【正文】 性和多功能性受到了廣大使用者的好評。實驗測試結(jié)果滿足要求，本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法及測試結(jié)果分析。(3) The adoption of the new display chip.Key words:80C51 single chip puter。全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究。設(shè)計的智能電動小車應(yīng)該能夠?qū)崟r顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車。以 80C51 為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，以及自動停車，并可以自動記錄時間、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。新一代的單片機(jī)的最主要的技術(shù)特點是向外部接口電路擴(kuò)展，以實現(xiàn) Microputer 完善的控制功能為己任，將一些外部接口功能單元如 A/D﹑PWM﹑PCA(可編程計數(shù)器陣列)﹑WDT( 監(jiān)視定時器)﹑高速 I/O 口﹑計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。該設(shè)計具有實際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。（2）小車按指定路線運行，自動區(qū)分直線軌道和彎路軌道，在指定彎路處拐彎，實現(xiàn)靈活前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎、倒退等功能，在軌道上劃出設(shè)定的地圖。方案二：靜止可控整流器。改變勵磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動機(jī)的轉(zhuǎn)向都隨著改變，所以 GM 系統(tǒng)的可逆運行是很容易實現(xiàn)的。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，可實現(xiàn)平滑調(diào)速。采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。與 VM 系統(tǒng)相比，PWM 調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點：1）由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1：10000 左右。根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計中受控電機(jī)的容量和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計采用了 H 型單極型可逆 PWM 變換器進(jìn)行調(diào)速。可逆 PWM 變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有 H 型、T 型等類型。利用超聲波傳感器檢測障礙。行車方向檢測電路（見圖 電動車的方向檢測電路(b)）采用反射接收原理配置了一對紅外線發(fā)射、接收傳感器。正常行駛時，發(fā)射管發(fā)射紅外光照射地面，光線經(jīng)白紙反射后被接收管接收，輸出高電平信號；電動車經(jīng)過黑線時，發(fā)射端發(fā)射的光線被黑線吸收，接收端接收不到反射光線，傳感器輸出低電平信號后送80C51 單片機(jī)處理，判斷執(zhí)行。前行與倒車控制電路的核心是橋式電路和繼電器。但是也存在著許多不足。例如，在測量本設(shè)計中的光電檢測信號時需要把檢測過來的電平信號放大并濾除干擾，而且要求對共模干擾信號具有相當(dāng)強(qiáng)的抑制能力。電壓比較器的功能是比較兩個電壓的大小，例如將一個信號電壓 Ui 和一個參考電壓 Ur 進(jìn)行比較，在 UiUr 和 UiUr 兩種不同情況下，電壓比較器輸出兩個不同的電平，即高電平和低電平。比較器的特點：(1) 工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。由于比較器中運放處于開環(huán)或正反饋狀態(tài)，它的兩個輸入端之間的電位差與開環(huán)電壓放大倍數(shù)的乘積通常超過最大輸出電壓，使其內(nèi)部某些管子進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)，因此在絕大多數(shù)情況下輸出與輸入不成線性關(guān)系，即在放大、運算等電路中常用的計算方法對于比較器不再適用。由于比較器的上述特點，在分析時既不能象對待放大電路那樣去計算放大倍數(shù)，也不能象分析運算電路那樣去求解輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系，而應(yīng)當(dāng)著重抓住比較器的輸出從一個電平跳變到另一個電平的臨界條件所對應(yīng)的輸入電壓值（閾值）來分析輸入量與輸出量之間的關(guān)系。響應(yīng)時間越短，響應(yīng)速度越快。具體措施多為在集成運放的兩個輸入端并聯(lián)二極管。這種情況，通常是不允許的。但是，滯回比較器畢竟是模擬器件，溫度的漂移是它無法消除的。施密特觸發(fā)器具有與滯回比較器相類似的滯回特性，但施密特觸發(fā)器的抗干擾能力比滯回比較器更強(qiáng)3 智能尋跡小車模塊設(shè)計 總體方案整個電路系統(tǒng)分為檢測、控制、驅(qū)動三個模塊。筆者在該模塊中利用了簡單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法——紅外探測法。ST 系列集成紅外探頭價格便宜、體積小、使用方便、性能可靠、用途廣泛，所以該系統(tǒng)中最終選擇了 ST198 反射傳感器作為紅外光的發(fā)射和接收器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外接電路均較為簡單，如圖 所示。R1 限制發(fā)射二極管的電流，發(fā)射管的電流和發(fā)射功率成正比，但受其極限輸入正向電流 50mA 的影響，用 R1=200 歐的電阻作為限流電阻,Vcc=5V 作為電源電壓，測試發(fā)現(xiàn)發(fā)射功率完全能滿足檢測需要；可變電阻 R2 可限制接收電路的電流，一方面保護(hù)接收紅外管；另一方面可調(diào)節(jié)檢測電路的靈敏度。圖 紅外探頭的分布圖圖中循跡傳感器全部在一條直線上。 軟件控制單元 單片機(jī)選型及程序流程此部分是整個小車運行的核心部件，起著控制小車所有運行狀態(tài)的作用。 車速的控制車速調(diào)節(jié)的方法有兩種：一是用步進(jìn)電機(jī)代替小車上原有的直流電機(jī)；二是在原有直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，采用 PWM 調(diào)速法進(jìn)行調(diào)速。