畢業(yè)設(shè)計(jì)--- 基于avr智能車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　智能機(jī)器人能做一些人不能做或危險(xiǎn)的事且能提高工作效率，能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，是一個(gè)具有巨大潛力的研究領(lǐng)域。AVR單片機(jī)是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡(jiǎn)指令集高速8位單片機(jī)。AVR的單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制

2、、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。ATmega8是一種比C51系列更進(jìn)步的8位單片機(jī)。單片微計(jì)算機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，已對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生了巨大的影響。目前在工業(yè)控制、智能儀器儀表、辦公室自動(dòng)化、家用電器等諸多領(lǐng)域，到處都可以看見(jiàn)單片機(jī)的蹤影，單片機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用水平已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展水平的標(biāo)志之一。</p><p>　　關(guān)鍵詞:智能車(chē)，單片機(jī)，控制系統(tǒng)</p><p>

3、<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Intelligent robot can not do or can do some dangerous things and can improve efficiency, can create significant economic effect, is a potential area of research. AVR M

4、icrocontroller ATMEL Corporation in 1997 developed by the enhanced built-in Flash of the RISC (Reduced Instruction Set CPU) high-speed 8-bit RISC microcontroller.AVR microcontroller can be widely used in computer periphe

5、rals, industrial real-time control, instrumentation, communications equipment, household appliances and other fi</p><p>　　Keywords: Intelligent vehicle，Microcontroller，Control system</p><p><

6、b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1研究的背景及其意義1</p><p>　　1.2 智能車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)5</p&

7、gt;<p>　　2.2 各大模塊的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.1 WinAVR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境16</p><p>　　3.2 SL ISP下載工具16</p><p>　　3.3 串口調(diào)試軟件16</p><p>　　3.4 WinAVR簡(jiǎn)介16&

8、lt;/p><p>　　3.5 編程思路25</p><p>　　4 總結(jié)與展望32</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p><p>　　附 錄 硬件連接圖36</p><p>&

9、lt;b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1研究的背景及其意義</p><p>　　隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路上車(chē)輛急劇增加，但道路的拓寬速度是有限的，道路變得越來(lái)越擁擠，與此同時(shí)，交通事故數(shù)量也急劇增加。交通事故已成為“世界第一害”，而中國(guó)是世界上交通事故死亡人數(shù)最多的國(guó)家之一。從二十世紀(jì)八十年代末中國(guó)交通事故年死亡人數(shù)首次超過(guò)五萬(wàn)人，中國(guó)(未包括港澳臺(tái)

10、地區(qū))每年交通事故50萬(wàn)起，因交通事故死亡人數(shù)均超過(guò)10萬(wàn)人，已經(jīng)連續(xù)十余年居世界第一。2009年，中國(guó)汽車(chē)保有量約占世界汽車(chē)保有量的百分之三，但交通事故死亡人數(shù)卻占世界的百分之十六。以父親為例，父親開(kāi)了十余年車(chē)，大大小小的交通事故發(fā)生了數(shù)次，每次都讓親朋好友擔(dān)心不已，也讓事故另一方的親朋好友擔(dān)心不已。因此如果道路上的車(chē)輛都能自動(dòng)行走，那該有多好呀！</p><p>　　智能汽車(chē)與一般所說(shuō)的自動(dòng)駕駛有所不同，它指

11、的是利用多種傳感器和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車(chē)自動(dòng)駕駛。智能汽車(chē)首先有一套導(dǎo)航信息資料庫(kù)，存有全國(guó)高速公路、普通公路、城市道路以及各種服務(wù)設(shè)施(餐飲、旅館、加油站、景點(diǎn)、停車(chē)場(chǎng))的信息資料；其次是GPS定位系統(tǒng)，利用這個(gè)系統(tǒng)精確定位車(chē)輛所在的位置，與道路資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)相比較，確定以后的行駛方向；道路狀況信息系統(tǒng)，由交通管理中心提供實(shí)時(shí)的前方道路狀況信息，如堵車(chē)、事故等，必要時(shí)及時(shí)改變行駛路線；車(chē)輛防碰系統(tǒng)，包括探測(cè)雷達(dá)、信息處理系統(tǒng)、駕駛控

12、制系統(tǒng) ，控制與其他車(chē)輛的距離，在探測(cè)到障礙物時(shí)及時(shí)減速或剎車(chē)，并把信息傳給指揮中心和其他車(chē)輛；緊急報(bào)警系統(tǒng)，如果出了事故，自動(dòng)報(bào)告指揮中心進(jìn)行救援；無(wú)線通信系統(tǒng)，用于汽車(chē)與指揮中心的聯(lián)絡(luò)；自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，用于控制汽車(chē)的點(diǎn)火、改變速度和轉(zhuǎn)向等。</p><p>　　智能車(chē)輛是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型

13、的高新技術(shù)綜合體。目前對(duì)智能車(chē)輛的研究主要致力于提高汽車(chē)的安全性、舒適性，以及提供優(yōu)良的人車(chē)交互界面。近年來(lái)，智能車(chē)輛己經(jīng)成為世界車(chē)輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車(chē)工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力，很多發(fā)達(dá)國(guó)家都將其納入到各自重點(diǎn)發(fā)展的智能交通系統(tǒng)當(dāng)中。</p><p>　　通常對(duì)車(chē)輛的操作實(shí)質(zhì)上可視為對(duì)一個(gè)多輸入、多輸出、輸入輸出關(guān)系復(fù)雜多變、不確定多干擾源的復(fù)雜非線性系統(tǒng)的控制過(guò)程。駕駛員既要接受環(huán)境如道路、擁擠、方向、行人等的信

14、息，還要感受汽車(chē)如車(chē)速、側(cè)向偏移、橫擺角速度等的信息，然后經(jīng)過(guò)判斷、分析和決策，并與自己的駕駛經(jīng)驗(yàn)相比較，確定出應(yīng)該做的操縱動(dòng)作，最后由身體、手、腳等來(lái)完成操縱車(chē)輛的動(dòng)作。因此在整個(gè)駕駛過(guò)程中，駕駛員的人為因素占了很大的比重。一旦出現(xiàn)駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕車(chē)、疲勞駕車(chē)、判斷失誤的情況，很容易造成交通事故。</p><p>　　智能汽車(chē)是一種正在研制的新型高科技汽車(chē)，這種汽車(chē)不需要人去駕駛，人只舒服地坐在車(chē)上享受這高科技的

