.單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表設(shè)計(jì)課題 ： 自動(dòng)避障小車(chē) 學(xué)院名稱 ： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 自動(dòng)1105 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 31-630 設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：成績(jī): 簽名： 年 月 日.單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì) 課程設(shè)計(jì)名稱： 自動(dòng)避障小車(chē) 專 業(yè) 班 級(jí) ： 自動(dòng)1105 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 31-630 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 單片機(jī)系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)題 目自動(dòng)避障小車(chē)課題性質(zhì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)課題來(lái)源自擬指導(dǎo)教師主要內(nèi)容（參數(shù)）利用增強(qiáng)版51MCU設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)避障小車(chē)，實(shí)現(xiàn)以下功能：1、自主判別障礙，自動(dòng)避開(kāi)障礙；2、識(shí)別出多障礙區(qū)和空曠區(qū)；3、能在空曠區(qū)快速行進(jìn)，在多障礙區(qū)適當(dāng)速度行進(jìn)。任務(wù)要求（進(jìn)度）第1天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第2-5天：按照確定的方案設(shè)計(jì)電路。畫(huà)出總體電路圖，而且選好各個(gè)元件的參數(shù)、數(shù)量類型。然后由原理圖生成PCB，用熱轉(zhuǎn)印法腐蝕這個(gè)電路板。 第6-7天：構(gòu)建硬件系統(tǒng)，并且測(cè)試確認(rèn)都可以正常工作。之后完成機(jī)械部分和硬件部分的搭建。第8-11天：編寫(xiě)程序，設(shè)計(jì)軟件，并且開(kāi)始撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。第12-13天：整體調(diào)試，逐步完善。第14天：完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。主要參考資料【1】張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004【2】單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例清華大學(xué)出版社【3】 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)200例【4】單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用李華軍，電子工業(yè)出版社審查意見(jiàn)系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目 錄1概述41.1研究背景41.2設(shè)計(jì)思想及基本功能42總體方案設(shè)計(jì)42.1方案論證42.2系統(tǒng)框圖52.3總體方案設(shè)計(jì)63硬件電路設(shè)計(jì)73.1電源電路83.2晶振電路93.3復(fù)位電路103.4鍵盤(pán)電路103.5顯示電路113.6超聲波測(cè)距電路123.7舵機(jī)電路133.8電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路143.9電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電路133.10設(shè)計(jì)PCB和腐蝕電路板144系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)164.1分模塊程序設(shè)計(jì)174.2主程序設(shè)計(jì)205系統(tǒng)調(diào)試226總結(jié)22參考文獻(xiàn)：23附錄A硬件電路圖24附錄B 源程序251概述1.1研究背景科技的發(fā)展趨勢(shì)之一就是讓幾乎所有的東西具有一定的智能。這樣的智能一方面可以避免人的復(fù)雜性帶來(lái)的錯(cuò)誤，另一方面，作為人的能力的延伸，快速、便捷地適應(yīng)環(huán)境。本文研究的超聲波自動(dòng)避障小車(chē)，就是讓小車(chē)具有一定的智能，可以作為有人駕駛車(chē)輛的一部分，幫助司機(jī)及早發(fā)現(xiàn)司機(jī)還未覺(jué)察的危險(xiǎn)。另外，可以應(yīng)用在無(wú)人控制系統(tǒng)里，代替人類完成信息接收、處理和判斷。那么這樣它還有更廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。這個(gè)月我國(guó)嫦娥三號(hào)載著玉兔號(hào)月球車(chē)踏上了月球，已經(jīng)開(kāi)始探索活動(dòng)。玉兔號(hào)月球車(chē)可以自動(dòng)尋找有價(jià)值的目標(biāo)，自動(dòng)避開(kāi)障礙物，自動(dòng)尋找最優(yōu)路徑等等，這些功能在原理上都差不多，只是所用儀器以及控制算法的不同。