本次任務(wù)設(shè)計(jì)了一款功能比較強(qiáng)大的智能小車(chē)，具有以下幾個(gè)功能：尋跡、避障、發(fā)光發(fā)聲。小車(chē)由拍手啟動(dòng)電機(jī)，可以按照給定的黑色軌跡行駛，由前端的LED燈指示方向，并且在尋跡過(guò)程中，位于后方的LED燈實(shí)現(xiàn)流水燈的功能；在遇到障礙物時(shí)，由前端檢測(cè)到后蜂鳴器報(bào)警，小車(chē)后退3秒并由數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)，后退3秒后小車(chē)向右轉(zhuǎn)向調(diào)整角度來(lái)避過(guò)障礙，避障過(guò)程中的LED全滅。本小車(chē)以前輪的兩個(gè)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)各種傳感器件，采集各種信息，送入主控單元AT89S52單片機(jī)，處理數(shù)據(jù)后完成相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制即可完成一系列動(dòng)作。
一、設(shè)計(jì)目的
利用一個(gè)以8位單片機(jī)為核心的小型單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)完成一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，從項(xiàng)目的可行性分析、硬件測(cè)試、系統(tǒng)的框圖構(gòu)造、到軟件的設(shè)計(jì)調(diào)試，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的相關(guān)知識(shí)，掌握具有A/D、七段LED顯示，RS-485通信、watchdog的接口電路的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法。培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)思想和科學(xué)研究能力，使學(xué)生在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和動(dòng)手能力等方面有所提高，初步達(dá)到能夠設(shè)計(jì)、調(diào)試一個(gè)小型單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，并了解工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施的全過(guò)程。
二、設(shè)計(jì)任務(wù)分析
（一）、設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容
1、小車(chē)可按設(shè)計(jì)行走
2、可避障，避懸崖
3、可按固定路線尋跡行駛
（三）、硬件環(huán)境
計(jì)算機(jī)、偉福系統(tǒng)仿真器、89C51單片機(jī)
（四）、設(shè)計(jì)思路
要求明確設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容、任務(wù)分工、硬件環(huán)境、設(shè)計(jì)思路等；首先對(duì)LED燈、七段數(shù)碼顯示管、話(huà)筒、光敏電阻、按鍵以及蜂鳴器進(jìn)行自檢確保硬件的正常使用，根據(jù)任務(wù)目標(biāo)要求小車(chē)可以實(shí)現(xiàn)尋跡、避障等功能。
次任務(wù)在分塊設(shè)計(jì)程序完成各種外設(shè)以及傳感器的檢測(cè)后，對(duì)各個(gè)檢測(cè)模塊進(jìn)行優(yōu)化，先進(jìn)行前端紅外檢測(cè)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)三組紅外探測(cè)在分別檢測(cè)到信號(hào)后控制小車(chē)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止功能，三部分完成后進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)左側(cè)檢測(cè)到黑線、右轉(zhuǎn)、前段右側(cè)LED亮，右側(cè)檢測(cè)到黑線、左轉(zhuǎn)、前段左側(cè)LED亮，這里的目的是實(shí)現(xiàn)尋跡功能；然后，在前端檢測(cè)到信號(hào)（即障礙物）時(shí)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，小車(chē)后退3秒并由數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)，右轉(zhuǎn)，這里的目的是完成避障功能；主要任務(wù)完成后，需要盡可能的加入外設(shè)，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了在尋跡時(shí)后排LED的流水燈以及聲控啟動(dòng)小車(chē)，加入到了主程序中。