15、成果就行了。因?yàn)檫@種汽車(chē)上裝有相當(dāng)于汽車(chē)的“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機(jī)、電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)操縱系統(tǒng)之類(lèi)的裝置，這些裝置都裝有非常復(fù)雜的電腦程序，所以這種汽車(chē)能和人一樣會(huì)“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動(dòng)啟動(dòng)、加速、剎車(chē)，可以自動(dòng)繞過(guò)地面障礙物。在復(fù)雜多變的情況下，它的“大腦”能隨機(jī)應(yīng)變，自動(dòng)選擇最佳方案，指揮汽車(chē)正常、順利地行駛。</p><p>　　智能汽車(chē)的“眼睛”是裝在汽車(chē)右前方、上下相隔50厘

16、米處的兩臺(tái)電視攝像機(jī)，攝像機(jī)內(nèi)有一個(gè)發(fā)光裝置，可同時(shí)發(fā)出一條光束，交匯于一定距離，物體的圖像只有在這個(gè)距離才能被攝取而重疊?！把劬Α蹦茏R(shí)別車(chē)前5～20米之間的臺(tái)形平面、高度為10厘米以上的障礙物。如果前方有障礙物，“眼睛” 就會(huì)向“大腦”發(fā)出信號(hào)，“大腦”根據(jù)信號(hào)和當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，判斷是否通過(guò)、繞道、減速或緊急制動(dòng)和停車(chē)，并選擇最佳方案，然后以電信號(hào)的方式，指令汽車(chē)的“腳”進(jìn)行停車(chē)、后退或減速。智能汽車(chē)的“腳”就是控制汽車(chē)行駛的轉(zhuǎn)向

17、器、制動(dòng)器。</p><p>　　無(wú)人駕駛的智能汽車(chē)將是新世紀(jì)汽車(chē)技術(shù)飛躍發(fā)展的重要標(biāo)志?？上驳氖牵悄芷?chē)已從設(shè)想走向?qū)嵺`。隨著科技的飛速發(fā)展，相信不久的將來(lái)，我們都可以領(lǐng)略到智能汽車(chē)的風(fēng)采。</p><p>　　所以，智能汽車(chē)實(shí)際上是智能汽車(chē)和智能公路組成的系統(tǒng)，目前主要是智能公路的條件還不具備，而在技術(shù)上已經(jīng)可以解決。在智能汽車(chē)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)之前，實(shí)際上已經(jīng)出現(xiàn)許多輔助駕駛系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛

18、應(yīng)用在汽車(chē)上，如智能雨刷，可以自動(dòng)感應(yīng)雨水及雨量，自動(dòng)開(kāi)啟和停止；自動(dòng)前照燈，在黃昏光線不足時(shí)可以自動(dòng)打開(kāi)；智能空調(diào)，通過(guò)檢測(cè)人皮膚的溫度來(lái)控制空調(diào)風(fēng)量和溫度；智能懸架，也稱(chēng)主動(dòng)懸架，自動(dòng)根據(jù)路面情況來(lái)控制懸架行程，減少顛簸；防打瞌睡系統(tǒng)，用監(jiān)測(cè)駕駛員的眨眼情況，來(lái)確定是否很疲勞，必要時(shí)停車(chē)報(bào)警……計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為汽車(chē)的智能化提供了廣闊的前景[1]。</p><p>　　1.2 智能車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)</

19、p><p>　　雖然此次畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的只是體積較小的智能小車(chē)，但希望此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能為智能汽車(chē)的研究提供一個(gè)小的樣本，如果此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能為汽車(chē)的智能化以及交通狀況的改善做出一點(diǎn)微不足道的貢獻(xiàn)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)就將充滿意義。</p><p>　　主動(dòng)安全絕對(duì)是未來(lái)智能汽車(chē)最為關(guān)鍵的技術(shù)核心，特別是在自動(dòng)防撞設(shè)計(jì)上，主要內(nèi)容包括車(chē)體前方/后方/側(cè)邊碰撞預(yù)警和緩解、車(chē)道偏離示警、倒車(chē)影像辨識(shí)系統(tǒng)、盲點(diǎn)

20、預(yù)警、駕駛疲勞警示和自動(dòng)煞車(chē)控制等。未來(lái)智能汽車(chē)將包含計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通訊、自動(dòng)控制等使車(chē)輛更具舒適性、娛樂(lè)性、安全性、方便性的多項(xiàng)技術(shù)。未來(lái)智能汽車(chē)的系統(tǒng)將由兩部分組成，一部分是車(chē)輛本身的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由車(chē)載網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)控制；另一部分是車(chē)輛外部的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括GPS監(jiān)測(cè)中心、互聯(lián)網(wǎng)及區(qū)域網(wǎng)服務(wù)商、車(chē)輛服務(wù)中心、單位或家庭電腦等[2]。隨著汽車(chē)的智能化，未來(lái)汽車(chē)的安全性將得到質(zhì)的提升，必將大大減少交通事故的發(fā)生，如此便不會(huì)有那么多的人生

21、悲劇發(fā)生，也會(huì)讓每一位司機(jī)的家人安心、不會(huì)擔(dān)心到天亮。</p><p>　　中國(guó)從上世紀(jì)80年代開(kāi)始著手無(wú)人駕駛系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)，雖與國(guó)外相比還有一些距離，但目前也取得了階段性成果。國(guó)內(nèi)清華大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、吉林大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等都有過(guò)無(wú)人駕駛汽車(chē)的研究項(xiàng)目。</p><p>　　1992年，國(guó)防科技大學(xué)研制成功了中國(guó)第一輛真正意義上的無(wú)人駕駛汽車(chē)。由計(jì)算機(jī)及其配