1.2設(shè)計(jì)思想及基本功能小車(chē)設(shè)計(jì)的基本思路是：不斷掃描前方180左右的水平面內(nèi)的物體，根據(jù)反饋的距離和方位信息確定前方的地形是開(kāi)闊還是多障礙。然后根據(jù)這些信息通過(guò)路徑最優(yōu)算法選擇前進(jìn)方向。小車(chē)的基本功能是識(shí)別空曠區(qū)和多障區(qū)；自動(dòng)避開(kāi)障礙物；能夠在空曠區(qū)快速行駛。2總體方案設(shè)計(jì)2.1方案論證首先是測(cè)距方案：方案一：激光測(cè)距優(yōu)點(diǎn)：測(cè)速快，適應(yīng)范圍廣，精確；不過(guò)相對(duì)于自動(dòng)避障小車(chē)系統(tǒng)，有點(diǎn)大材小用。激光測(cè)距是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的測(cè)距，一般進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)距比較精確。如是近距離激光測(cè)距，必須要涉及到微小時(shí)間測(cè)量，51MCU無(wú)法勝任。因此激光測(cè)距方案否定。方案二：超聲波測(cè)距優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，便于與MCU聯(lián)機(jī)工作。測(cè)量范圍從5CM到幾百米的距離內(nèi)精度在毫米級(jí)。盡管它測(cè)量的是點(diǎn)到面的距離，但是定向性滿足本小車(chē)系統(tǒng)的要求。而且，數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單?？梢钥紤]。方案三:雷達(dá)測(cè)距不太現(xiàn)實(shí)，受到本人技術(shù)水平限制，無(wú)法駕馭雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)，此外，雷達(dá)應(yīng)用于較大范圍的測(cè)量和監(jiān)控，如果用于本小車(chē)，同樣涉及到微小時(shí)間測(cè)量，以及雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，51MCU難以勝任。否定！方案四：紅外線測(cè)距優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)難度低，數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，但是測(cè)量開(kāi)關(guān)信號(hào)比較好，測(cè)量連續(xù)信號(hào)不夠準(zhǔn)確。測(cè)量的精度有點(diǎn)低。因此不是一種較好的測(cè)距方法。綜合各因素，選用超聲波測(cè)距。其次是微控制器的選擇：可選的微控制器有：系列的STC89C52RC、STC12C5A60S2；公司的MSP430G2553；飛思卡爾的MC9S12XS128MAL；意法的STM32F407-Discovery；（這些玩兒過(guò)一點(diǎn)，而且最小系統(tǒng)板手邊都有）根據(jù)本系統(tǒng)的需求，需要兩路同頻率（50hz）的PWM控制兩個(gè)舵機(jī)、一路PWM頻率約幾千赫茲控制電機(jī)、三個(gè)個(gè)定時(shí)器做脈沖捕捉、至少兩個(gè)外部中斷輸入、一個(gè)并行6800總線接口。除了系列的兩款，其他一片足以勝任。而且對(duì)于意法的F407顯得大材小用。飛思卡爾的S12比較合適；TI的G2553的引腳有點(diǎn)少（20個(gè)），外圍電路設(shè)計(jì)的會(huì)復(fù)雜一點(diǎn)，成本也會(huì)高一點(diǎn)。60S2用兩片比較合適； 用89C52比較麻煩，兩片也不夠。根據(jù)個(gè)人能力，以及時(shí)間和進(jìn)度方面考慮選用60S2,60S2呢，它的資源有：完全兼容51 的兩個(gè)定時(shí)器T0、T1和兩個(gè)外部中斷；兩路擁有獨(dú)立波特率的串行口；一個(gè)PCA定時(shí)器，可產(chǎn)生兩路同頻的PWM；八個(gè)10位精度的AD 轉(zhuǎn)換通道; 一個(gè)硬件SPI接口。2.2系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)框圖如圖2.2所示圖2.2系統(tǒng)框圖2.3 總體方案設(shè)計(jì)兩片60S2一個(gè)做主機(jī)，一個(gè)做從機(jī)，通過(guò)串行口通信，傳遞數(shù)據(jù)。主機(jī)用到的功能有：()、定時(shí)器T1和外部中斷INT1，作用是：測(cè)脈寬，用到的IO是P33；P20作為超聲波測(cè)距模塊的觸發(fā)功能引腳；()、定時(shí)器T0和PCA產(chǎn)生兩路同頻率的PWM，作用是：T0的溢出率作為PCA的計(jì)數(shù)脈沖產(chǎn)生50HZ的PWM控制兩路舵機(jī)。使用T0作為PCA的時(shí)鐘源，可以通過(guò)改變T0的溢出率改變輸出的頻率。用到的IO是P13和P14；()、外部中斷INT0接一個(gè)按鍵。()、串口一使用獨(dú)立波特率發(fā)生器,與從機(jī)通P30和P31；()、并行數(shù)據(jù)接口：P0口作為6800并行總線的數(shù)據(jù)總線P27、P26和P25作為控制總線，分別為：EN（總使能）、RW（讀寫(xiě)控制）、CD（命令數(shù)據(jù)控制）；地址總線CS接地，一直處于選通狀態(tài)。從機(jī)用到的功能：()、串行口一使用獨(dú)立波特率發(fā)生器P30和P31與主機(jī)通訊；()、PCA產(chǎn)生一路PWM，P12共同控制電機(jī)速度。()、定時(shí)器T0和T1作為編碼器脈沖計(jì)數(shù)和測(cè)脈寬使用，測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。