【正文】 極），將霍爾傳感器固定在小磁鋼（N、S磁極）附近，當車輪轉動時,磁鋼也跟著轉動,霍爾元件感應到磁場的變化。當施加的磁場達到工作點時，觸發(fā)器輸出高電壓(相對于地電位)，使三極管導通，此時OC門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)稱為開。 3．6 測量里程電路本設計采用霍爾傳感器A4EE測量里程。(5)第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。單片機的P1口與LCD1602的連接。它根據照射在它上面的光線的強弱，阻值發(fā)生變化，輸出電壓隨之變化。因此，當超聲發(fā)射電路由LM555產生40KHz方波來起振超聲波發(fā)射探頭，使其發(fā)射超聲波，如智能電動小車前方遇到障礙物時，此超聲波信號被障礙物反射回來，超聲波接收電路接收到超聲波信號（為正弦波信號）后輸入到比較器LM393使其調整為方波輸出到LM2907N，LM2907N芯片會把此方波信號的頻率轉化為對應電壓值，當此電壓值大于由4號引腳輸入的門電壓時，LM2907N的8號引腳輸出低電平，LED處于發(fā)光狀態(tài)。，LM2907N的引腳功能如下： ① 腳（F）和11腳（IN）為運算放大器／比較器的輸入端 ② 腳接充電泵的定時電容（C1）③ 3腳接充電泵的輸出電阻和積分電容（R1/C2） ④ 4腳（IN+）和10腳（UF1）為運算放大器的輸入端 ⑤ 5腳為輸出晶體管的發(fā)射極（U0）⑥ 8腳為輸出晶體管的集電極，一般接電源（UC） ⑦ 9腳為正電源端（VCC） ⑧ 12腳為接地端（GND） ⑨ 6，7，13，14腳未用 LM2907N原理框圖將LM2907N的8腳接到單片機輸入口。將此方波信號輸出到信號處理電路。如果在控制端CV加上控制電壓VC，這時上觸發(fā)電平就變成VC值，而下觸發(fā)電平則變成 1/2VC。放電端（DIS）可看成由內部放電開關控制的一個接點，放電開關由觸發(fā)器的反Q端控制：反Q=1時DIS 端接地；反Q=0時DIS端懸空。8腳為電源（VCC），1腳為地（GND）。3腳為輸出端（OUT），有0和1兩種狀態(tài)，它的狀態(tài)由輸入端所加的電平決定。 超聲波發(fā)射電路該電路用到時基電路LM555。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類型，常用于防盜報警器、接近開關、測距及材料探傷、測厚等。它有折射和反射現象，且在傳播過程中有衰減。這種接近開關所能檢測的物體必須是金屬物體。振蕩器即是由纏繞在鐵氧體磁芯上的線圈構成的LC振蕩電路。由于接收對管裝在車底，發(fā)射距離的遠近較難控制，調節(jié)可調電阻，靈敏度不高，因此采用在對管上套一塑料管，屏蔽外界光的影響，靈敏度將大幅提升?？刂破湎蛴肄D；如果右方向偏離黑線，則左側的探頭就會檢測到黑線，把信號傳送到單片機，進行處理校正。即當小車底部的某邊紅外線收發(fā)對管遇到黑帶時輸入電平為高電平，反之為低電平[4]。紅外發(fā)光二極管發(fā)射一定強度的紅外線照射物體，紅外光敏三極管在接收到反射回來的紅外線后導通，發(fā)出一個電平跳變信號。 在本系統(tǒng)中，AT89C51單片機的P1口用于LCD1602顯示，、。一個單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設計包含有兩部分內容：一是系統(tǒng)擴展，即單片機內部的功能單元，如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定時/記數器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當的芯片，設計相應的電路。它的最大優(yōu)點是體積小，可放在儀表內部。綜合三種方案的優(yōu)缺點，決定選擇方案三。H型全橋式電路保證了可以簡單地實現轉速和方向的控制。,缺點是繼電器的響應時間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高【1】。 