22、套的檢測(cè)傳感器和液壓控制系統(tǒng)組成的汽車(chē)計(jì)算機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，被安裝在一輛國(guó)產(chǎn)的中型面包車(chē)上，使該車(chē)既保持了原有的人工駕駛性能，又能夠用計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行自動(dòng)駕駛行車(chē)。2000年6月，國(guó)防科技大學(xué)研制的第4代無(wú)人駕駛汽車(chē)試驗(yàn)成功，最高時(shí)速達(dá)76km，創(chuàng)下國(guó)內(nèi)最高紀(jì)錄。2003年7月，國(guó)防科技大學(xué)和中國(guó)一汽聯(lián)合研發(fā)的紅旗無(wú)人駕駛轎車(chē)高速公路試驗(yàn)成功，自主駕駛最高穩(wěn)定時(shí)速13Okm，其總體技術(shù)性能和指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。</p>

23、<p>　　THMR—V（TsingHua Mobile Robot V）清華V型智能車(chē)是清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在中國(guó)科學(xué)院院士張拔主持下研制的新一代智能移動(dòng)機(jī)器人，兼有面向高速公路和一般道路的功能。車(chē)體采用道奇7座廂式車(chē)改裝，裝備有彩色攝像機(jī)和激光測(cè)距儀組成的道路與障礙物檢測(cè)系統(tǒng)；由差分GPS、磁羅盤(pán)和光碼盤(pán)組成的組合定位導(dǎo)航系統(tǒng)等。兩套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分別進(jìn)行視覺(jué)住處處理，完成信息融合、路徑規(guī)劃、行為與決策

24、控制等功能。四臺(tái)IPC工控機(jī)分別完成激光測(cè)距信息處理、定位信息處理、通訊管理、駕駛控制等功能。設(shè)計(jì)車(chē)速高速公路為80km/h，一般道路為20 km/h。目前已能夠在校園的非結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下，進(jìn)行道路跟蹤和避障自主行駛。汽車(chē)的智能化可以減輕駕駛員的疲勞，適應(yīng)復(fù)雜的天氣條件，減少交通事故的發(fā)生。</p><p>　　此外，西安交通大學(xué)搭建了Spingrobot智能車(chē)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并于2005年10月成功完成在敦煌“新絲綢

25、之路”活動(dòng)中的演示。同濟(jì)大學(xué)2006年研發(fā)了一輛無(wú)人駕駛清潔能源電動(dòng)游覽車(chē)，最高時(shí)速為50km/h，可應(yīng)用于人們觀光旅游。吉林大學(xué)和中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所在無(wú)人駕駛智能車(chē)方面也研究較早，取得不少成果。</p><p>　　從20世紀(jì)70年代，美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人駕駛汽車(chē)的研究，大致可以分為二個(gè)階段:軍事用途、高速公路環(huán)境和城市環(huán)境。在軍事用途方面，早在80年代初期，美國(guó)國(guó)防部就大規(guī)模資助自主陸地車(chē)輛ALV （A

26、utonomous LandVehicle)的研究。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)，為促進(jìn)無(wú)人駕駛車(chē)輛的研發(fā)，從2004年起，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究項(xiàng)目局(DARPA)開(kāi)始舉辦機(jī)器車(chē)挑戰(zhàn)大賽(Grand Challenge)。該大賽對(duì)促進(jìn)智能車(chē)輛技術(shù)交流與創(chuàng)新起到很大激勵(lì)作用。</p><p>　　在2005年的第二屆比賽中，主辦方只在賽前2小時(shí)提供一張光盤(pán)，上面提供了比賽路線上2935個(gè)

27、“路點(diǎn)”的方位與海拔等詳細(xì)資料。整個(gè)賽道有急轉(zhuǎn)彎、隧道、路口還有山路，比賽要求參賽車(chē)輛能夠自主完成全部路程。最終斯坦福大學(xué)的“斯塔利”，獲得了第1名。具有6個(gè)奔騰M處理器的電腦完成“斯坦利”的所有程序的處理。車(chē)輛移動(dòng)時(shí)，4個(gè)激光傳感器、一個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)、一組立體攝像頭和一個(gè)單眼視覺(jué)系統(tǒng)感知周?chē)沫h(huán)境。</p><p>　　2006年德國(guó)舉辦了歐洲陸地機(jī)器人競(jìng)賽(European Land Robot Trial，簡(jiǎn)稱(chēng)

28、(ELROB)),德國(guó)的參賽車(chē)“途銳”取得了冠軍。該車(chē)通過(guò)影像處理尋找道路，周?chē)拔锉惶幚沓?D影像。該車(chē)由光學(xué)定向與測(cè)距系統(tǒng)對(duì)收集的信息進(jìn)行導(dǎo)航?jīng)Q策，分析哪里是行人哪里是樹(shù)木?！巴句J”自主行駛了90%的賽程，不過(guò)在通過(guò)關(guān)鍵十字路口時(shí)還是靠手動(dòng)駕駛。</p><p>　　隨著汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)智能化技術(shù)正在逐步得到應(yīng)用，這種技術(shù)使汽車(chē)的操縱越來(lái)越簡(jiǎn)單，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越高，行駛安全性越來(lái)越好，因此，智能化

29、是未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)[3]。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的實(shí)物為智能車(chē)，將其分為驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊、尋線模塊、電源模塊四大模塊設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　圖2-1 系統(tǒng)框圖</b>&

30、lt;/p><p>　　控制模塊：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的控制芯片為ATmega8芯片。在AVR家族中，ATmega8是一種非常特殊的單片機(jī)，它的芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，具備AVR高檔單片機(jī)MEGE系列的全部性能和特點(diǎn)。但由于采用了小引腳封裝（為PDIP28和TQFP/MLF32），所以其價(jià)格僅與低檔單片機(jī)相當(dāng)，再加上AVR單片機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)可編程特性，使得無(wú)需購(gòu)買(mǎi)昂貴的仿真器和編程器也可進(jìn)行單

31、片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，同時(shí)也為單片機(jī)的初學(xué)者提供了非常方便和簡(jiǎn)捷的學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)環(huán)境。ATmega8的這些特點(diǎn)，使其成為一款具有極高性能價(jià)格比的單片機(jī)，深受廣大單片機(jī)用戶(hù)的喜愛(ài)，在產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)上極具競(jìng)爭(zhēng)力，被很多家用電器廠商和儀器儀表行業(yè)看中，從而使ATmega8迅速進(jìn)入大批量的應(yīng)用領(lǐng)域[4]。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)模塊：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的智能車(chē)驅(qū)動(dòng)模塊采用的是兩個(gè)伺服舵機(jī)。交流伺服電機(jī)使用方便，轉(zhuǎn)速分辨率高，精