3硬件電路設(shè)計(jì)首先是單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖3.1、3.2所示圖3.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng) 圖3.2 單片機(jī)的最小系統(tǒng) 然后是各個(gè)模塊電路：3.1電源電路本系統(tǒng)由7.5V可充電電池供電，由開(kāi)關(guān)電源LM2596轉(zhuǎn)換成5V電壓給單片機(jī)和測(cè)距模塊供電。出于對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和成本的考慮，選用了開(kāi)關(guān)電源模塊作為轉(zhuǎn)換電路。電源部分電路如圖3.3 圖3.3 電源部分電路圖3.4 電源模塊實(shí)物 3.2晶振電路雖然60S2內(nèi)部有RC振蕩電路作為時(shí)鐘電路的輸入源，但是外部連接一個(gè)無(wú)源晶振電路，可以使單片機(jī)的時(shí)鐘頻率更穩(wěn)定，因而工作更可靠。電路參數(shù)：四個(gè)電容均為22PF，作為石英晶振頻率的微調(diào)。石英晶振的頻率為12MHZ。3.3復(fù)位電路復(fù)位電路是單片機(jī)必不可少的基本電路，在調(diào)試階段，可以按下復(fù)位按鍵，使復(fù)位引腳保持兩個(gè)機(jī)器周期的低電平，就可以使單片機(jī)內(nèi)部所有電路初始化。電路參數(shù)：電容1UF只要保證電容的時(shí)間常數(shù)大于兩個(gè)機(jī)器周期即可。電阻值為1K歐。3.4鍵盤(pán)電路鍵盤(pán)電路如圖3.5所示圖3.5鍵盤(pán)電路可以利用外部中斷法或查詢法檢測(cè)按鍵是否按下。這里都采用外部中斷的方法檢測(cè)。3.5顯示電路 顯示電路如圖3.6所示圖3.6顯示電路采用1603液晶屏顯示數(shù)字和字符。1603與1602的硬件接口完全一樣。不同之處在于1603的RAM區(qū)的內(nèi)容可以全部同時(shí)顯示在屏幕上，沒(méi)有屏幕內(nèi)容的位移切換?？梢燥@示四行。狀態(tài)指示燈如圖3.7所示圖3.7 狀態(tài)指示燈這幾個(gè)LED燈是作為狀態(tài)指示用的，方便調(diào)試。3.6超聲波測(cè)距電路 超聲波測(cè)距模塊如圖3.8所示 圖3.8超聲波測(cè)距模塊這是超聲波模塊的接口電路。這個(gè)超聲波的工作原理是：(1)采用 IO 觸發(fā)測(cè)距，給至少 10us 的高電平信號(hào);(2)模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40khz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；(3)有信號(hào)返回，通過(guò) IO 輸出一高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是(4)超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S)/2;超聲波模塊測(cè)距工作時(shí)序圖：觸發(fā)信號(hào)（由單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)寬度大于10US的高脈沖，觸發(fā)模塊工作一次）：_|_|模塊內(nèi)部發(fā)出的信號(hào)（循環(huán)發(fā)出8個(gè)40KHZ的脈沖）：_|_|_|_|_|_|_|_|_輸出回響信號(hào)（回響信號(hào)的高電平持續(xù)時(shí)間正比于檢測(cè)的距離）：_|_3.7舵機(jī)電路 舵機(jī)電路如圖3.9所示圖3.9舵機(jī)電路舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。舵機(jī)接口是信號(hào)線、電源正、地。信號(hào)線一般可以直接接到單片機(jī)的IO上，但是接多了就不行了，電流太大。這里用了一級(jí)三極管驅(qū)動(dòng)。通常用的這種舵機(jī)，控制信號(hào)是一個(gè)周期為20ms占空比在2.5%12.5%之間的PWM信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)舵機(jī)的控制角為0180之間。舵機(jī)本身有反饋調(diào)節(jié)，因此，單片機(jī)給出一個(gè)占空比，舵機(jī)就到某一個(gè)角度。3.8電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖3.10所示 圖3.10電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)的控制采用的是L298N全橋驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路如圖3.11所示 圖3.11 驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)正反轉(zhuǎn)原理：IO： _|電流流向： PWM： |_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_ |假設(shè)此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)| 該時(shí)刻電機(jī)反轉(zhuǎn)|3.9電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電路 電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電路如圖3.12所示圖3.12電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量電路編碼器輸出信號(hào)：AB兩相輸出矩形正交脈沖，電路輸出為NPN集電極開(kāi)路輸出型，此種輸出類型可以和帶內(nèi)部上拉電阻的單片機(jī)。