发布时间 : 星期一 文章智能可遥控小车-毕业论文 - 图文更新完毕开始阅读
启动 记录里程/计时 Y 遥控 遥控行驶 寻光子程序 Y N 是否寻光 N 自动行驶 判断偏离 Y 转向子程序 N 是否遇障 Y 壁障子程序 N 黑线 Y 停车 N 21
图4-1系统流程图
4.2 软件抗干扰技术
提高小车智能控制的可靠性，仅靠硬件抗干扰是不够的，需要进一步借助于软件抗干扰技术来克服某些干扰。在单片机控制系统中，如能正确的采用软件抗干扰技术，与硬件干扰措施构成双道抗干扰防线，无疑为了将大大提高控制系统的可靠性。经常采用的软件抗干扰技术是数字滤波技术、指令冗余技术、软件陷阱技术等。
4.2.1 数字滤波技术
所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。数字滤波克服了模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相比 ，有以下几个优点：
数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好。 数字滤波可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便，功能强的特点。
数字滤波可以对频率很低的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷。 数字滤波器具有以上优点，所以数字滤波在微机应用系统中得到了广泛应用。
4.2.2 软件陷阱技术
软件陷阱奇数，就是设定一段代码，将程序引导到专门对程序出错进行处理的程序。若这段程序的入口标签为ERR，软件陷阱即为一条无条件转移指令，为了加强其捕捉效果，一般还在它前面加两条 NOP 指令，因此真正的软件陷阱由以下3条指令构成：
NOP NOP ERR
软件陷阱安排在以下3种地方： (1)未使用的中断向量区。 (2)未使用的大片ROM空间 (3)表格
由于软件陷阱都安排在正常程序执行不到的地方，故不影响程序执行效率，在当前EPROM容量不成问题的条件下，还是多多益善。
4.2.3 “看门狗”技术
“看门狗”技术就是不断监视程序循环运行时间，若发现时间超过已知的循环设定时间，则认为系统陷入了“死循环”，然后强迫程序返回到0000H入口，在0000H处安排一段出错处理程序，使系统运行纳入正规。
“看门狗”技术可由硬件实现，可由软件实现，也可由两者结合实现。本系统采用硬
22
件“看门狗”电路。
1.实现硬件“看门狗”电路方案较多，目前采用较多的方案有以下几种： 2.采用微处理器监控器；
3.采用单稳态电路来实现“看门狗”，单稳定电路可采用74LS123; 4.采用内带震荡器的记数芯片。
5.本设计采用第三种方案实现“看门狗”电路，下面就对该方案作以介绍。 4.2.3.1 基本原理
CD4060 是带震荡器的14位计数器，由该芯片构成的看门狗电路如图4.2看门狗电路图所示。
4060记数频率由RT和CT决定。设实际的程序所需工作周期为T，分频器记满时间为T’，当T’>T 且系统正常工作时，程序每隔T对4060进行复位一次，分频且永无记满输出信号。如系统工作不正常（如程序跑飞、死循环等），4060接收不到复位信号，分频器记满输出一脉冲号使CPU复位。 4.2.3.2 参数选择
4060的振荡频率f由 RT 、CT决定。Rs用于改善振荡器的稳定性，Rs 要大于RT。一般取Rs=10RT，且RT>1kΩ，CT≥100pF。如果Rs=450Ω，RT=45Ω，CT=1uF，则f=10HZ。4060的振荡频率和Qi(i=6，7，8，9，10，12，13，14)的选择要根据情况确定。 4.2.3.3 几个原则
看门狗电路必须由硬件逻辑组成，不宜由可编程计数器充当，因为CPU失控后，可能会修改可编程器件参数，使看门狗失效。
4060的RST线上阻容组成的微分电路很重要，因为扫描输入信号是CPU产生的正脉冲，若此信号变“1”后，由于干扰，程序乱飞，微分电路只能让上跳沿通过，不会封死4060，看门狗仍能计数起作用。若没有微分电路，扫描输入信号上的“1”状态封死4060，使之不能记数，看门狗不起作用。
图4-2看门狗电路图
CPU必须在正确完成所有工作后才能发扫描输入信号，且程序中发扫描信号的地方不
23
能太多。否则，正好在哪里有死循环，看门狗就不产生记满输出信号，不能重新启动CPU。
4.3 程序设计
软件设计采用模块化设计，思路清晰，也便于查找问题。
4.3.1 红外解码
4.3.1.1 UPD6121G的编码
UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。芯片厂商把用户识别码固定为十六进制的一组数；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间。当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲，这108ms发射代码由一个起始码（9ms），一个结果码（4.5ms），低8位地址码（9ms~18ms），高8位地址码（9ms~18ms），8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。图4-3为红外遥控编码图（a）和红外遥控信号周期性波形（b）。
图4-3（a）红外遥控解码图
图4-3（b）红外遥控信号周期性波形
根据UPD6121的编码规则，我门可以确定解码的规则。解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,如图4-4所示，所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。
24