32、度高，閉環(huán)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)器輸出編碼器信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)大閉環(huán)。驅(qū)動(dòng)芯片為MAX232，MAX232芯片是美信公司專(zhuān)門(mén)為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電[5]。</p><p>　　尋線模塊：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將使用紅外傳感器對(duì)智能車(chē)進(jìn)行導(dǎo)航。紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，按照功能可分成五類(lèi), 按探測(cè)機(jī)理可分成為光子探測(cè)器和熱探測(cè)器. 紅外傳感技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國(guó)防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域

33、獲得了廣泛的應(yīng)用。紅外技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)為大家所熟知，這種技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國(guó)防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，按照功能能夠分成五類(lèi)：（1）輻射計(jì)，用于輻射和光譜測(cè)量；（2）搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤；（3）熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖像；（4）紅外測(cè)距和通信系統(tǒng)；（5）混合系統(tǒng)，是指以上各類(lèi)系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。紅外傳感器根

34、據(jù)探測(cè)機(jī)理可分成為：光子探測(cè)器（基于光電效應(yīng)）和熱探測(cè)器（基于熱效應(yīng)）[6]。</p><p>　　電源模塊：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的智能車(chē)電源模塊采用的是4節(jié)5號(hào)干電池[7]。</p><p>　　2.2 各大模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 控制模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)控制芯片為單片機(jī)芯片，單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是

35、典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專(zhuān)用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性

36、能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢(xún)r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處

37、理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的智能車(chē)控制模塊采用的是ATmega8作為CPU，，ATmega8是一種比51系列更為強(qiáng)大的高性能、低功耗的8位單片機(jī)，不需要仿真機(jī)和編程機(jī)，只需運(yùn)用ISP電纜就可以對(duì)單片機(jī)的FLASH反復(fù)擦寫(xiě)10000次以上，因此使用起來(lái)特別方便簡(jiǎn)單，尤其適合初學(xué)者使用，而且配置十分靈活，可擴(kuò)展性特別強(qiáng)。本文的控制程序是用C語(yǔ)言，編程軟

38、件為WinAVR?！?lt;/p><p>　　ATmega8內(nèi)部特點(diǎn)：高性能、低功耗的 8 位AVR 微處理器，先進(jìn)的RISC 結(jié)構(gòu)。130 條指令，大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期。32個(gè)8 位通用工作寄存器，全靜態(tài)工作，工作于16 MHz 時(shí)性能高達(dá)16 MIPS。只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器，非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，8K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，擦寫(xiě)壽命：10,000 次，具有獨(dú)立鎖定位的可選Boot

39、代碼區(qū)，通過(guò)片上Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正的同時(shí)讀寫(xiě)操作。512 字節(jié)的EEPROM，1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM，可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)程序的加密。 　　</p><p>　　ATmega8外設(shè)特點(diǎn)：兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器8 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器, 其中之一有比較功能，一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC。三通道PWM，TQFP與MLF 封裝的8

40、 路ADC，8 路10 位ADC。PDIP封裝的6 路ADC。面向字節(jié)的兩線接口，兩個(gè)可編程的串行USART，可工作于主機(jī)/ 從機(jī)模式的SPI 串行接口。具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器，片內(nèi)模擬比較器。 　　</p><p>　　特殊的處理器特點(diǎn)：上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè)，片內(nèi)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的RC 振蕩器，片內(nèi)/ 片外中斷源?！　?lt;/p><p>　　5種睡眠模式: 空閑模式、ADC

41、 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式及Standby 模式。</p><p>　　I/O 和封裝：23個(gè)可編程的I/O 口，28引腳PDIP 封裝,32 引腳TQFP 封裝,32 引腳MLF 封裝 　　</p><p>　　工作電壓：2.7 - 5.5V (ATmega8L)，4.5 - 5.5V (ATmega8)；速度等級(jí)：0 - 8 MHz (ATmega8L)，0 - 16 MHz

42、(ATmega8)；工作模式: 3.6 mA；空閑模式: 1.0 mA；掉電模式: 0.5 μA。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的ATmega8芯片采用的是PDIP封裝，即為雙列直插式封裝，PDIP封裝結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):1. 適合PCB的穿孔安裝; 2. 易于對(duì)PCB布線;3. 操作方便。其引腳說(shuō)明圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖 2-2 ATmega8的引腳說(shuō)明圖<

43、;/p><p>　　引腳定義：VCC 電源；GND 地；端口B為8位雙向I/O口，其中PB5、PB4、PB3可用于ISP編程；端口C，其中PC6可作為復(fù)位輸入引腳，ATmega8為低電平復(fù)位；端口D為8位雙向I/O口；XTAL1為反向振蕩放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入；XTAL2為反向振蕩放大器的輸出；AVCC 是A/D 轉(zhuǎn)換器PC3、PC2、PC1、PC0的電源端，即使不使用ADC 也應(yīng)外接到VCC端，如使用

44、ADC應(yīng)該通過(guò)一個(gè)低通濾波器與VCC連接，注意PC5、PC4通過(guò)VCC 供電，低通濾波器為讓某一頻率以下的信號(hào)分量通過(guò)，而對(duì)該頻率以上的信號(hào)分量大大抑制的電容、電感與電阻等器件的組合裝置；AREF為A/D 轉(zhuǎn)換器的參考電源[9]。</p><p>　　圖2-3 ATmega8接線圖</p><p>　　2.2.2 驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)

45、模塊采用伺服電機(jī)。</p><p>　　伺服電機(jī)優(yōu)點(diǎn)： （1）精度：實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題； （2）轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘； （3）適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用； （4）穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速

46、響應(yīng)要求的場(chǎng)合； （5）及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)；</p><p>　?。?）舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。</p><p>　　伺服電機(jī)工作的原理：舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。其工作原理是：控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的