接線方式：黃=A相，藍(lán)=B相，紅=Vcc正電源，黑=V0地。 編碼器輸出信號(hào)圖如圖3.13所示圖3.13信號(hào)圖3.10設(shè)計(jì)PCB和腐蝕電路板這是原始的PCB圖和單面的腐蝕電路板，紅色的TOPLAYER層作為跳線。PCB如圖3.14所示圖3.14 PCB圖圖3.15 打印PCB負(fù)片圖圖3.16 腐蝕效果圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主程序的流程圖如圖4.1所示。圖4.1主程序流程圖主程序流程說(shuō)明：電路主要分為以下幾個(gè)部分，分別是電源部分、顯示部分、按鍵部分、步進(jìn)電機(jī)控制部分、超聲波檢測(cè)模塊、舵機(jī)模塊、單片機(jī)主控器件部分，各部分具有不同的子程序。系統(tǒng)初始化流程如圖4.2所示： 圖4.2 系統(tǒng)初始化流程圖4.1分模塊程序設(shè)計(jì)4.1.1鍵盤(pán)程序 小車(chē)系統(tǒng)需要的按鍵不多，有兩個(gè)，采用中斷法。在系統(tǒng)中的作用是啟動(dòng)小車(chē)。4.1.2舵機(jī)驅(qū)動(dòng)程序和電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序控制原理部分在敘述硬件時(shí)已介紹。這里說(shuō)說(shuō)具體怎么實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)生50HZ的PWM控制舵機(jī)：時(shí)鐘頻率Fosc=11059200HZ,定時(shí)器T0的溢出率Ft0作為PCA定時(shí)器的時(shí)鐘輸入。60S2工作在51模式下。設(shè)TO的初值為X，自動(dòng)重裝模式，T0、PCA均無(wú)中斷。計(jì)算方法為：X*(12/Fosc)*256=0.02s可以得出X=72，TH0=0xB7。再計(jì)算占空比：PCA的中心計(jì)數(shù)器每（72*12/Fosc）秒記一個(gè)數(shù)，記256個(gè)數(shù)（即一個(gè)八位計(jì)數(shù)器）溢出再?gòu)牧汩_(kāi)始。比較寄存器的取值是：256*0.025和256*0.125之間，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角在0到180度。在實(shí)際情況下，舵機(jī)不夠精密，最大旋轉(zhuǎn)角沒(méi)有180度，而且比較寄存器只能比較寫(xiě)入整數(shù)。實(shí)際的取值為729，控制方向的舵機(jī)取值為1721（分級(jí)明顯，轉(zhuǎn)向不夠舒暢?。?。電機(jī)的頻率沒(méi)有嚴(yán)格的要求，因此，選用簡(jiǎn)單的處理:對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行256*12分頻，是3.6KHZ。4.1.3超聲波測(cè)距程序超聲波測(cè)距實(shí)現(xiàn)原理就是測(cè)量高電平脈沖持續(xù)的時(shí)間。用到了51定時(shí)器啟停由外部控制的功能。GATE=1，TRn=1,定時(shí)器由外部中斷引腳電平控制，上升沿之后開(kāi)始計(jì)數(shù)，下降沿之后停止計(jì)數(shù)。同時(shí)打開(kāi)相應(yīng)的外部中斷，在下降沿到來(lái)后進(jìn)入外部中斷服務(wù)程序，記錄停止計(jì)數(shù)時(shí)的數(shù)值。這里應(yīng)當(dāng)注意一個(gè)問(wèn)題是：如果測(cè)量的距離較遠(yuǎn)，定時(shí)器可能就溢出了，對(duì)這個(gè)不處理，結(jié)果將是錯(cuò)誤的。因此同時(shí)開(kāi)啟定時(shí)器中斷，在溢出時(shí)，記下溢出的次數(shù)。距離的計(jì)算方法是：距離=【Number*(12/Fosc)+N*65536*(12/Fosc)】/2void Int1_Routine(void) interrupt 2T=(TH1*256+TL1);TH1=0;TL1=0;juli=(float)T1_Count)*11141.12+0.1844618*(float)T);LCD_Write_Number(0,2,juli,5);T1_Count=0;T1_F=1;4.2主程序設(shè)計(jì)主程序里主要是避障程序。我的思路是，把區(qū)域三部分：近距離20CM以內(nèi)，適中區(qū)域（20CM150CM），遠(yuǎn)距離（150CM以外）。得到22組數(shù)據(jù)后首先是根據(jù)區(qū)域分類，然后記各區(qū)域的角度大小，當(dāng)遠(yuǎn)距離的角度范圍最大時(shí)，判斷為空曠區(qū)，其他是多障礙區(qū)。然后根據(jù)角度大小排序，當(dāng)適中區(qū)最大時(shí)，走的方向?yàn)檫m中區(qū)集中的方向。當(dāng)最大區(qū)域?yàn)榻嚯x或遠(yuǎn)距離時(shí)，走遠(yuǎn)距離區(qū)，具體方向?yàn)樽钸h(yuǎn)點(diǎn)方向。速度總是由最近的障礙物距離計(jì)算得出。5系統(tǒng)調(diào)試首先是分模塊調(diào)試。把各個(gè)模塊的功能分開(kāi)實(shí)現(xiàn)。然后是部分的組合到一起使用，如超聲波測(cè)距和1603顯示、兩路舵機(jī)同時(shí)控制。在軟件調(diào)試的時(shí)候，出現(xiàn)了RAM區(qū)不夠用。原因出在避障算法上。定義的數(shù)組多，而且長(zhǎng)。用戶128RAM不夠用?？梢杂袃蓚€(gè)解決辦法：一是改進(jìn)代碼，使用指針；二是擴(kuò)展RAM區(qū)?？紤]到代碼優(yōu)化不是一天兩天就弄好的，而且我的C語(yǔ)言編程水平實(shí)在淺薄，指針依然是用不好，一用就報(bào)錯(cuò)。那只好擴(kuò)展RAM。查查60S2的數(shù)據(jù)手冊(cè)，它取消了外部擴(kuò)展RAM和ROM的功能，但是內(nèi)部增加了1的RAM，用法是在定義變量時(shí)，加前綴“XDATA”，告訴編譯器把后面的變量定義在擴(kuò)展RAM區(qū)。