片電路原理圖如圖3所示。
圖3 檢測鐵片電路原理圖
3)聲音提示
方案一:採用單片機產生不同的頻率信號來完成聲音提示,此方案能完成聲音提示功能,給人以提示的可懂性比較差,但在一定程度上能滿足要求,而且易於實現,成本也不高,我們出自經費方面考慮,採用方案一。
方案二:採用DS1420可分段錄放音模塊,能夠給人以直觀的提示,但DS1420錄放音模塊價格比較高,也可以採用此方案來處理,但方案二性價比不如方案一。
4)黑帶檢測方案選擇
方案一:採用發光二極體發光,用光敏二極體接收。由於光敏二極體受可見光的影響較大,穩定性差。
方案二:利用紅外線發射管發射紅外線,紅外線二極體進行接收。採用紅外線發射,外面可見光對接收信號的影響較小,再用射極輸出器對信號進行隔離。本方案也易於實現,比較可靠,因此採用方案二。黑帶檢測電路圖如圖4所示。
輸出信號進入74LS02。穩定性能得到提升。當小車低部的某邊紅外線收發對管遇到黑帶時輸入電平為高電平,反之為低電平。結合中斷查詢方式,通過程序控制小車往哪個方向行走。電路中的可調電阻可調節靈敏度,以滿足小車在不同光度的環境光中能夠尋跡。由於接收對管裝在車底,發射距離的遠近較難控制,調節可調電阻,發現靈敏度總是不盡人意,最後採用在對管上套一塑料管,屏蔽外界光的影響,靈敏度大幅提升。再是轉彎的時間延遲短長控制。
圖4 黑帶檢測電路圖
3)計量路程方案
方案一:利用紅外線對射方式,在小車的車輪開一些透光孔來計量車輪轉過圈數,從而間接地測量路程。
方案二:利用霍爾元件來對轉過的車輪圈數來計程,在車輪子上裝小磁片,霍爾元件靠近磁片一次計程為車輪周長。此方案感測的信號強, 電路簡單,但精度不高。
如果想達到一定的計量精度,用霍爾感測元件比較難以實現,因為在車輪上裝一定量的小磁片會相互影響,而利用紅外線對射方式不會影響各自的脈沖,可達到厘米的精度,因此採用方案一來實現。計量路程示意圖見圖5。
通過計算車輪的轉數間接測量距離,利用了霍爾元件感應磁塊產生脈沖的原理,再對脈沖進行計數。另可採用紅外線原理提高記程精度,其方法為在車輪均勻打上透光小孔,當車輪轉動時,紅外光透射過去,不斷地輸出脈沖,通過單片機對脈沖計數,再經過一個數據的處理過程,這樣就可把小車走過的距離計算出來,小孔越多,計數越精密。
圖 5 計量路程示意圖
3)智能車驅動電路
方案一:採用分立元件組成的平衡式驅動電路,這種電路可以由單片機直接對其進行操作,但由於分立元件佔用的空間比較大,還要配上兩個繼電器,考慮到小車的空間問題,此方案不夠理想。
方案二:因為小車電機裝有減速齒輪組,考慮不需調速功能,採用市面易購的電機驅動晶元L293D,該晶元是利用TTL電平進行控制,對電機的操作方便,通過改變晶元控制端的輸入電平,即可以對電機進行正反轉操作,很方便單片機的操作,亦能滿足直流減速電機的要求。智能車驅動電路實現如圖6所示。
圖6 智能車驅動電路
小車電機為直流減速電機,帶有齒輪組,考慮不需調速功能,採用電機驅動晶元L293D。L293D是著名的SGS公司的產品。為單塊集成電路,高電壓,高電流,四通道驅動,設計用來接收DTL或者TTL邏輯電平,驅動感性負載(比如繼電器,直流和步進馬達),和開關電源晶體管。內部包含4通道邏輯驅動電路。其額定工作電流為1A,最大可達1.5A,Vss電壓最小4.5V,最大可達36V;Vs電壓最大值也是36V,經過實驗,Vs電壓應該比Vss電壓高,否則有時會出現失控現象。表1是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關系。
表1 引腳和輸出引腳的邏輯關系
EN A(B) IN1(IN3) IN2(IN4) 電機運行情況
H H L 正轉
H L H 反轉
H 同IN2(IN4) 同IN1(IN3) 快速停止
L X X 停止
L293D可直接的對電機進行控制,無須隔離電路。通過單片機的I/O輸入改變晶元控制端的電平,即可以對電機進行正反轉,停止的操作,非常方便,亦能滿足直流減速電機的大電流要求。調試時在依照上表,用程序輸入對應的碼值,能夠實現對應的動作,調試通過。
3) 尋找光源功能