47、基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)[10]。</p><p>　　控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的信號(hào)是圖2-4、2-5和2-6所示的脈沖信號(hào)。圖2-4所示是高電平持續(xù)1.5ms 低電平持續(xù)20ms，然后不斷重復(fù)的控制脈沖序列。該脈沖序列發(fā)給經(jīng)過(guò)零點(diǎn)標(biāo)定后的伺服

48、電機(jī)，伺服電機(jī)不會(huì)旋轉(zhuǎn)。如果此時(shí)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，表明電機(jī)需要標(biāo)定。從圖2-4、2-5和2-6可知，控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速的是高電平持續(xù)的時(shí)間，當(dāng)高電平持續(xù)時(shí)間為1.3ms 時(shí)，電機(jī)順時(shí)針全速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)高電平持續(xù)時(shí)間1.7ms 時(shí)，電機(jī)逆時(shí)針?biāo)傩D(zhuǎn)。</p><p>　　圖2-4 電機(jī)轉(zhuǎn)速為零的控制信號(hào)時(shí)序圖</p><p>　　圖2-5 1.3 ms的控制脈沖序列使電機(jī)順時(shí)針全速旋轉(zhuǎn)</p&g

49、t;<p>　　圖2-6 1.7ms的連續(xù)脈沖序列使電機(jī)逆時(shí)針全速旋轉(zhuǎn)</p><p>　　在進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)之前，必須首先照?qǐng)D2-7所示的電機(jī)連接原理圖和實(shí)際接線圖進(jìn)行檢查。如果沒(méi)有正確連接，也請(qǐng)參照該圖重新連接。從圖2-7可知，PB0引腳的控制輸出用來(lái)控制右邊的伺服電機(jī)，而 PB1 則用來(lái)控制左邊的伺服電機(jī)。</p><p>　　顯然這里對(duì)微控制器編程發(fā)給伺服電機(jī)的高、低電

50、平信號(hào)必須具備更精確的時(shí)間。因?yàn)閱纹瑱C(jī)只有整數(shù)，沒(méi)有小數(shù)，所以要生成伺服電機(jī)的控制信號(hào)，要求具有比 delay_nms（）函數(shù)的時(shí)間更精確的函數(shù)，這就需要用另一個(gè)延時(shí)函數(shù) delay_nus(unsigned int n)。這個(gè)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)更小的延時(shí)，它的延時(shí)單位是微秒，即千分之一毫秒，參數(shù)n為延時(shí)微秒數(shù)。</p><p><b>　　while(1)</b></p><

51、p><b>　　{</b></p><p>　　PB0=1; //PB0 輸出高電平</p><p>　　delay_nus(1500); //延時(shí) 1.5ms </p><p>　　PB0=0; //PB0 輸出低電平</p><p>　　delay_nus(

52、20000); //延時(shí) 20ms </p><p><b>　　}</b></p><p>　　如果使用這個(gè)代碼段，就會(huì)輸出圖2-4所示的脈沖信號(hào)。PB0 腳輸出的波形如圖2-4所示。此時(shí)，連接到該腳的機(jī)器人輪子將靜止不動(dòng)。如果它在慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，就說(shuō)明你的機(jī)器人伺服電機(jī)可能沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)整。伺服電機(jī)的調(diào)零其實(shí)是調(diào)節(jié)電機(jī)內(nèi)部的基準(zhǔn)電路，使其滿足要求。</p>

53、<p>　　同樣，用下面的程序片斷，編譯、連接下載執(zhí)行代碼，觀察連接到 PB0 腳的機(jī)器人輪子將順時(shí)針全速旋轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　PB0=1; //PB0 輸出高電平</p>

54、<p>　　delay_nus(1300); //延時(shí) 1.3ms </p><p>　　PB0=0; //PB0 輸出低電平</p><p>　　delay_nus(20000); //延時(shí) 20ms </p><p><b>　　}[11]</b></p><p>　　圖2

55、-7伺服電機(jī)連線圖</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的驅(qū)動(dòng)芯片為MAX232EEPE。MAX232是一種把電腦的串行口RS-232信號(hào)電平（-10 ，+10v）轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所用到的TTL信號(hào)電平（0 ，+5）的芯片。 </p><p>　　圖2-8 MAX232引腳圖</p><p>　　引腳介紹：第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只

56、電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT

57、、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。 </p><p>　　主要特點(diǎn)：（1）符合所有的RS-232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）只需要單一 +5V電源供電 。（3）片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+、V-。（4）功耗低，典型供電電

58、流5mA。（5）內(nèi)部集成2個(gè)RS-232C驅(qū)動(dòng)器。（6）內(nèi)部集成兩個(gè) RS-232C接收器[12]。</p><p>　　圖2-9 MAX232的基本接線圖</p><p>　　圖2-10 MAX232接線圖</p><p>　　2.2.3 尋線模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用紅外傳感器對(duì)智能車(chē)進(jìn)行導(dǎo)航，紅外傳感器的工作原理

59、電路圖如圖2-11所示。工作過(guò)程分析如下：</p><p>　　圖2-11 紅外傳感器原理圖</p><p>　　由該工作原理圖知道當(dāng)通過(guò)程序控制單片機(jī)的內(nèi)部電路給PC2口輸出高電平此時(shí)三極管被導(dǎo)通，LED開(kāi)始發(fā)光，當(dāng)發(fā)射出來(lái)的光被障礙物反射回來(lái)的時(shí)候被光敏二極管所接受光敏二極管被導(dǎo)通此時(shí)輸出低電平表示前面有障礙物，如果發(fā)射出去的光沒(méi)有被反射回來(lái)，光敏二極管沒(méi)有接受到光此時(shí)光敏處于截止的狀

60、態(tài)此時(shí)輸出的是高電平，表示前面沒(méi)有障礙物[13]。</p><p>　　首先來(lái)了解下傳感器的工作原理，這樣才可以根據(jù)傳感器的特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路，從而達(dá)到對(duì)智能車(chē)的控制實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。傳感器的原理圖如下：（見(jiàn)圖2-12）</p><p>　　圖2-12 距離檢測(cè)的傳感器的原理圖</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)距離檢測(cè)中用的傳感器是紅外傳感器，利用了紅外檢測(cè)裝置

