哈尔滨工程大学本科生毕业论文
需要加一个反向器才是正确的编码信号；6脚、7脚、10脚、11脚、12脚为5路遥控命令的输出端，分别和TX-2的5路输入端的状态相对应。
另外，为了方便操作，将TX-2的5路功能扩展成9功能，即在遥控发射端可以接9个按键。这是通过对原先的5路输入进行组合得到的。
3.1.4 遥控电路与语音识别模块的连接
语音识别模块采用凌阳61板，可以将SPCE061A单片机的输出引脚直接接到TX-2的输入端，与按键实现“线与”功能，这样遥控发射端的按键和凌阳单片机都可以通过遥控电路给小车发送命令。
3.2 数码管、发光二极管显示模块的设计
3.2.1 多位数码管扫描显示原理
LED数码管是常用的显示器件，数码管的结构如图3.3所示。每一段相当于一个发光二极管，各个发光二极管的阳极或阴极接在一起，分别称作共阳极数码管和共阴极数码管。本设计中采用的是共阴极数码管。
对于多个数码管的显示，有静态方式和动态扫描方式。本设计中用了4个共阴极数码管，并采用动态扫描方式显示。扫描显示的原理是将各个数码管的段码端口分别并联在一起，由位选端口轮流选通
各个数码管，并让每个数码管分别显示几毫秒，由于人眼的视觉惯性，看到的将是多个数码管同时在显示。 3.2.2 工作状态指示灯及转向灯的设计
为了直观的显示出小车的各种状态，设计了若干发光二极管指示
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图3.3 LED数码管结构
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灯，有模式指示灯、漏粉指示灯、记录行驶路线指示灯、障碍指示灯、转向指示灯、倒车指示灯。 3.2.3 显示模块电原理图
显示模块原理如图3.4所示：
显示任务由主单片机完成。P0.0和P0.1分别接到74LS164的串行数据输入端和移位脉冲端，产生数码管选通信号。P0.2接到74LS273的时钟端，锁存P2口给出的段码数据。在完成锁存后由P2口直接驱动8个LED发光二极管，作为小车的状态指示。为了在74LS273锁存数据时避免状态指示灯的闪烁，用P1.2控制状态指示灯的选通。在74LS273锁存数据期间P1.2置高电平，全部熄灭状态指示灯；在锁存结束后，P2口给出正确的电平后再置P1.2低电平。同样在4个数码管扫描显示的过程中也应避免数码管的闪烁。 3.2.4 显示任务的软件设计
数码管的扫描显示和状态指示灯的显示流程如图3.5所示。由定时器0中断处理函数timer0()每隔4毫秒调用一次。这样每个数码管
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图3.4 显示模块原理图
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轮流显示4毫秒，扫描一遍共需16毫秒，也就是闪烁的频率大概是60Hz，人眼看到的就是4个数码管同时在显示了。
熄灭状态指示灯 选通下一个数码管 显示模式是？ 闪烁处理 时间模式 显示缓冲区置成时间 里程模式 用户模式 锁存段码 显示缓冲区置成里程 显示个状态指示灯 数码管段码置成0，消除移位时的闪烁 返回 图3.5 显示流程图
3.3 声音提示功能的设计
和状态指示灯的设计目的一样，给小车加入声音提示功能也是为了更直观地显示各种状态。在操作者通过遥控器给小车发出命令后，蜂鸣器将响一声，及时的提示操作者已经收到命令。这是挺有必要的，因为红外遥控方式并不是很可靠，有时操作者发出的遥控命令小车可
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能是收不到的，因此操作者几乎处于“盲操作”状态。加入了声音提示功能后，小车有没有接收到遥控命令很容易就能知道了。此外，当小车遇到障碍时也会给出声音报警信号。
本设计中所采用的蜂鸣器使用很简便，只需给其正负端加上5V左右的电压就能够发出声音，在其内部已经含有一个振荡电路。工作电流大约10mA,因此可以用P0口的某一位直接驱动。
声音提示功能被设计成一个单独的任务，原因是为了能让蜂鸣器响若干声，而同时单片机又能做其他的事情。其他模块通过beep(n)函数设置静态变量n_beep，告诉声音提示模块需要响n声，大约50毫秒响一声后自动会将n_beep减去1，一直减到0后不再发声。
3.4 前轮转向模块的设计
3.4.1 前轮转向的机械结构设计
图3.6 遮挡校准方案
前轮的机械结构如图3.6所示。通过步进电机来控制前轮转到一定的角度，并且采用了一个遮挡型的红外对管来检测转向的中点，以便在开机时能自动找到转向的中点。而且在一定程度上可以校准由步进电机的失步带来的角度误差。 3.4.2 前轮转向中点校准功能的设计
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如图3.7所示，在红外发射管和接收管之间无遮挡时，电压比较器输出低电平；当之间有遮挡时，电压比较器输出高电平。当前轮转到中点时，细杆正好能遮挡住红外对管，此时电压比较器输出一个高电平；当前轮偏离中点时，输出低电平。 3.4.3 步进电机驱动芯片
本设计中前轮的转向电机是从废弃的软驱上拆卸下来的步进电机，体积小、性能好、使用方便，并且有专门的驱动芯片。驱动芯片引脚如图3.8所示，输入、输出信号如图3.9所示。当控制信号的周期为40Hz左右时，步进电机工作在最佳状态。 3.4.5 前轮转向任务的软件设计
前轮转向设计成一个单独的任务，由定时器0中断处理函数每16毫秒调用一次。其他模块可以调用函数setdegree()设置需要转到的角度，然后由转向任务负责转到所指定的角度，在转向期间，单片机可以做其他的事情；其他模块还可以调用getnowdegree()取得当前转到的角度。
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图3.7 红外对管检测电路