根據(jù)驅(qū)動功率大小以及連接電路的簡化要求選擇 L298N，其外形、管腳分布如圖 (a)所示。圖 (b) 電機(jī)驅(qū)動電路圖 L298N 蜂鳴器電路設(shè)計在小車越界探測到黑線時報警，蜂鳴器不需要復(fù)雜電路構(gòu)造，直接驅(qū)動就可以，但是為保作用高效加一個三極管（NPN9013） 。圖 穩(wěn)壓電源電路圖4 系統(tǒng)功能測試 測試儀器及設(shè)備表 測試儀器設(shè)備清單儀器名稱 型號 用途 數(shù)量PC 機(jī) 華碩 調(diào)試及下載程序 1數(shù)字萬用表 MASTECH my－65 測量各電路工作情況 1白紙（粘黑線） 1m*1m 循跡場地用 1 功能測試小車從 A 點啟動，繞著路徑行走，循跡路線如圖 所示。經(jīng)過多次測試，結(jié)果表明在一定的弧度范圍內(nèi)，小車能夠沿著黑線軌跡行進(jìn)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。另外，我們的車體底盤經(jīng)過充分的論證和設(shè)計，兼顧了美觀、廉價、穩(wěn)固、可靠等各方面的因素，具有較高的穩(wěn)定性和推廣意義。在課題的研究和論文的寫作過程中，朱老師給了我很多耐心的指導(dǎo)和啟發(fā)。與此同時，我還要感謝一位別的專業(yè)的同學(xué)，在本次設(shè)計的過程中，他給予我很大的幫助。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD 等等的家電里面都可以看到它的身影！......它主要是作為控制部分的核心部件。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國 50 年代開發(fā)的 74 系列，或者 60 年代的CD4000 系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大 PCB 板！但是如果要是用美國70 年代成功投放市場的系列單片機(jī)，結(jié)果就會有天壤之別！只因為單片機(jī)的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于單片機(jī)對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機(jī)沒有家用計算機(jī)那樣的 CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設(shè)備。可以說，二十世紀(jì)跨越了三個“電” 的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時代。這種計算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器） ?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。何謂單片機(jī) 一臺能夠工作的計算機(jī)要有這樣幾個部份構(gòu)成： CPU（進(jìn)行運算、控制） 、RAM（數(shù)據(jù)存儲） 、ROM（程序存儲） 、輸入/ 輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等） 。INTEL 公司將 MCS51 的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以 8051 為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中 89C51 就是這幾年在我國非常流行的單片機(jī)，它是由美國ATMEL 公司開發(fā)生產(chǎn)的。單片機(jī)使用的是 5V 電源，其中正極接 40 引腳，負(fù)極（地）接 20 引腳。 EA 引腳：EA 引腳接到正電源端。因此要 1 腳我們要能夠控制，也就是說，我們要能夠讓 1 引腳按要求變?yōu)楦呋虻碗娖?。③管腳說明VCC：供電電壓。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2 口輸出地址的高八位。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。RST：復(fù)位輸入。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時， ALE 只有在執(zhí)行MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 LM339 芯片介紹LM339 電壓比較器芯片內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，是很常見的集成電路。18V；5）輸出端電位可靈活方便地選用。 　　LM339 集成塊采用 C14 型封裝，外型及管腳排列如圖。兩個輸入端一個稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個稱為反相輸入端，用 “”表示。兩個輸入端電壓差別大于 10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，LM339 的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選 315K） 。其引腳圖如圖 1 所示。表 2 LM339 主要參數(shù)表參數(shù)名稱 符號 數(shù)值 單位電源電壓 VCC 177。 177。5V,no load mA靜態(tài)電流 ICCVCC=177。4 腳 VS 接電源電壓，VS 電壓范圍 VIH 為＋2．5～46 V。5，7，10，12 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。表 4 L298N 管腳及其功能 PowerSo Name Function1。3 4。7 7。14 EnableA。input4 t TTL Compatible inputs of the Bridge B13。18 N,C Not connected 7805 芯片介紹X78XX 系列是三端正電源穩(wěn)壓電路，它的封裝形式為 TO220。熱過載保護(hù)。圖 4 7805 內(nèi)部框架圖7805 芯片的極限參數(shù)見表 5 所示。sbit p1_0 = P1^0。sbit speaker = P1^4。sbit p2_3 = P2^3。j++)。icount。kSpFreq。k++)speaker=0。p2_2=0。p2_2=0。p2_1=1。}void Stop(){p2_0=1。} /************************************************ 主函數(shù)************************************************/void main(){while(1){if(p1_0==1 amp。 p1_2==1 amp。amp。amp。 p1_1==1 amp。 p1_3==1){YouZhuan()。amp。amp。}} while(1)。DelayX1ms(1000)。amp。}else if(p1_3==0){YouZhuan()。 p1_2==0 amp