61、對(duì)不同頻率的紅外光的靈敏度的不同即低靈敏度的頻率，為了讓探測(cè)器探測(cè)到反射回來(lái)的紅外光，所以物體離探測(cè)器的距離必須很近，高靈敏度的頻率可以探測(cè)距離比較遠(yuǎn)的障礙物。由上面的原理圖知道在這里選用了5種不同的頻率分別得29370Hz，31230Hz，33050Hz，35700Hz,38460Hz將智能車(chē)的前進(jìn)方向大概劃分為6個(gè)區(qū)域，當(dāng)發(fā)射的紅外光的頻率是29370Hz的時(shí)候，由于該頻率的靈敏度低，所以該頻率的紅外光只能探測(cè)智能車(chē)前進(jìn)方向的區(qū)域0

62、該區(qū)域靠近探測(cè)器，如果探測(cè)器探測(cè)到了返回來(lái)的紅外光說(shuō)明在區(qū)域0有障礙物，因?yàn)椴煌念l率只能工作在一定得范圍里，這樣就可以確定障礙物離智能車(chē)的大概距離，如果發(fā)射的頻率是29370Hz沒(méi)有被探測(cè)器探測(cè)到說(shuō)明區(qū)域0沒(méi)有障礙物，而發(fā)射的頻率31230Hz，33050Hz，35700Hz,38460Hz都被探測(cè)器探測(cè)到說(shuō)明區(qū)域1有障礙物，如果發(fā)射的頻率29370Hz，31230Hz，都沒(méi)有被探測(cè)器探測(cè)到，而如果發(fā)射的頻率33050Hz，35700

63、Hz,38460Hz被探測(cè)器探測(cè)到，說(shuō)明區(qū)域2存在障礙</p><p><b>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，將反復(fù)用到三款軟件： WinAVR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、SL ISP下載軟件、串口調(diào)試軟件。</p><p>　　3.1 WinAVR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境</p><p>　　WinAVR（

64、讀作whenever）是一套開(kāi)源的開(kāi)發(fā)工具的總稱(chēng)，用來(lái)在Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)Atmel AVR系列RISC微控制器。</p><p>　　3.2 SL ISP軟件下載工具</p><p>　　該軟件是廣州天河雙龍電子有限公司推出的一款I(lǐng)SP下載軟件，使用該軟件將可執(zhí)行文件下載到機(jī)器人單片機(jī)上，速度、穩(wěn)定性不錯(cuò)。該軟件的使用需要計(jì)算機(jī)有并行口。</p><p>　　

65、3.3 串口調(diào)試軟件</p><p>　　此軟件是用來(lái)顯示單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的交互信息的。在硬件上，計(jì)算機(jī)至少要有串口或 USB 接口來(lái)與單片機(jī)的串口連接。串口通訊因具有簡(jiǎn)單，組網(wǎng)方便的特點(diǎn)，在設(shè)備通訊中廣泛使用。普通計(jì)算機(jī)中采用的是RS232通用通訊接口，通過(guò)此接口，計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單方便地與外圍設(shè)備進(jìn)行通訊。在單片機(jī)控制領(lǐng)域，設(shè)備與設(shè)備之間的通訊常用串行通訊方式，常采用的硬件通訊網(wǎng)絡(luò)為RS485/RS422/RS232等

66、。在設(shè)備開(kāi)發(fā)或設(shè)備維護(hù)過(guò)程中，常常需要對(duì)設(shè)備通訊過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，用于判斷通訊是否正常。實(shí)現(xiàn)這個(gè)調(diào)試過(guò)程，需要計(jì)算機(jī)通訊軟件對(duì)通訊過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[15]。</p><p>　　3.4 WinAVR簡(jiǎn)介</p><p>　　3.4.1 WinAVR的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　?。?）免費(fèi)且開(kāi)源。因?yàn)槠涿赓M(fèi)，所以可以減少項(xiàng)目資金開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)，在版權(quán)控制

67、比較好的國(guó)外，WinAVR的使用者是很多的，因此交流、學(xué)習(xí)的平臺(tái)更大。（2）優(yōu)化效率高。(3)利于平臺(tái)遷移。引擎GCC是Linux的唯一開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，學(xué)習(xí)GCC對(duì)于遷移到其他嵌入式平臺(tái)是十分有利的。(4)配置靈活，可定制性強(qiáng)[16]。</p><p>　　3.4.2 WinAVR使用快速入門(mén) </p><p>　　下面的范例程序也可以直接參照光盤(pán)里的范例，里面有詳細(xì)的注釋說(shuō)明 </p&g

68、t;<p>　?。?）運(yùn)行PN，下面介紹PN如何編寫(xiě)、編譯AVR C語(yǔ)言源程序的分解步驟： </p><p><b>　　圖3-1 運(yùn)行</b></p><p>　?。?）新建工程組（Project Group） </p><p>　　圖3-2 新建工程組</p><p>　?。?）新建工程（P

69、roject）</p><p><b>　　圖3-3 新建工程</b></p><p>　?。?）把工程保存為main的工程名。</p><p>　?。?）點(diǎn)擊“New”新建按鈕，將建立一個(gè)文件名為“new”的文本文件</p><p>　　圖3-4 建立文本文件</p><p>　?。?）可以在文

70、本框里輸入或粘貼入C代碼（本范例程序代碼請(qǐng)見(jiàn)光盤(pán)），然后點(diǎn)擊“Save”保存</p><p><b>　　圖3-5 保存</b></p><p>　?。?）把文件保存為“main.c”文件，然后點(diǎn)擊“保存”</p><p>　　圖3-6 保存為“main.c”文件</p><p>　?。?）在“main”工程上點(diǎn)擊右鍵，

71、彈出菜單，選擇“Add Files”</p><p><b>　　圖3-7 彈出菜單</b></p><p>　　（9）把剛才的main.c文件添加到工程中</p><p>　　圖3-8 添加main.c</p><p>　?。?0） 現(xiàn)在要先從光盤(pán)里提供的范例程序里任意一個(gè)程序包里的一個(gè)名為“Makefile”拷貝到當(dāng)