框圖
、自檢程序框圖
蜂鳴器自檢框圖
說(shuō)明：蜂鳴器的自檢采用給定兩種延時(shí)不同的聲音，循環(huán)實(shí)現(xiàn)蜂鳴器的響應(yīng)。經(jīng)檢驗(yàn)小車(chē)的蜂鳴器焊接沒(méi)有問(wèn)題。
光敏自檢框圖
說(shuō)明：光敏電阻在有遮擋時(shí)可以認(rèn)為是黑天，因此有遮擋時(shí)（p05=0）小車(chē)的所有燈亮,無(wú)遮擋時(shí)燈滅。經(jīng)檢驗(yàn)，小車(chē)光敏電阻、前板指示燈以及LED燈沒(méi)有問(wèn)題。
3.話(huà)筒自檢框圖
說(shuō)明：?jiǎn)?dòng)小車(chē)后，話(huà)筒檢測(cè)到高聲后，小車(chē)直走；再次檢測(cè)到高聲后，小車(chē)停止。經(jīng)檢驗(yàn)，小車(chē)的話(huà)筒以及電機(jī)焊接沒(méi)有問(wèn)題。 4.按鍵自檢框圖
說(shuō)明：?jiǎn)?dòng)小車(chē)后，按下s2鍵時(shí)小車(chē)直走，按下s1鍵時(shí)，小車(chē)停止。經(jīng)檢驗(yàn)，此程序可循環(huán)執(zhí)行并且小車(chē)的按鍵焊接沒(méi)有問(wèn)題。 5.數(shù)碼管自檢框圖
說(shuō)明：這里直接給編程使七段數(shù)碼管全部點(diǎn)亮。經(jīng)檢驗(yàn)，小車(chē)的數(shù)碼管焊接沒(méi)有問(wèn)題。
6.前板紅外探頭自檢框圖
說(shuō)明：當(dāng)前方的紅外探測(cè)到障礙物時(shí)，前板的兩個(gè)燈都亮；左邊檢測(cè)到黑線時(shí)，左燈亮；右邊檢測(cè)到黑線時(shí)，右燈亮，這部分程序可以循環(huán)執(zhí)行。經(jīng)檢驗(yàn)，小車(chē)的三個(gè)紅外探頭焊接沒(méi)有問(wèn)題。（二）、主程序框圖
說(shuō)明：聲控啟動(dòng)小車(chē)，直行，如果當(dāng)前前方紅外探頭沒(méi)有檢測(cè)到障礙，左右紅外也沒(méi)有檢測(cè)到黑線，則直行；如果右側(cè)檢測(cè)到黑線，左轉(zhuǎn)，左燈亮；如果左側(cè)檢測(cè)到黑線，右轉(zhuǎn)，右燈亮；如果前方檢測(cè)到障礙物，小車(chē)馬上后退，然后右轉(zhuǎn)調(diào)整角度；執(zhí)行完避障程序后，繼續(xù)執(zhí)行尋跡程序。 #include<reg51.h>
typedef unsigned int u16; //定義變量
sbit p06=P0^6; //蜂鳴器
void delay(u16 i) //延時(shí)程序
{while(i--);} //i=1大約為1us
void fm() //主程序
{ while(1) //循環(huán)
{ p06=0; //蜂鳴器響
delay(10000);
p06=1; //蜂鳴器停止響聲
delay(5000);} }
光敏自檢程序
#include<reg51.h>
sbit p05=P0^5; //光敏電阻
sbit p20=P2^0; //前端左側(cè)燈
sbit p07=P0^7; //前端右側(cè)燈
typedef unsigned int u16; //定義變量
void delay(u16 i) //延時(shí)程序
{while(i--);} //i=1大約1us
void gm() //主程序
{ while (1) //循環(huán)
{ if(p05==0) //光敏電阻被遮擋
{ p1=0x00; //后排燈全亮
p07=0; //前端右側(cè)燈亮
p20=0;} //前端左側(cè)燈亮
else
{ p1=0xff; //后排燈全熄滅
p07=1; //前端右側(cè)燈熄滅
p20=1; }}} //前端左側(cè)燈熄滅
話(huà)筒自檢程序
#include<reg51.h>
typedef unsigned int u16; //定義變量
sbit B1=P0^4; //麥克風(fēng)
void delay(u16 i) //延時(shí)程序
{ while(i--); } //i=1大約1us
void go() //前進(jìn)
{ p00=0;