此外我還了解到“DATA”、“PDATA”、“IDATA”都是51系統(tǒng)編譯器允許的關(guān)鍵字，具體的解釋是：dATa: 固定指前面0x00-0x7f的128個(gè)RAM,可以用acc直接讀寫(xiě)的,速度最快,生成的代碼也最小。 idATa: 固定指前面0x00-0xff的256個(gè)RAM,其中前128和dATa的128完全相同,只是因?yàn)樵L問(wèn)的方式不同。idATa是用類似C中的指針?lè)绞?訪問(wèn)的。匯編中的語(yǔ)句為：mox ACC,Rx.(不重要的補(bǔ)充：c中idATa做指針式的訪問(wèn)效果很好) xdATa: 外部擴(kuò)展RAM,一般指外部0x0000-0xffff空間,用DPTR訪問(wèn)。 pdATa: 外部擴(kuò)展RAM的低256個(gè)字節(jié),地址出現(xiàn)在A0-A7的上時(shí)讀寫(xiě),用movx ACC,Rx讀寫(xiě)。硬件方面的調(diào)試主要在模塊調(diào)試方面。因?yàn)榛旧隙加玫默F(xiàn)有的模塊電路，自己設(shè)計(jì)的電路基本沒(méi)有（自己還差的很遠(yuǎn)唉?。?，沒(méi)有什么難的。小車(chē)主板：圖5.1 小車(chē)主板整車(chē)圖片：圖5.2 整車(chē)?guó)B瞰圖6總結(jié)兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，但是在進(jìn)軍單片機(jī)領(lǐng)域，這僅僅是個(gè)開(kāi)始。學(xué)習(xí)單片機(jī)最重要的是實(shí)踐。要投入必要的成本。一塊開(kāi)發(fā)板必不可少，還有一大堆配套的硬件軟件。作為有志于今后繼續(xù)在單片機(jī)方面發(fā)展的我，學(xué)會(huì)使用51單片機(jī)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，世界上51系列占的市場(chǎng)份額并不多。流行的單片機(jī)，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于51，因此，學(xué)習(xí)51單片機(jī)重點(diǎn)在于利用它簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)掌握單片機(jī)的各種通用性的東西，深刻理解和掌握它的工作原理和使用方式，這樣可以快捷的掌握其他單片機(jī)的使用。把單片機(jī)作為改變生活的萬(wàn)能工具。學(xué)習(xí)單片機(jī)，離不開(kāi)編程，離不開(kāi)軟件。語(yǔ)言作為一種高級(jí)語(yǔ)言，與硬件聯(lián)系緊密。因此在單片機(jī)領(lǐng)域，基本都用的是語(yǔ)言。靈活運(yùn)用語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)帶來(lái)極大的便利。今后還得繼續(xù)深入學(xué)習(xí)語(yǔ)言。還有一點(diǎn)，非常重要，把軟件工程的思想融入到單片機(jī)的編程中。比如分層和封裝思想。這個(gè)課程設(shè)計(jì)中所有的程序，并不是都在這兩周寫(xiě)的，有一些以前玩過(guò)類似的模塊，當(dāng)然有可靠地例程，在這里，修改一下硬件接口，修改一下工作方式，就可以用了。由此看出，單片機(jī)學(xué)習(xí)是可以積累的。除了掌握大量的知識(shí)，還有個(gè)人的單片機(jī)例程、軟件、電路設(shè)計(jì)庫(kù)，這樣會(huì)越來(lái)越容易。參考文獻(xiàn)：【1】單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）張迎新M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004【2】 夏路易 石宗義Protel 99se電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程北京：北京希望電子出版社，2004【3】單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）張迎新M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004【4】宏晶STC12單片機(jī)技術(shù)手冊(cè)附錄A硬件電路圖圖A.1 整車(chē)?guó)B瞰圖附錄B 源程序 工程文件結(jié)構(gòu)：圖B.1 整車(chē)?guó)B瞰圖STC12C5A60S2增加的特殊功能寄存器與地址的映射：#ifndef _REG52_H_#define _REG52_H_/* BYTE Registers */sfr AUXR = 0x8E;/*stc12c5a60s2*/sfr WAKE_CLK0=0x8F;/*stc12c5a60s2*/sfr P1M1 = 0x91;/*stc12c5a60s2*/sfr P1M0 = 0x92;/*stc12c5a60s2*/sfr P0M1 = 0x93;/*stc12c5a60s2*/sfr P0M0 = 0x94;/*stc12c5a60s2*/sfr P2M1 = 0x95;/*stc12c5a60s2*/sfr P2M0 = 0x96;/*stc12c5a60s2*/sfr CLK_DIV=0x97;/*stc12c5a60s2*/Clock Divdersfr S2CON = 0x9A;/*stc12c5a60s2*/sfr S2BUF = 0x9B;/*stc12c5a60s2*/sfr BRT = 0x9C;/*stc12c5a60s2*/sfr BUS_SPEED=0xA1;/*stc12c5a60s2*/sfr AUXR1 = 0xA2;/*stc12c5a60s2*/sfr IE2 = 0xAF;/*stc12c5a60s2*/sfr P3M1 = 0xB1;/*stc12c5a60s2*/sfr