72、前的工程文件包里，為什么要拷貝這個(gè)文件到剛才建立的工程包里呢？因?yàn)槲覀兊酶嬖VPN選擇的AVR的型號(hào)、工作頻率等。在WinAVR上也有一個(gè)叫mfile的應(yīng)用程序去處理這個(gè)Makefile 文件。但mfile 的缺陷很多，不好用，并且容易弄錯(cuò)。推薦直接用PN打開(kāi)修改這個(gè)文件，然后保存。為了方便閱讀與修改，我們將最常用的內(nèi)容，放到Makefile的最前面，并且作了中文注解。下面是打開(kāi)已經(jīng)拷貝工程目錄下的Makefile文件 </p>

73、;<p>　　圖3-9 打開(kāi)Makefile文件</p><p>　?。?1）再特意說(shuō)明下：這個(gè)Makefile文件大家可以直接從配套光盤(pán)里的范例程序里的任意一個(gè)程序包里拷貝一個(gè)到當(dāng)前的目錄下即可，然后打開(kāi)后要對(duì)其進(jìn)行一些修改。</p><p>　　圖3-10 拷貝程序</p><p>　?。?2）打開(kāi)Makefile，只要對(duì)MCU、F_CPU、TAR

74、GET，三項(xiàng)進(jìn)行修改。注意MCU的命名要按規(guī)范命名，否則到時(shí)候PN編譯的時(shí)候會(huì)提示找不到型號(hào)；F_CPU（CPU頻率）設(shè)置為8000000Hz,即8MHz；TARGET還是要以main為名，因?yàn)橹靶陆ǖ墓こ?、C代碼源程序都是以main為名的，如果這里的命名和剛才新建的工程、C代碼文件名不一致，都將導(dǎo)致接下去的編譯工作無(wú)法進(jìn)行。</p><p><b>　　圖3-11 修改</b></

75、p><p>　?。?3）修改Makefile后，點(diǎn)擊“Save”保存</p><p>　　圖3-12 保存修改程序</p><p>　?。?4）修改完Makefile后一定要先Make Clean一下！才能保證下面的編譯不會(huì)出錯(cuò)！ </p><p>　　圖3-13 Make Clean</p><p>　　（1

76、5）點(diǎn)擊Make All編譯源程序，以后如果有對(duì)源程序進(jìn)行修改后，只要Make All編譯就可以了；除非修改了Makefile里的參數(shù)，那就一定要先Make Clean以保證編譯不受干擾。</p><p>　　圖3-14 Make All</p><p>　?。?6）編譯成功后，會(huì)有如下的 Process Exit Code: 0 的信息。如果結(jié)果不是0，表明編譯有問(wèn)題，請(qǐng)檢查當(dāng)前工程目錄

77、是否有main.c 與 Makefile 兩個(gè)文件，或是程序里有錯(cuò)誤，一一排除才能編譯成功。</p><p><b>　　圖3-15 編譯</b></p><p>　?。?7）編譯成功后，原來(lái)只有2個(gè)文件的目錄，現(xiàn)在變成了如下圖的文件清單，main.hex是要下載到AVR芯片里讓其運(yùn)行的文件[17,18,19]。</p><p>　　圖3-16

78、 編譯成功</p><p><b>　　3.5 編程思路</b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所用編程語(yǔ)言為C語(yǔ)言。如今單片機(jī)的編程語(yǔ)言主要為匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言是一種用文字助記符來(lái)表示機(jī)器指令的符號(hào)語(yǔ)言，是最接近機(jī)器碼的一種語(yǔ)言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是不同的CPU，其匯編語(yǔ)言可能有所差異，所以不易移植。C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的高級(jí)語(yǔ)言。其

79、優(yōu)點(diǎn)是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)為智能車(chē)設(shè)計(jì)的行走路線為走“田”字。控制思想為通過(guò)單片機(jī)微控制器控制智能車(chē)左右輪子的正反轉(zhuǎn)，從而控制智能車(chē)向前行走、原地左轉(zhuǎn)、原地右轉(zhuǎn)、向后行走。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的編程思路為編程出智能車(chē)向前行走、原地左轉(zhuǎn)、原地右轉(zhuǎn)、向后行走的程序，再用數(shù)組建立復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)路線為：向前運(yùn)行6秒→原地右轉(zhuǎn)→向前運(yùn)行6秒→原地左轉(zhuǎn)→向后

80、運(yùn)行6秒→原地右轉(zhuǎn)→向后運(yùn)行6秒→原地左轉(zhuǎn)→向前運(yùn)行3秒→原地右轉(zhuǎn)→向前運(yùn)行6秒→原地左轉(zhuǎn)→向前運(yùn)行3秒→原地右轉(zhuǎn)→向后運(yùn)行3秒→原地左轉(zhuǎn)→向后運(yùn)行6秒→原地右轉(zhuǎn)→向后運(yùn)行3秒→停止。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要控制程序如下：</p><p>　　#include<BoeBot.h> </p><p>　　#include<uart.h

81、> </p><p>　　void Forward(void) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i; </b></p><p>　　for(i=1;i<=130;i++)</p><p><b>　　{ &l

82、t;/b></p><p><b>　　PB1=1;</b></p><p>　　delay_nus(1700); </p><p><b>　　PB1=0; </b></p><p><b>　　PB0=1;</b></p><p>　　dela

83、y_nus(1300); </p><p><b>　　PB0=0;</b></p><p>　　delay_nms(20); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Left_T

84、urn(void) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i; </b></p><p>　　for(i=1;i<=26;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>

85、　　PB1=1;</b></p><p>　　delay_nus(1300); </p><p><b>　　PB1=0; </b></p><p><b>　　PB0=1;</b></p><p>　　delay_nus(1300); </p><p><

86、b>　　PB0=0;</b></p><p>　　delay_nms(20); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Right_Turn(void)</p><p><b&g

87、t;　　{</b></p><p><b>　　int i; </b></p><p>　　for(i=1;i<=26;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　PB1=1;</b></p><p>

88、;　　delay_nus(1700); </p><p><b>　　PB1=0; </b></p><p><b>　　PB0=1;</b></p><p>　　delay_nus(1700); </p><p><b>　　PB0=0;</b></p><

