设计要求 自动壁障,且壁障距离可调 测距精度为 可遥控小车行驶 可测小车行驶路程 可以定时定路程控制小车停止或启动 二设计方案 系统控制模块设计方案论证 方案采用单片机控制系统。单片机带有脉 宽调制输出端口，可直接用来控制电机转速，且其运行速度是单片机的 倍但其口少，即使是管脚的芯片也只有个，不够用时需要扩展 口，比较麻烦。 方案二采用单片机控制系统。主要是通用口多，般不需 要扩展，而且控制指令简单。 由于对系列单片机应用比较熟悉，且系统需要用到的口较多，而 控制电机转速的信号用个定时器即可模拟。所以此次设计选择采用 单片机来控制。 超声波壁障设计方案论证 方案采用多方向超声波测距分析来实现壁障。分别在小车的左中右 三方向放置超声波探头，通过对三个方向超声波的测距数据分析对比确定障碍物 位置，再通过调节小车左右电机转速差控制小车行驶方向实现壁障。 方案二通过步进电机带动对超声波探头旋转进行各方向测距，将各方向 测得数据通过单片机对比分析可得到障碍物方向，然后也是通过调节小车左右电 机转速差控制小车行驶方向实现壁障。 方案需要对的超声波探头，为了防止信号相互干扰各个超声波发送信号 要相互间隔，显得繁杂，而且当障碍物与左右侧的超声波探头大于定角度时将 不能接收到超声波信号，方案二通过度扫描可以很好地检测到各个方向的障 碍物，障碍物判断更可靠，壁障效果更好。因此选用方案二设计。 显示模块设计方案论证 方案采用七段数码管显示相关数据。数码管显示具有高亮可视距 离远寿命长的优点，但是位数码管只能显示位数据，要想同时显示多个数 据，只能增加数码管数目来实现，而且数码管的布线繁杂，数目越多布线越 困难。 方案二采用液晶显示。液晶显示具有耗能少可同时显示数据多 控制指令简单布线简单等优点。 通过对比两种显示方案的优缺点，本次设计决定采用方案二。 三元器件介绍 电机专用驱动达林顿驱动器 是大电流驱动阵列,多用于单片机智能仪表数字量输 出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入电平，输出可 达。是高耐压大电流达林顿陈列,由七个硅达林 顿管组成。的每对达林顿都串联个的基极电阻,在的 工作电压下它能与和电路直接相连,可以直接处理原先需要标准 逻辑缓冲器。具有电流增益高工作电压高温度范围宽带负载 能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。 芯片引脚图 芯片引脚介绍 引脚脉冲输入端，端口对应个信号输出端。 引脚脉冲输入端。 引脚脉冲输入端。 引脚脉冲输入端。 引脚脉冲输入端。 引脚脉冲输入端。 引脚脉冲输入端。 引脚接地。 引脚该脚是内部个续流二极管负极的公共端，各二极管的正极分 别接各达林顿管的集电极。用于感性负载时，该脚接负载电源正极，实现 续流作用。如果该脚接地，实际上就是达林顿管的集电极对地接通。 引脚脉冲信号输出端，对应脚信号输入端。 参考电路接法 引脚脉冲信号输出端，对应脚信号输入端。 引脚脉冲信号输出端，对应脚信号输入端。 引脚脉冲信号输出端，对应脚信号输入端。 引脚脉冲信号输出端，对应脚信号输入端。 引脚脉冲信号输出端，对应脚信号输入端。 引脚脉冲信号输出端，对应脚信号输入端。 四硬件设计 超声波发送接收电路 步进电机驱动电路 串口下载电路 系统整体硬件电路 系统图 五软件设计 设计思路 本次设计软件部分主要包括测距壁障程序遥控参数设置程序显示程序定时器及相 关中断程序。 本次设计采用外部中断接收超声波信号，外部中断接收霍尔传感器信号测行驶路程， 定时器结合外部中断为超声波发送接收计时进行测距，定时器用来产生信号控 制小车转速，定时器为小车行驶计时。为了避免中断冲突造成处理，应该对些中断 设为高优先级，且中断执行程序不应过长。 为了提高壁障灵敏度，步进电机带动超声波探头进行度来回旋转，且对于占用时间 的显示程序能少的应尽量少。 遥控要能实现对小车左右轮控制定路程停止点调节定时停止及启动点调节，以及对 壁障距离调节。 步进电机带动探头旋转测距壁障流程图 开始 发送第个步进电机脉冲信号 发射超声波信号 延时 读定时器值，计算障碍物距离，并记录到中 比较，取得最小值以及对应值记为 障碍物超过设定的距 离，两轮全速行驶 左半边 左灯亮，左轮加速， 右轮减速 右灯亮，右轮减速， 左轮加速 右半边 设计要求 总体设计方案 系统控制模块设计方案论证超声波壁障设计方案论 证 显示模块设计方案论证 元器件介绍 电机专用驱动芯片 超声波接收芯片 霍尔传感器 达林顿驱动器 系统硬件电路 超声波发送接收电路 步进电机驱动电路 串口下载电路 整体系统硬件电路 系统图 系统软件设计 设计思路 步进电机带动探头测距壁障流程图 主程序流程图 系统总程序 总结与体会 设计实物图 参考文献 附录 设计要求 自动壁障,且壁障距离可调 测距精度为 可遥控小车行驶 可测小车行驶路程 可以定时定路程控制小车停止或启动 二设计方案 系统控制模块设计方案论证 方案采用单片机控制系统。单片机带有脉 宽调制输出端口，可直接用来控制电机转速，且其运行速度是单片机的 倍但其口少，即使是管脚的芯片也只有个，不够用时需要扩展 口，比较麻烦。 方案二采用单片机控制系统。主要是通用口多，般不需 要扩展，而且控制指令简单。 由于对系列单片机应用比较熟悉，且系统需要用到的口较多，而 控制电机转速的信号用个定时器即可模拟。所以此次设计选择采用 单片机来控制。 超声波壁障设计方案论证 方案采用多方向超声波测距分析来实现壁障。分别在小车的左中右 三方向放置超声波探头，通过对三个方向超声波的测距数据分析对比确定障碍物 位置，再通过调节小车左右电机转速