P3M0 = 0xB2;/*stc12c5a60s2*/sfr P4M1 = 0xB3;/*stc12c5a60s2*/sfr P4M0 = 0xB4;/*stc12c5a60s2*/sfr IP2 = 0xB5;/*stc12c5a60s2*/sfr IP2H = 0xB6;/*stc12c5a60s2*/sfr IPH = 0xB7;/*stc12c5a60s2*/Interrupt Priority Highsfr P4SW = 0xBB;/*stc12c5a60s2*/P4 I/O Switchsfr ADC_CONTR=0xBC;/*stc12c5a60s2*/sfr ADC_RES=0xBD;/*stc12c5a60s2*/sfr ADC_RESL=0xBE;/*stc12c5a60s2*/A/D Result Lowsfr P4 = 0xC0;/*stc12c5a60s2*/P4 I/Osfr WDT_CONTR=0xC1;/*stc12c5a60s2*/Watch-Dog-Timer Cotrol Registersfr IAP_DATA=0xC2;/*stc12c5a60s2*/ISP/IAP Flash Data Registersfr IAP_ADDRH=0xC3;/*stc12c5a60s2*/ISP/IAP Flash Address Highsfr IAP_ADDRL=0xC4;/*stc12c5a60s2*/ISP/IAP Flash Address Lowsfr IAP_CMD= 0xC5;/*stc12c5a60s2*/ISP/IAP Flash Command Registersfr IAP_TRIG=0xC6;/*stc12c5a60s2*/ISP/IAP Flash Command Triggersfr IAP_CONTR=0xC7;/*stc12c5a60s2*/ISP/IAP Control Registersfr P5 = 0xC8;/*stc12c5a60s2*/P5 I/Osfr P5M1 = 0xC9;/*stc12c5a60s2*/sfr P5M0 = 0xCA;/*stc12c5a60s2*/sfr TL2 = 0xCC; /*8052*/sfr SPSTAT= 0xCD;/*stc12c5a60s2*/SPI Control Registersfr SPCTL = 0xCE;/*stc12c5a60s2*/SPI Status Registersfr SPDAT = 0xCF;/*stc12c5a60s2*/SPI Data Registersfr CCON = 0xD8;/*stc12c5a60s2*/PCAsfr CMOD = 0xD9;/*stc12c5a60s2*/PCAsfr CCAPM0= 0xDA;/*stc12c5a60s2*/PCAsfr CCAPM1= 0xDB;/*stc12c5a60s2*/PCAsfr CL = 0xE9;/*stc12c5a60s2*/sfrCCAP0L= 0xEA;/*stc12c5a60s2*/sfrCCAP1L= 0xEB;/*stc12c5a60s2*/sfr PAC_PWM0=0xF2;/*stc12c5a60s2*/PCA PWMsfr PAC_PWM1=0xF3;/*stc12c5a60s2*/PCA PWMsfr CH = 0xF9;/*stc12c5a60s2*/sfr CCAP0H= 0xFA;/*stc12c5a60s2*/sfr CCAP1H= 0xFB;/*stc12c5a60s2*/* BIT Registers */*CCON*/sbit CF =CCON7;sbit CR =CCON6;sbit CCF1 =CCON1;sbit CCF0 =CCON0;#endifLCD1603顯示程序文件：#include"reg52.h"#include"define.h"#include"delay.h"#include"1603.h"bit LCD_Check_Busy(void) u8 result;EN=0;DataPort= 0xFF; D_C=0; R_W=1;delay_ms(1); EN=1;result=(DataPort & 0x80);EN=0;return result;void LCD_Write_Comm(u8 comm) while(LCD_Check_Busy();EN=0;D_C=0; R_W=0; EN=1; delay_ms(1);DataPort=comm; EN=0;void LCD_Write_Data(u8 dat) while(LCD_Check_Busy();EN=0;D_C=1; R_W=0; EN=1; delay_ms(1);DataPort=dat; EN=0;void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u8 Data) switch(y)case 1:LCD_Write_Comm(0x80+x);break;case 2:LCD_Write_Comm(0xC0+x);break;case 3:LCD_Write_Comm(0x90+x); break;case 4:LCD_Write_Comm(0xD0+x); break; LCD_Write_Data(Data); void LCD_Write_String(u8 x,u8 y,u8 *s) switch(y)case 1:LCD_Write_Comm(0x80+x);break;case 2:LCD_Write_Comm(0xC0+x);break;case 3:LCD_Write_Comm(0x90+x); break;case 4:LCD_Write_Comm(0xD0+x); break; while(*s) LCD_Write_Data(*s); s+; void LCD_Write_Number(u8 x,u8 y,u32 number,u8 Nbit) u8 dat,ten,hun,thu,tenthu,hunthu;hunthu=48+(number/100000);tenthu=48+(number%100000/10000);thu=48+(number%10000/1000);hun=48+(number%1000/100);ten=48+(number%100/10);dat=48+(number%10);switch(y)case 