89、;p>　　delay_nms(20); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Backward(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><

90、b>　　int i; </b></p><p>　　for(i=1;i<=130;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　PB1=1;</b></p><p>　　delay_nus(1300); </p><p&g

91、t;<b>　　PB1=0;</b></p><p><b>　　PB0=1;</b></p><p>　　delay_nus(1700); </p><p><b>　　PB0=0;</b></p><p>　　delay_nms(20); </p><p

92、><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　int main(void) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　char Navigation[26]={'F','F'

93、,'R','F','F','L','B','B','R','B','B','L','F','R','F','F','L','F','R','B',

94、9;L','B','B',‘R’,'B','Q'};</p><p>　　int address=0; </p><p>　　uart_Init(); </p><p>　　printf("Program Running!\n");</p><p>　

95、　while(Navigation[address]!='Q') </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　switch(Navigation[address]) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　case 'F':

96、Forward();break; </p><p>　　case 'L':Left_Turn();break; </p><p>　　case 'R':Right_Turn();break; </p><p>　　case 'B':Backward();break; </p><p><b

97、>　　} </b></p><p>　　address++; </p><p><b>　　} </b></p><p>　　while(1); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　此畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的頭文件有BoeBot.h和uart

98、.h，其中定時(shí)程序BoeBot.h的程序如下所示：</p><p>　　#pragma ASM</p><p><b>　　nop ；</b></p><p>　　#pragma ENDASM，*/</p><p>　　void delay_nus(unsigned int i) </p><p&

99、gt;<b>　　{ </b></p><p><b>　　i=i/10;</b></p><p>　　while(--i);</p><p><b>　　} </b></p><p>　　void delay_nms(unsigned int n) </p>

100、<p><b>　　{ </b></p><p><b>　　n=n+1;</b></p><p>　　while(--n) </p><p>　　delay_nus(900); </p><p><b>　　} </b></p>

101、<p>　　另一頭文件串口中斷驅(qū)動(dòng)程序uart.h的程序如下所示：</p><p>　　#include <AT89X52.h></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#define XTAL 11059200</p><p>　　#define baudrate

102、9600</p><p>　　#define OLEN 8 //串行發(fā)送緩沖區(qū)大小</p><p>　　unsigned char ostart; //發(fā)送緩沖區(qū)起始索引</p><p>　　unsigned char oend; //發(fā)送緩沖區(qū)結(jié)束索引</p><p>　　char idata outbuf[OLEN

103、]; //發(fā)送緩沖區(qū)存儲(chǔ)數(shù)組</p><p>　　#define ILEN 8 //串行接收緩沖區(qū)大小</p><p>　　unsigned char istart; //接收緩沖區(qū)起始索引</p><p>　　unsigned char iend; //接收緩沖區(qū)結(jié)束索引</p><p>　　char idata

104、 inbuf[ILEN]; //接收緩沖存儲(chǔ)數(shù)組</p><p>　　bit bdata sendfull; //發(fā)送緩沖區(qū)滿標(biāo)志</p><p>　　bit bdata sendactive; //發(fā)送有效標(biāo)志</p><p>　　/*串行中斷服務(wù)程序*/</p><p>　　static void com_isr(void) in

105、terrupt 4 using 1 //串口中斷</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　//-------------接收數(shù)據(jù)中斷--------------</p><p><b>　　char c;</b></p><p>　　if(RI) /

106、/接收中斷</p><p>　　{ </p><p>　　c=SBUF; //讀字符</p><p>　　RI=0; //清接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志</p><p>　　if(istart+ILEN!=iend)</p><p><b>　　{ </b></p>

107、;<p>　　inbuf[iend++&(ILEN-1)]=c; //緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//-------------發(fā)送數(shù)據(jù)中斷--------------</p><p>

108、<b>　　if(TI)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　TI=0; //清發(fā)送中斷標(biāo)志</p><p>　　if(ostart!=oend)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　SBU

109、F=outbuf[ostart++&(OLEN-1)];//向發(fā)送緩沖區(qū)傳送字符</p><p>　　sendfull=0; //設(shè)置緩沖區(qū)滿標(biāo)志位</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{

110、</b></p><p>　　sendactive=0; //設(shè)置發(fā)送無(wú)效</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　

111、　//PUTBUF: 寫(xiě)字符到SBUF或發(fā)送緩沖區(qū)</p><p>　　void putbuf(char c)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(!sendfull) //如果緩沖區(qū)不滿就發(fā)送</p><p><b>　　{</b></p><

112、p>　　if(!sendactive) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　sendactive=1; //直接發(fā)送一個(gè)字符</p><p>　　SBUF=c; //寫(xiě)到SBUF啟動(dòng)緩沖區(qū)</p><p><b>　　}</b></p>

113、<p><b>　　else </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　ES=0; //暫時(shí)串行口關(guān)閉中斷</p><p>　　outbuf[oend++&(OLEN-1)]=c; //向發(fā)送緩沖區(qū)傳送字符</p><p>　　if((

114、(oend^ostart)&(OLEN-1))==0) </p><p>　　{ sendfull=1;} //設(shè)置緩沖區(qū)滿標(biāo)志</p><p>　　ES=1; //打開(kāi)串行口中斷</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p

115、><p><b>　　}</b></p><p>　　//putchar:中斷控制putchar函數(shù)</p><p>　　//替換標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)putchar程序</p><p>　　//printf函數(shù)使用putchar輸出一個(gè)字符</p><p>　　char putchar (char c)<

116、/p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if (c=='\n') //增加新的行</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(sendfull); //等待發(fā)送緩沖區(qū)空</p><p>　　pu

117、tbuf(0x0D); //對(duì)新行在LF前發(fā)送CR</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(sendfull); </p><p>　　putbuf(c);</p><p>　　return(c);</p><p><b>　　}</b&g

118、t;</p><p>　　//_getkey:中斷控制_getkey函數(shù)</p><p>　　//替換標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)_getkey程序</p><p>　　//getchar和gets函數(shù)使用_getkey</p><p>　　char _getkey(void)</p><p><b>　　{ </b&g