電動機驅動模塊方案一、使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。方案三、采用透射式光電開關。當車輪轉動時,磁鋼也跟著轉動,霍爾元件感應到磁場的變化時,就會產生通斷效果,使單片機的輸入端產生高低電平的變化,從而使其計數小車車輪轉的圈數,假設為N,并設車輪的周長為L,通過S=N*L,就可以計算出小車在一段時間內的里程。但該方案受電池電量、路面介質等因素的影響，在大多數情況下均暴露出誤差較大的缺點。目前已廣泛應用在各種顯示領域。缺點是只能顯示0～9的數字和一些簡單的字符，電路設計繁鎖，且占用空間。綜合考慮到上述方案的優(yōu)缺點，本設計采用方案二。光敏電阻是用光電導體制成的光電器件，又稱光電管，它是基于半導體內光電效應工作的。若干定位器在水平面上按不同角度展開，在尋找光源時根據每個定位器接收到的光線強弱（有無）得出光源的方位。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射，形成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。超聲波傳感器安裝于小車前端，在規(guī)定的檢測距離內，當探測到障礙物時，超聲波傳感器給出脈沖信號至單片機，單片機檢測到該信號后，調整小車的方向，以控制小車準確地繞過障礙物，而且避免因小車自然轉彎而導致的盲目方向控制。根據上述要求，提出以下方案。因此用它作為小車的金屬傳感器，簡單易行、準確且抗干擾性能優(yōu)越。接近開關又稱無觸點接近開關，是理想的電子開關量傳感器。因此不易采用。因此本方案易于實現，也比較可靠。單片機根據是否收到反射回來的紅外光來確定黑線的位置，從而控制小車的行走路線。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。下面幾種方案是根據本原理設計的。比較以上兩種方案的優(yōu)缺點，方案一簡潔、靈活、可擴展性好，能達到設計要求，因此本設計采用方案一來實現。但對輸入輸出都是模擬量的小裝置，如果采用數字化方案，則要先用A/D轉換器將模擬量轉換為數字量，經過數字電路處理后，再經D/A轉換器將數字量轉換為模擬量。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決復雜的硬件電路部分，使系統(tǒng)硬件簡潔化，各類功能易于實現，具有高度的智能化、人性化，一定程度體現了智能，能滿足系統(tǒng)的要求。Philips公司還為這一代單片機80C51系列8ｘC592單片機引入了具有較強功能的設備間網絡系統(tǒng)總線CAN(Controller Area Network BUS) 第2節(jié) 智能電動小車的總體設計方案 總體方案論證與比較方案一、采用AT89C51單片機作為整機的控制單元。單片機技術發(fā)展至今，掌握最先進技術的仍然是國外的幾大公司。設計的智能電動小車能夠實現在行駛中自動尋跡、探測預埋金屬鐵片、躲避障礙物、測量距離、實時顯示時間，最后在光源的引導下到達目的地，停車。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關于汽車的研究也就越來越受人關注。神五、神六升天、無人飛船等等無不得益于機器人技術的迅速發(fā)展。在海洋開發(fā)、宇宙探測、工農業(yè)生產、軍事、社會服務、娛樂等各個領域。該設計具有實際意義，可以應用于考古、機器人、娛樂等許多方面。根據本設計的要求，確定如下方案：以AT89C51單片機為核心的控制電路，采用模塊化的設計方案，運用光電傳感器、金屬探測傳感器、超聲波傳感器組成不同的檢測電路，實現小車在行駛中自動尋跡、探測預埋金屬鐵片、躲避障礙物、測量里程等問題。