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(3)红外避障模块技术参数 ●输出电流:100mA; ●供电电压:5V; ●消耗电流:DC<25mA; ●响应时间: <2ms;
●指向角:≤15°,有效距离3-80CM 可调; ●检测物体:透明或不透明体; ●工作环境温度:-25℃~+55℃。 (4)电路设计
当传感器工作时,发送器(红外发射二极管)通过LM567控制下发送一定频率的红外光束,只要在前方一定角度范围内有障碍物,则有部分光束反射回来,光再通过接收器的前面的光学元件如透镜和光圈滤出有效信号;接收器(光电二极管)感应到反射光,则会产生电信号,然后经过运放器LM741放大后,再输入LM567进行解码,如接收到的频率和发送的频率一样,LM567输出数字信号(0),表示有障碍物;否则输出数字信号(1),表示无障碍物。并带有有输出指
示灯。电路图如图3-19所示。
图3-19 红外避障传感器电路
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4.系统软件的设计
4.1 系统软件流程
4.1.1 主流程
体统上电复位后,首先进行初始化,配置I/O口、传感器驱动、液晶驱动等,然后检测红外避障传感器,判断前方是否有人,若有读取温度传感器温度值和实时时钟时间数据值;检测光敏电阻传感器,判断光线强度;外部中断口检测是否有红外遥控输入,若有输入,再配合是否有人和是否天黑两个外部条件,对红外接收头接收的数据进行红外解码,再把解码数据送入系统执行机构的子程序。系统主流程图如图4-1所示。
图4-1 系统主流程
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4.1.2 红外解码子流程
红外解码子程序,是程序通过定时器外部中断的方式解码出码值数据,在以条件判断的形式结合外部环境条件,计算出执行功能数据、定时数据、温度阈值数据。再每次解码后蜂鸣器都会发出100ms的提示音。红外解码子流程如图4-2所示。
图4-2 红外解码子流程
4.1.3 执行机构子流程
经过红外解码后,得到控制命令。系统先处理实时时钟数据和温度传感器数据,根据控制命令数据,更具是否有人的条件驱动继电器开关1,控制USB端口和LCD背光,没人关闭LCD背光和USB口以节约电量的目的;再根据温度阈值和实际温度值的差值来计算出PWM波的脉冲宽度,并输出PWM波;定时结束则关闭PWM波输出并有定时结束提示音,提示时间一分钟;同时更具外部光线强度智能开启和关闭LED照明的继电器开关。执行机构子流程如图4-3所示。
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图4-3 执行机构子流程
4.2 系统软件编译
4.2.1 编程语言选择
本系统主控芯片为51系列芯片,芯片编程可以选用汇编语言编程和C语言编程,汇编语言过程流程更清晰,代码更优化,不过介于本系统功能比较多,程序量比较大,故选择C语言编程,编程便捷,更容易排错。
4.2.2 编译器选择
KeilC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51编译器功能不断增强,这个集成开发环境包含:编译器,汇编器,实时操作系统,项目管理器,调试器。uVision4 IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。所以选择Keil uVision4最为本次设计的集成开发工具。
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5.系统调试
5.1 硬件调试
5.1.1硬件调试方法 (1)检查电路
焊接好电路后,必须先认真检查电路连线是否有错误。对照电路图,按一定的顺序逐级对应检查。特别要注意检查电源是否接错,电源与地是否有短路,二极管方向和电解电容的极性是否接反,集成电路和晶体管的引脚是否接错,观察焊点是否牢固,应特别注意电源系统检查,以防止电源短路和极性错误,必要时利用数字万用表的短路测试功能,可以缩短排错时间。
(2)排除电源故障
在通电前,一定要检查电源电压的幅值和极性,否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位,检查VCC与GND之间电位,输出啊电压在 5V~4.8V之间属正常。
(3)通电观察
一定要确定电路板电源端无短路现象后,才能给电路接通电源。电源一经接通,不要急于用仪器观测波形和数据,而是要观察是否有异常现象,如冒烟、异常气味、放电的声光、元器件发烫等。如果有,不要惊慌失措,而应立即关断电源,待排除故障后方可重新接通电源。然后,再测量每个集成块的电源引脚电压是否正常,以确信集成电路是否已通电工作。
(4) 指标测试
在电路调试正常之后,开始根据设计要求电路的进行测试。测试并记录测试数据,对测试数据进行分析,最后作出测试结论,以确定电路是否符合设计要求。如有不符,则应仔细检查问题所在。因此,要求在设计的全过程中,要认真、细致,考虑问题要更周全。
5.1.2硬件电路中常用的抗干扰设计方法
(1)抑制干扰源:抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现;减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串
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