p01=1; //左電機(jī)前進(jìn)
p02=1;
p03=0;} //右電機(jī)前進(jìn)
void stop() //停止
{p00=0;
p01=0; //左電機(jī)停止
p02=0;
p03=0;} //右電機(jī)停止
void main() //主程序
{ while(1) //循環(huán)
{ if(B1==0) //麥克風(fēng)檢測(cè)到聲音信號(hào)
{ go();} //前進(jìn)
if(B1==0) //麥克風(fēng)再次檢測(cè)到聲音信號(hào)
{ stop();}}} //停止
按鍵自檢程序
#include<reg51.h>
typedef unsigned int u16; //定義變量
sbit s1=P3^2; //左側(cè)開(kāi)關(guān)S1
sbit s1=P3^4; //右側(cè)開(kāi)關(guān)S2
sbit p00=P0^0; //左側(cè)電機(jī)
sbit p01=P0^1; //左側(cè)電機(jī)
sbit p02=P0^2; //右側(cè)電機(jī)
sbit p03=P0^3; //右側(cè)電機(jī)
void delay(u16 i) //延時(shí)程序
{while(i--);} //i=1大約為1us
void go() //前進(jìn)
{p00=1;
p01=0;
p02=0;
p03=1;}
void stop() //停止
{p00=0;
p01=0;
p02=0;
p03=0;}
void za() //左開(kāi)關(guān)按鍵
{ if(s1==0) //開(kāi)關(guān)S1按下
{ delay(1000); //消抖
if(s1==0) //S1按下
{stop();} //執(zhí)行停止
Else //S1未按下
{go();}}} //執(zhí)行前進(jìn)
void ya() //右開(kāi)關(guān)按鍵
{if(s2==0) //開(kāi)關(guān)S2按下
{delay(1000); //消抖
if(s2==0) //S2按下
{go();} //執(zhí)行前進(jìn)
else //S2未按下
{stop();}}} //執(zhí)行停止
數(shù)碼管自檢程序
#include<reg51.h>
sbit p21=P2^1; //七段數(shù)碼管g
sbit p22=P2^2; //七段數(shù)碼管f
sbit p23=P2^3; //七段數(shù)碼管e
sbit p24=P2^4; //七段數(shù)碼管d
sbit p25=P2^5; //七段數(shù)碼管c
sbit p26=P2^6; //七段數(shù)碼管b
sbit p27=P2^7; //七段數(shù)碼管a
void go() //主程序
{p21=0; //七段數(shù)碼管g亮
p22=0; //七段數(shù)碼管f亮
p23=0; //七段數(shù)碼管e亮
p24=0; //七段數(shù)碼管d亮
p25=0; //七段數(shù)碼管c亮
p26=0; //七段數(shù)碼管b亮
p27=0;} //七段數(shù)碼管a亮
前板紅外探頭自檢程序
#include<reg51.h>
sbit p37=P3^7; //前端紅外接收
sbit p35=P3^5; //前端左側(cè)紅外接收
sbit p36=P3^6; //前端右側(cè)紅外接收
sbit p20=P2^0; //前端左側(cè)燈
sbit p07=P0^7; //前端右側(cè)燈
sbit p25=P2^5; //七段數(shù)碼管c亮
sbit p26=P2^6; //七段數(shù)碼管b亮
void qian() //前板主程序
{while (1) //循環(huán)
{ if(p37==0) //前端紅外接收端接收到信號(hào)
{p25=0; //七段數(shù)碼管c亮
p26=0;} //七段數(shù)碼管b亮
else
{p25=1; //七段數(shù)碼管c熄滅
p26=1;} //七段數(shù)碼管b熄滅
if(p35==0) //前端左側(cè)紅外接收端接收到信號(hào)
{p20=0; } //前端左側(cè)燈亮
else
{p20=1; } //前端左側(cè)燈熄滅
if(p36==0) //前端左側(cè)紅外接收端接收到信號(hào)
{p07=0; } //前端右側(cè)燈亮
else
{p07=1; } }} //前端右側(cè)燈熄滅
（七）主程序
#include<reg51.h>
typedef unsigned int u16; //定義延時(shí)變量
sbit p00=P0^0; //左電機(jī)
sbit p01=P0^1; //左電機(jī)
sbit p02=P0^2; //右電機(jī)