1:LCD_Write_Comm(0x80+x);break;case 2:LCD_Write_Comm(0xC0+x);break;case 3:LCD_Write_Comm(0x90+x); break;case 4:LCD_Write_Comm(0xD0+x); break;switch (Nbit)case 6:LCD_Write_Data(hunthu);LCD_Write_Data(tenthu);LCD_Write_Data(thu);LCD_Write_Data(hun);LCD_Write_Data(ten);LCD_Write_Data(dat);break;case 5:LCD_Write_Data(tenthu);LCD_Write_Data(thu);LCD_Write_Data(hun);LCD_Write_Data(ten);LCD_Write_Data(dat);break;case 4:LCD_Write_Data(thu);LCD_Write_Data(hun);LCD_Write_Data(ten);LCD_Write_Data(dat);break;case 3:LCD_Write_Data(hun);LCD_Write_Data(ten);LCD_Write_Data(dat);break;case 2:LCD_Write_Data(ten);LCD_Write_Data(dat);break;case 1:LCD_Write_Data(dat);break;void LCD_Clear(void) LCD_Write_Comm(0x01); delay_ms(1);void LCD_Init(void) LCD_Write_Comm(0x01); delay_ms(1);LCD_Write_Comm(0x02);delay_ms(1);LCD_Write_Comm(0x38);delay_ms(1); LCD_Write_Comm(0x0C);delay_ms(1); LCD_Write_Comm(0x06); delay_ms(1);LCD_Write_Comm(0x80); delay_ms(1);LCD_Write_Data(0xFF); delay_ms(1);LCD_Write_Data(0xFF); delay_ms(1);LCD_Write_Comm(0x8E); delay_ms(1);LCD_Write_Data(0xFF); delay_ms(1);LCD_Write_Data(0xFF); delay_ms(1); #ifndef _1603_H_#define _1603_H_sbit buzz=P23;sbit D_C= P10;sbit R_W= P11;sbit EN = P25;#define DataPort P0bit LCD_Check_Busy(void);void LCD_Write_Comm(u8 comm);void LCD_Write_Data(u8 dat);void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u8 Data);void LCD_Write_String(u8 x,u8 y,u8 *s);void LCD_Write_Number(u8 x,u8 y,u32 number,u8 Nbit);void LCD_Clear(void);void LCD_Init(void);串行口程序文件：#endif#include"reg52.h"#include"define.h"#include"delay.h"u8 receive;u16 n;u8 flagR;u8 stopF;void COMInit(u16 bps)u8 s;EA=0;if(bps>=19200)PCON|=0x80;s=1;elsePCON&=0x7F;s=0;SCON=0x50; TMOD=0x20; TH1=256-(28800*(s+1)/bps; TL1=256-(28800*(s+1)/bps;REN=1;ES=1;EA=1;TR1=1; void serial() interrupt 4 if(TI!=0)TI=0;flagR=1;elseif(RI!=0)receive=SBUF;P1=receive;if(receive=0xFF)stopF=1;elseif(receive=0x5A)stopF=0;RI=0; #ifndef _COM_H_#define _COM_H_void COMInit(u16 bps);#endif自定義變量類型文件：#ifndef _DEFINE_H_#define _DEFINE_H_#define u8 unsigned char#define u16 unsigned int#define u32 unsigned long#endif各種延時(shí)函數(shù)文件：#include"define.h"#include"delay.h"void delay_us(u16 xus)xus=2*xus;while(xus-);void delay_ms(u16 xms)int i,j;for(i=xms;i>0;i-)for(j=110;j>0;j-);#ifndef _DELAY_H_#define _DELAY_H_void delay_us(u16 xus);void delay_ms(u16 xms) 各個(gè)外設(shè)中斷服務(wù)函數(shù)文件：#ifndef _IRQ_H_#define _IRQ_H_#include"define.h"#include"1603.h"u8 key_flag=0;u8 receive=0;float juli;u16 T;u8 T1_Count=0;bit T1_F=0;void Int0_Routine(void) interrupt 0if(IE0)delay_ms(800);if(IE0)key_flag+;void Int1_Routine(void) interrupt 2T=(TH1*256+TL1);TH1=0;TL1=0;juli=(float)T1_Count)*11141.12+0.1844618*(float)T);LCD_Write_Number(0,2,juli,5);T1_Count=0;T1_F=1;void