數理與信息工程學院《單片機原理及應用》期末課程設計——單片機智能電動小車設計 數理與信息工程學院《單片機原理及應用》期末課程設計 題 目： 基于單片機的智能電動小車設計 專 業(yè)： 計算機科學與技術（專升本） 班 級： 計算機081班 姓 名： 楊 煜 鋒 學 號： 08191134 指導老師： 余 水 寶 成 績： ( )目 錄 第1節(jié) 引 言……………………………………………………………………………3 智能電動小車設計概述………………………………………………………3 智能電動小車設計依據………………………………………………………4第2節(jié) 智能電動小車總體設計方案……………………………………………………5 總體方案論證與比較………………………………………… ………………5 探測軌跡模塊………………………………………………………………… 6 檢測金屬鐵片模塊…………………………………………………………… 6 避障模塊……………………………………………………………………… 7 尋找光源模塊………………………………………………………………… 7 顯示模塊……………………………………………………………………… 8 測量里程模塊………………………………………………………………… 8 電動機驅動模塊……………………………………………………………… 9第3節(jié) 系統(tǒng)的硬件電路設計設計…………………………………………………… 10 檢測軌跡電路…………………………………………………………………10 檢測金屬片電路…………………………………………………………… 11 檢測障礙物電路…………………………………………………………… 12 檢測光源電路……………………………………………………………… 16 顯示電路…………………………………………………………………… 173. 6 測量里程電路……………………………………………………………… 18 電動機驅動電路…………………………………………………………… 20第4節(jié) 系統(tǒng)軟件設計 ……………………………………………………………… 22 程序設計……………………………………………………………………… 22 主程序設計…………………………………………………………………… 22 探測金屬程序設計…………………………………………………………… 26 測量里程程序設計…………………………………………………………… 27 躲避障礙物子程序設計……………………………………………………… 28第5節(jié) 結束語………………………………………………………………………… 31參考文獻…………………………………………………………………………32基于單片機的智能電動小車設計數理與信息工程學院 08計算機專升本 楊煜鋒指導教師：余水寶 第1節(jié) 引 言 智能作為現代的新發(fā)明，是以后的發(fā)展方向，它可以按照預先設定的模式在一個環(huán)境里自動的運作，不需要人為的管理，可應用于科學勘探等用途。因此，智能電動小車具有再編程的特性，是機器人的一種。本設計采用了比較先進的AT89C51為控制核心，功耗很低。 智能電動小車設計概述 隨著計算機、微電子、信息技術的快速進步，智能化技術的開發(fā)速度越來越快 ,智能度越來越高 ,應用范圍也得到了極大的擴展。同時，當今機器人技術發(fā)展的如火如荼，其應用在國防等眾多領域得到廣泛開展。從某種意義上來說,機器人技術反映了一個國家綜合技術實力的高低,而智能電動小車是機器人的雛形,它的控制系統(tǒng)的研制將有助于推動智能機器人控制系統(tǒng)的發(fā)展，同時為智能機器人的研制提供更有利的手段。本設計是結合科研項目而確定的設計類課題。在本設計中,采用比較先進的AT89C51單片機為控制核心，它的功耗很低。這一代單片機中，在總線方面最重要的進展是為單片機配置了芯片間的串行總線，為單片機應用系統(tǒng)設計提供了更加靈活的方式。在本系統(tǒng)中，反射式紅外光電傳感器檢測黑線，然后將信號傳送到單片機系統(tǒng)進行處理，使小車沿軌道自主行走；電感式接近開關電路代替金屬傳感器探測預埋在軌道下的金屬鐵片，并發(fā)出聲光信息進行提示；通過霍爾元件測量小車行駛里程；采用H型脈沖寬度調制（PWM）全橋式驅動電路控制電機的轉向，實現電動小車的正反向行駛、快慢速行駛及轉彎；采用LCD1602實時顯示小車行駛的時間。采用數字電路對外圍探測軌跡信號，檢測金屬信號，避障信號，尋找光源信號分部進行處理。同時，對各路信號處理也比較困難。利用這個原理，可以控制電動小車行走的路跡。方案二、利用