沈阳航空航天大学课程设计说明书 第4章 软件设计

U(t)U

0t0T2t02T3t0 3T4t0nT(n+1)t0t图4.3 周期性PWM矩形脉冲

要改变等效直流电压的大小，可以通过改变脉冲幅值U和占空比?来实现，因为在实际系统设计中脉冲幅值一般是恒定的，所以通常通过控制占空比?的大小实现等效直流电压在0～U之间任意调节，从而达到利用PWM控制技术实现对直流电机转速进行调节的目的。

PWM产生程序在定时器T2中断中实现，每次进入中断时PWM脉冲计数变量click自加，然后与设定的占空比ZK1、ZK2进行比较，控制单片机相应引脚的输出电压，从而控制驱动实现电机转速控制。

该超声波避障小车的PWM程序流程图如图4.4所示。

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图4.4 PWM产生程序流程图

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4.2.2 超声波的发射与接收程序设计

超声波发射与接收程序在定时器T1中断中实现，设置定时器初值，每进入一次中断变量timer自加一次，当timer大于200时，发送脉冲使超声波模块接收回波。程序框图如下图4.5所示。

图4.5 超声波发射接收程序流程图

4.2.3 距离计算程序

超声波测距的基本方法是TOF (time of flight)渡越时间测量法。它的基本原理是:脉冲信号激励超声波发射器向外发射超声波。当发射的超声波碰到障碍物时，会被反射。当反射的声波被超声波接收器接收到，停止计时。根据发射与接收的时间差与超声波的传播速度来计算被测物体的距离。

距离计算程序是通过调用计数器T0中所计的数值来进行计算的，距离计算公式为S?

v?t。程序流程图如图4.7所示。 2 15

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图4.7 距离计算程序流程图

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沈阳航空航天大学课程设计说明书 第5章 制作安装与调试

第5章 制作安装与调试

5.1 小车的设计与安装

本设计中使用的小车为四个完全相同的小功率直流电机驱动的小车，采用两边电机差速转向并且可以正反转，左边两个电机和右边两个电机分别采用同一路PWM信号控制，但是该类电机机械特性比较钝，内部摩擦力矩较大，所以小车在开始接通电源时电机需要等候片刻才能达到初始速度。供电电源采用7.4V(2S)锂离子电池，该电池续航力比较强。驱动元件采用响应速度快、输出电流较大的L298N驱动。安装完成的小车如图5.1所示。

图5.1 小车安装完成图

5.2 小车调试

小车完成安装工作后，需要做一系列检查调试工作如下:

(1)先连接各个模块，电池连接稳压模块，将其稳压输出的5V电压供给单片机、电机驱动以及超声波模块。尤其注意正负极的正常连接，防止短接烧坏元器件；

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