Timer1_Routine(void) interrupt 3T=(TH1*256+TL1);TH1=0;TL1=0;T1_Count+;void UART_Routine(void) interrupt 4 if(TI)TI=0;elseif(RI)receive=SBUF;RI=0; #endif脈寬測(cè)量初始化文件：#include<reg52.h>#include"define.h"#include"delay.h"#include"1603.h"#include"capture.h"void capture_init(void)TMOD|=0x90;TH1=0;TL1=0;/TR1=1;EX1=1;IT1=1;#ifndef _CAPTURE_H_#define _CAPTURE_h_sbit chufa=P21;void capture_init(void);#endif舵機(jī)控制文件：#include"delay.h"#include"1603.h"#include"externIRQ.h"#include"steer.h"void Init_SteerPWM(void)TMOD|=0x02;TH0=0xB7;TL0=0xB7;TR0=1;CMOD=0x04;CL=0x00;CH=0x00;CCAPM0=0x42;CCAPM1=0x42;CCAP0H=home;CCAP0L=home;CCAP1H=home; CCAP1L=home;CR=1;/PCAvoid steer(u8 Mod,u8 Num,int degree)double duty;if(Mod)/duty=19.2+0.14222*(double)degree);if(duty>29)duty=29;elseif(duty<7)duty=7;if(Num=1)CCAP0H=(int)duty;CCAP0L=(int)duty;LCD_Write_Number(0,3,duty,3);if(Num=2)CCAP1H=(int)duty;CCAP1L=(int)duty;LCD_Write_Number(4,3,duty,3);elseif(degree>29)degree=29;elseif(degree<7)degree=7;if(Num=1)CCAP0H=degree;CCAP0L=degree;LCD_Write_Number(0,3,duty,3);if(Num=2)CCAP1H=degree;CCAP1L=degree;LCD_Write_Number(4,3,duty,3);#ifndef _STEER_H_#define _STEER_H_#include"define.h"#define CryOsc 11059200#define SteerCycle 50#define home 0x13 void Init_SteerPWM(void);void steer(u8 Mod,u8 Num,int degree);#endif電機(jī)控制文件：#include"REG52.h"#include"define.h"#include"delay.h"#include"PWM.h"sbit motorIO=P12;void Init_PWM(void)CMOD=0x08;CL=0x00;CH=0x00;CCAPM0=0x42;CCAPM1=0x42;CR=1;void forward(u8 duty)CCAP0H=duty;motorIO=0;void stop(void)CCAP0H=0;motorIO=0;void back(u8 duty)CCAP0H=256-duty;motorIO=1;#ifndef _PWM_H_#define _PWM_H_void Init_PWM(void);void forward(u8 duty);void stop(void);void back(u8 duty);#endif主機(jī)的主函數(shù)文件：#include"reg52.h"#include"define.h"#include"delay.h"#include"1603.h"#include"com.h"#include"externIRQ.h"#include"capture.h"#include"steer.h"#include"IRQ.h"void system_init(void)EA=0;LCD_Init();COMInit();IRQ_Init();capture_init();Init_SteerPWM();EA=1;void main(void)u8 i,closeN=0,fitN=0,remoteN=0;float xdata tem5;u32_l xdata distance22;u8 xdata close22,xdata fit22,xdata remote22;system_init();while(1)if(key_flag)buzz=0;delay_ms(500);buzz=1;delay_ms(500);buzz=0;delay_ms(500);buzz=1;delay_ms(500);buzz=0;delay_ms(500);buzz=1;delay_ms(500);buzz=0;delay_ms(500);buzz=1;delay_ms(500);break; while(1)closeN=0;fitN=0;remoteN=0;for(i=7;i<30;i+)steer(0,1,i);chufa=1;while(!T1_F);tem0=juli;chufa=1;while(!T1_F);tem1=juli;chufa=1;while(!T1_F);tem2=juli;chufa=1;while(!T1_F);tem3=juli;chufa=1;while(!T1_F);tem4=juli;distancei-7=(tem0+tem1+tem2+tem3+tem4)/5;for(i=0;i<22;i+)if(distancei<200)closecloseN=i;closeN+;elseif(distancei>1500)remoteremoteN=i;remoteN+;elsefitfitN