哈尔滨工程大学本科生毕业论文
3.1.4 遥控电路与语音识别模块的连接????????18 3.2 数码管、发光二极管显示模块的设计?????????18
3.2.1 多位数码管扫描显示原理???????????18 3.2.2 工作状态指示灯及转向灯的设计????????19 3.2.3 显示模块电原理图??????????????19 3.2.4 显示任务的软件设计?????????????20 3.3 声音提示功能的设计????????????????20 3.4 前轮转向模块的设计????????????????21
3.4.1 前轮转向的机械结构设计???????????21 3.4.2 前轮转向中点校准功能的设计?????????22 3.4.3 步进电机驱动芯片??????????????22 3.4.4 前轮转向任务的软件设计???????????22 3.5 后轮驱动模块的设计????????????????24
3.5.1 直流电机驱动芯片L298N???????????24 3.5.2 后轮驱动任务的软件设计???????????25 3.6 里程检测模块的设计????????????????25
3.6.1 探头的选型与安装??????????????25 3.6.2 软件消抖与硬件消抖的比较??????????26 3.6.3 里程检测任务的软件设计???????????26 3.7 超声测距模块的设计????????????????27
3.7.1 超声测距的理论依据?????????????27 3.7.2 超声发射电路????????????????27 3.7.3 超声接收电路????????????????28 3.7.4 超声测距任务的软件设计???????????29 3.8 光源方向探测模块的设计??????????????30
3.8.1 旋转机构设计????????????????30 3.8.2 亮度检测电路的选型与设计??????????31
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3.8.3 寻找光源方向任务的软件设计?????????32 3.9 行驶路线的记录与重放模块的设计??????????33
3.9.1 该模块的功能概述??????????????33 3.9.2 AT24C08串行EEPROM介绍???????????33 3.9.3 存储记录的格式???????????????33 3.9.4 手动模式下记录行驶路线功能的软件设计????33 3.9.5 重放行驶路线功能的软件设计?????????34 3.10 双机串行通信模块的软件设计???????????35
3.10.1 通信方式的选型??????????????35 3.10.2 双机串行通信的软件设计??????????35 3.11 语音识别功能的设计???????????????36
3.11.1 凌阳语音压缩算法?????????????37 3.11.2 语音识别模块的软件设计??????????37 3.12 本章小结????????????????????37
第4章 系统软件的设计?????????????????39
4.1 单片机的C语言程序设计简介????????????39 4.2 系统的三种工作模式????????????????39 4.3 手动模式的设计??????????????????40 4.4 自动寻找光源模式的设计??????????????40
4.4.1 功能分析??????????????????40 4.4.2 寻找光源的策略???????????????41 4.4.3 自动寻找光源的软件设计???????????41 4.4.5 该功能模块存在的一些问题??????????41 4.5 走数字及路线重放模式的设计????????????44 4.6 本章小结?????????????????????44
第5章 系统的组装、调试和测试?????????????45
5.1 系统的组装、调试?????????????????45
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5.2 遥控距离的测试??????????????????45 5.3 时间显示功能的测试????????????????45 5.4 里程显示功能的测试????????????????46 5.5 超声测障碍功能的测试???????????????46 5.6 走数字功能的测试?????????????????46 5.7 行驶路线记录与重放功能的测试???????????47 5.8 自动寻找光源功能的测试??????????????47 5.9 语音识别功能的测试????????????????47 5.10 本章小结????????????????????48
结论???????????????????????????49 致谢???????????????????????????50 参考文献????????????????????????51 附录???????????????????????????52
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第1章 绪论
1.1 概述
单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域，配以各种接口传感器可以实现系统的智能化。无论是在工业控制领域、医疗卫生领域、还是在国防军事领域、航天航空领域，微控制器都起着举足轻重的作用。从最初的8位控制器到现在的16位、32位控制器都还有很大的发展和应用空间。
目前市场上已有很多种用超声波传感器制作的产品，在汽车电子领域，用超声波传感器做的倒车雷达可以提高汽车行驶的安全性。对汽车驾驶员来说车身后方是一个视线的“死区”，倒车时得非常小心，倒车雷达的出现就解决了这一问题，当车身后方有障碍时能及时发出警告。
语音识别技术也日趋完善，在机器人领域，要想用语言和机器人“交谈”，首先就要解决语音的识别问题。可以用语音识别技术做成电话声控拨号、声控家电、儿童玩具等。语音识别技术还有待于进一步的发展。本设计中采用凌阳61板做的声控系统可以用语音控制小车的前进、后退、左转、右转、停止。
1.2 设计要求及主要功能介绍
根据题目要求，本设计需要完成的以下几项功能： （1）红外遥控功能，启停、自动或手动； （2）前或后直线行进； （3）任意曲线行进； （4）测距避障功能； （5）显示行进距离； （6）精确查找光源。
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另外，在设计过程中又扩展了一些功能，比如声控功能、记录与重放行驶路线功能等。 1.2.1 手动控制功能
在手动控制模式下，可以控制小车的前进、后退、左转、右转、停止、漏粉、显示时间、显示里程，若在行驶过程中遇到障碍小车将自动停止，并发出声光警告信号。同时，在转弯或后退时相应的转向灯和倒车灯会闪烁发光，小车接收到一个按键命令后除了执行相应的动作外蜂鸣器还会响一声，以告知操作者已收到了命令。
在手动控制模式下，还设置了一个记录行驶路线的开关。操作者按下这个开关后，先选择这一次记录的路线的名称，此后对小车的控制命令将被存入EEPROM中，直至操作者再按下一次这个开关结束这次路线的记录。记录的路线可在重放路线模式下重放。 1.2.2 自动寻找光源功能
在自动寻找光源模式下，小车可以自动查找光源的方向，然后自动行驶到光源的附近。在自动行驶过程中若遇到障碍，小车将自动采取一些避障措施避开障碍。此外在寻找过程中操作者若按下“显示模式切换键”数码管显示的内容将在时间和里程之间切换，若按下“停止”键，小车将立即停止寻找光源，然后等待切换到其他模式。 1.2.3 超声避障功能
在手动模式、自动寻找光源模式、重放路线模式下超声测障模块始终工作。在前进时发现前方有障碍，或在后退时发现后方有障碍小车都将立即停车，并发出声光报警信号告知操作者。障碍检测的距离调整在20厘米内，即只有在20厘米之内有障碍时小车才会做出避让动作，在这个范围之外的障碍小车不予处理。 1.2.4 记录路线与重放路线功能
在手动模式下打开记录路线开关，开始记录路线；在重放路线模式下选择重放的路线，开始重放指定的路线。在重放过程中遇到障碍
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