sbit p03=P0^3; //右電機(jī)
sbit p37=P3^7; //前端紅外
sbit p36=P3^6; //右端紅外
sbit p35=P3^5; //左端紅外
sbit p20=P2^0; //左端指示燈
sbit p07=P0^7; //右端指示燈
sbit p06=P0^6; //蜂鳴器
sbit p10=P1^0; //LED
sbit p11=P1^1; //LED
sbit p12=P1^2; //LED
sbit p13=P1^3; //LED
sbit p14=P1^4; //LED
sbit p15=P1^5; //LED
sbit p16=P1^6; //LED
sbit p17=P1^7; //LED
sbit p04=P0^4; //話(huà)筒
sbit p21=P2^1; //數(shù)碼管
sbit p22=P2^2; //數(shù)碼管
sbit p23=P2^3; //數(shù)碼管
sbit p24=P2^4; //數(shù)碼管
sbit p25=P2^5; //數(shù)碼管
sbit p26=P2^6; //數(shù)碼管
sbit p27=P2^7; //數(shù)碼管
void delay(u16 i) //延時(shí)程序
{while(i--);} //i=1大約延時(shí)1us
void go() //前進(jìn)
{p00=1;
p01=0;
p02=0;
p03=1;}
void right() //左拐
{p00=0;
p01=0;
p02=0;
p03=1;}
void left() //右拐
{p00=1;
p01=0;
p02=0;
p03=0;}
void back() //后退
{p00=0;
p01=1;
p02=1;
p03=0;}
void stop() //停止
{p00=0;
p01=0;
p02=0;
p03=0;}
void deng() //流水燈
{p10=0;
p11=0;
delay(5000);
p12=0;
p13=0;
delay(5000);
p14=0;
p15=0;
delay(5000);
p16=0;
p17=0;
delay(5000);
p17=1;
p16=1;
delay(5000);
p15=1;
p14=1;
delay(5000);
p13=1;
p12=1;
delay(5000);
p11=1;
p10=1;
delay(5000);}
void smgl() //數(shù)碼管顯示
{p27=0;
p26=0;
p25=0;
p24=0;
p21=0;
delay(50000);
delay(50000);
p27=1;
p26=1;
p25=1;
p24=1;
p21=1; //數(shù)碼管顯示‘3’
p27=0;
p26=0;
p24=0;
p23=0;
p21=0;
delay(50000);
delay(50000);
p27=1;
p26=1;
p24=1;
p23=1;
p21=1; //數(shù)碼管顯示‘2’
p25=0;
p26=0;
delay(50000);
delay(50000);
p25=1;
p26=1;} //數(shù)碼管顯示‘1’
void main() //主程序
{ bit s; //聲控變量
if(p04==0)
{s=1;}
else{stop();} //聲控啟動(dòng)
while(s)
{ deng();
if(p36==1&&p35==0) //左端檢測(cè)到黑線，右拐，右端燈亮
{ left();
p20=1;
p07=0;}
if(p36==0&&p35==1) //右端檢測(cè)到黑線，左拐，左端燈亮
{ right();
p07=1;
p20=0; }
if(p35==0&&p36==0) //左右同時(shí)檢測(cè)到黑線，直走
{ go(); }
if(p35==1&&p36==1) //左右同時(shí)未檢測(cè)到黑線，直走
{ go(); }
if(p37==0) //前端檢測(cè)到障礙物
{p06=0; //蜂鳴器響
p07=1;
p20=1; //前板燈滅
delay(5000);
p06=1; //蜂鳴器不響
back(); //后退
smgl(); //數(shù)碼管計(jì)時(shí)'3' '2' '1'
left(); //右拐
delay(50000);
delay(50000);
go();} }} //直行
說(shuō)明：避障時(shí)，小車(chē)后退，蜂鳴器報(bào)警，數(shù)碼管3秒倒計(jì)時(shí)同時(shí)進(jìn)行，然后短時(shí)間右拐調(diào)整車(chē)頭。下面是避障時(shí)實(shí)際的照片。 
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