方案一:在小車前面裝上幾個光電開關,通過不同方向射來的光使光電開關工作,從而對小車行駛方向進行控制,根據光電開關特性,只有當光達到一定強度時才能夠導通,因此帶有一定的局限性。
方案二:在小車前面裝上參數一致的光敏二極體或者光敏電阻,再通過A/D轉換電路轉換成數字量送入單片機,單片機再對讀入的幾路數據進行存儲、比較,然後發出命令對外圍進操作。對方案一、二進行比較,方案二硬體稍為復雜,但能夠對不同強度的光進行採集以及比較,操作靈活,所以採用方案二。
尋找光源電路圖如圖7所示。
圖7 尋找光源電路圖
3)顯示部分
方案一:採用LCD顯示,用單片機可實現顯示數據,但顯示亮度和字體大小在演示時不盡人意,價格也比較昂貴。
方案二:採用LED七段數碼管,採用經典電路解碼和驅動,電路結構簡單,並且可以實現單片機I/O口的並用,顯示效果直觀,明亮,調試容易。故採用LED數碼管顯示。
4)顯示電路如圖8所示。
圖8 顯示電路
3. 系統原理及理論分析
1) 單片機最小系統組成
單片機系統是整個智能系統的核心部分,它對各路感測信號的採集、處理、分析及對各部分整體調整。主要是組成是:單片機AT89S52、模數轉換晶元ADC0809、小車驅動系統晶元L293D、數碼管顯示的解碼晶元74LS47、74LS138及各路的感測器件。
2)避障原理
採用紅外線避障方法,利用一管發射另一管接收,接收管對外界紅外線的接收強弱來判斷障礙物的遠近,由於紅外線受外界可見光的影響較大,因此用250Hz的信號對38KHz的載波進行調制,這樣減少外界的一些干擾。 接收管輸出TTL電平,有利於單片機對信號的處理。
3)計程原理
通過計算車輪的轉數間接測量距離,在車輪均勻打上透光小孔,當車輪轉動時,紅外光透射過去,不斷地輸出脈沖,通過單片機對脈沖計數,再經過一個數據的處理過程,這樣就可把小車走過的距離計算出來。
4)黑帶檢測原理
利用光的反射原理,當光線照射在白紙上,反射量比較大,反之,照在黑色物體上,由於黑色對光的吸收,反射回去的量比較少,這樣就可以判斷黑帶軌道的走向。由於各路感測器會對單片機產生一定的干擾,使信號發生錯誤。因此,採用一級射極輸出方式對信號進行隔離,這樣系統對信號的判斷就比較准確。
4. 系統程序設計
用單片機定時器T0產生38KHz的方波,再用定時器T1產生250Hz的方波對38KHz方波進行調制。為了提高小車反應靈敏度,對紅外線接收信號及黑帶檢測信號都採用中斷法來處理。用定時方法對鐵片檢測、計量路程、倒車、拐彎及數碼管動態掃描進行處理。
主程序流程圖見圖9,各子程序圖見圖10、圖11、圖12。
圖9 主程序流程圖
圖 10 外部中斷0服務子程序
圖 11 外部中斷1服務子程序
圖12 定時器1中斷子程序
6.調試及性能分析
整機焊接完畢,首先對硬體進行檢查聯線有無錯誤,再逐步對各模塊進行調試。首先寫入電機控制小程序,控制其正反轉,停機均正常。加入避障子程序,小車運轉正常,調整靈敏度達最佳效果。加入顯示時間子程序,顯示正常。鐵片檢測依靠接近開關,對檢測信號進行處理並實時顯示和發出聲光信息,無異常狀況。路程顯示部分是對霍爾管脈沖進行計數,為了盡量達到精確,車輪加裝小磁片。接著對黑帶檢測模塊調試,發現有時小車會跑出黑帶,經判斷是因為紅外線收發對管靈敏度不高,調整靈敏度後仍然達不到滿意效果,疑是受環境光影響,利用塑料套包圍紅外線收發後問題解決。趨光電路主要由三個光敏電阻構成,調整三個光敏電阻的角度同時測試軟體,以最佳效果完成趨光功能。
整機綜合調試,上電後對系統進行初始化,接著控制電機使小車向前行駛,突然發現系統即刻進入外部中斷1,重復多次測試,結果都是自動進入該中斷。推斷是由剛上電時電機起動所引起,為了避免上電瞬間的影響,在啟動小車後延時幾毫秒,再開外部中斷,結果問題解決。允許的話應採用雙電源供電,即電機和電路應分開供電,L293D與單片機之間採用隔離信號控制。這樣就不會出現小車啟動時程序出錯和數碼管顯示閃動的問題。在計程精度上,可用紅外線原理獲得較高精度。
7.結論
通過各種方案的討論及嘗試,再經過多次的整體軟硬體結合調試,不斷地對系統進行優化,智能小車能夠完成各項功能到達車庫。
8.參考文獻
《單片機應用技術》
《周立功單片機》
《單片機原理與應用》
《8051單片機程序設計與實例》
《MCS-51單片機實驗指導》