【正文】 圖 ，其中光偶將單片機和驅(qū)動電路隔開，當(dāng)需要小車左轉(zhuǎn)時由單片機控制光偶 4N261導(dǎo)通，使繼電器 RELAY1和 RELAY4關(guān)閉， RELAY2和 RELAY3打開，電機正向?qū)?，?dāng)需要小車右轉(zhuǎn)時由單片機控制光偶 4N262 導(dǎo)通，使繼電器 RELAY2 和RELAY3關(guān)閉， RELAY1和 RELAY4打開，電機反向?qū)?。考慮到光敏三極管傳感的檢測電路簡單、面積小，同時可以減少系統(tǒng)傳感器的種類，因此在設(shè)計中采用了光敏傳感器。 基于以上分析，擬定方案二。對傳感器的選擇有以下方案。 42 （ 4） 距離 測量模塊 路程測量模塊用來測量小車從啟動到任意時刻所走的路程。 聲波在空氣中傳播的速度約為 345m/s，根據(jù)公式： 2S=V T2（ S≤ 2m），可知 T2≤ 102s，這在單片機的機器周期內(nèi)，易于邏輯判斷。 激光具有方向性強、亮度高、單色性好、傳輸速度快（ C=3 108m/s）等優(yōu)點，因此激光傳感器具有抗干擾性強，測量精度高，反應(yīng)速度快等特點。 LC回路的輸出電壓為 LCLjIZIu 2020 1 ????? 由此可見，當(dāng)傳感器 L變化時，回路輸出電壓 u也隨之變化，該電壓就反映了外作用。相應(yīng)的，就有三種測量電路：① Q 值測量電路；② 阻抗測量電路；③ 電感測量電路。由 AT89C2051控制電機的前轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)等功能，同時監(jiān)測由路面檢測模塊、障礙物探測 模塊和光源探測模塊的感應(yīng)信號。 方案一：采用 FPGA（現(xiàn)場可編程門列陣）作為系統(tǒng)的控制器。 關(guān)鍵詞 ： 智能控制 光電檢測 PWM脈寬調(diào)制 電動車 Simple Intelligentized Electric Motors Automobile Abstract ： Based on two microcontrollers, AT89C51 and AT89C2051, the model car can race intelligently by detecting black lines on the ground. Reflectinginfrared sensors, are applied to detect black lines, and metaldetecting sensors are to detect metals. By introducing PWM to the system, we are able to control motor revolving speed dynamically and precisely. Key word: intelligently control, reflectinginfrared sensors, PWM, electric motors automobile （注意：以上內(nèi)容在實際論文中為一頁） 36 目 錄 1. 系統(tǒng)方案選擇和論證 ?????????????? ?????????????? x 題目要求 ??????????????????????????????? x 基本要求 ?????????????????????????????? x 發(fā)揮部分 ?????????????????????????????? x 說明 ???????????????????????????????? x ?????????????????????????????? x 各模塊方案選擇和論證 ?????????????????????? ??x 系統(tǒng)各模塊的最終方案 ???? ??????????? ?????????? x 2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn) ??????????????????????????? x 系統(tǒng)硬件的基本組成部分 ?????????????????????????? x 主要單元電路的設(shè)計 ??????????????????????????? x 檢測部分的單元電路設(shè)計 ??????????????????????? x 智能控制部分的單元電路設(shè)計 ????????????????????? ? x 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ????????????????????????????? x 檢測光電傳感器子程序 ??????????????????????????? x 尋軌跡子 程序 ?????????????????????????????? x 金屬探測子程序 ?????????????????????????????? x 繞障礙物子程序 ?????????????????????????????? x 超聲波收發(fā)子程序 ????????????????????????????? x 尋光源子程序 ?????????????????????????????? x 金屬塊探測子程序 ????????????????????????????? x 其他子程序 ???????????????????????????????? x 系統(tǒng)主程序流程圖 ????????????????????????????? x 4 系統(tǒng)測試 ?????????????????????????????????? x 測試儀器 ????????????????????????????????? x ????????????????????????????????? x 光電檢測部分測試 ???????????????????????????? x 37 前輪 驅(qū)動電路 ????????????????????????????? x 金屬傳感器測試 ???????????????????????????? x 金屬片與起跑線的距離測試 ???????????????????????? x 小車入庫測試 ??????????????????????????? ?? x 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 ????????????????????????????? x 結(jié)論 ??????????????????????????????????? x 5 總結(jié) ???????????????????????????????????? x 參考文獻 ??????????????????????????????????? x 附錄 ????????????????????????????????????? x 附錄 1：元器件清單 附錄 2：系統(tǒng)電路圖 附錄 3：程序清單 附錄 4：系統(tǒng)使用說明 注意 1：目錄中的頁碼根據(jù)實際論文的頁碼編寫，此處全部用 x表示。 。 輸出功率的測試 首先調(diào)節(jié) LC振蕩器，使其輸出為 30MHz的正弦信號，使用 +12V的單直流電源為功率放大器供電，接一個 50Ω 的純電阻作為負(fù)載，用數(shù)字萬用表測出該電阻兩端電壓值 Um，按照式 。設(shè)定標(biāo)稱頻率為 30MHz，以 30S為單位測量不同時間的頻率值并記錄。由于所采用的實驗板提供的時鐘是 50MHz，因此首先對其分頻，得到 12MHz和8MHz的脈沖，分別作為 speaker和 automusic模塊的時鐘信號。lcdrw=39。 3． 4． 2 驅(qū)動部分的程序設(shè)計 FPGA 控制液晶顯示器驅(qū)動器部分（ lcd_driver）內(nèi)部三大進程分別是數(shù)據(jù)預(yù)置(loaddata)、分頻 (divider)和控制進 程 (control)。 FPGA 的設(shè)計主要包含時鐘模塊（ clock）、液晶顯示器 譯碼模塊（ lcd_decoder）和液晶顯示器驅(qū)動模塊（ lcd_driver）。圖 FPGA與液晶顯示模塊的接口圖。設(shè)計程序詳見附錄。ADC0809是八位 MOS型 A/D轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn) 8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有 8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換 時間為 100μ s。而測頻控制器是為了完成自動測頻而設(shè)計的。程序詳見附錄。頻率范圍 14～ 45MHz。利用它，硬件的功能描述可完全在軟件上實現(xiàn)。 5K=1000， 1000247。 R取 2048，進行分頻得到 5kHz 的脈沖信號作為頻率間隔 fr’ 。其中 7腳之間接一個 38KHz的晶振，電路圖如圖 。經(jīng)直流放大器后，輸出 一個大約幾伏的直流電壓 U0。 22 這樣可以使輸出功率和效率都達到最大值。 VCO 輸出的電壓經(jīng)三極管 9018 后，通過可調(diào)電阻 R4形成一個交流電壓并聯(lián)負(fù)反饋，三極管 9018工作在甲類放大狀態(tài)，在頻率改變的情況下，電壓負(fù)反饋使輸出電壓 Uout1穩(wěn)定在 1V177。 電源電路 電源電路如圖 所示，由于運放 LM358 的工作電壓是 +12V，其它各芯片工作電壓為 +5V，輸入 電壓為 +15～ 20V，因此選用 LM7812 和 LM7805 將電壓穩(wěn)壓到 +12V 和 +5V。鎖相穩(wěn)頻系統(tǒng)是一個相位反饋系統(tǒng)，其反饋目的是使 VCO的振蕩頻率由自有偏差的狀態(tài)逐步過渡到準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)值。 A計數(shù)器均為減法計數(shù)器，當(dāng)減 到零時，247。 A和247。 R，然后送入 FD/PD中。其中， 10bit247。同時利用 FPGA來控制 MC145152，確定分頻系數(shù) A、 N和發(fā)射頻率的對應(yīng)關(guān)系。在預(yù)先給定 L的情況下，給變?nèi)荻O管加不同的電壓，測得對應(yīng)的諧振頻率，從而可以計算出 CD 的值。結(jié)合 MC1648 的內(nèi)部電路圖，可以得到：當(dāng)輸出電壓高于 1V 時，二極管 D1反偏，電壓為負(fù)，使 Q8的基極電壓減小，集電極電壓增大，這樣 Q7的 Vbe減小，電壓放大倍數(shù)減小，使得輸出電壓 Vout1也減小，穩(wěn)定在 1V177。 ） 的正弦振蕩電路。由于電路中既有數(shù)字電路又有高頻電路，需將高頻電路用金屬屏蔽罩隔離，以減小交叉調(diào)制等干擾。 方案一： 采用升壓型穩(wěn)壓電路?？赏ㄟ^按鍵選擇收聽自制音源里存儲的歌曲、外接音源播放的歌曲或其它語音信號。 綜上所述，選擇 方案二采用丙類放大器電路設(shè)計末級功率放大電路。但 是甲類或乙類功率放大電路其輸出功率和效率都不是很高，一般不作為高頻功率放大器。由于 VCO 芯片 MC1648 內(nèi)部有 AGC 電路，因此在引入了交流電壓并聯(lián)負(fù)反饋的基礎(chǔ)上，輸出電壓再經(jīng)過一個 AGC 電路，在輸入信號電平變化時，用改變增益的辦法維持輸出信號電平基本不變。利用該方法準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好，構(gòu)成也比較簡單，再通過一個 AD 轉(zhuǎn)換器，便可將數(shù)據(jù)直接送入FPGA顯示。由于 MC12022 可對輸入正弦波整形，所以不需外加整形電路，這樣硬件電路十分簡單，只利用軟件編程便可實現(xiàn)一系列的功能。 4．測頻模塊的設(shè)計方案論證與選擇 方案一： 采用專用的頻率測量芯片，如用 INTERSIL公司的 ICM7216B，只需少量的元件就能構(gòu)成高精度的數(shù)字頻率計，并且該芯片可以直接驅(qū)動 8個數(shù)碼管進行動態(tài)掃描顯示。利用該方法設(shè)計簡單，功能齊全，可靠性高，抗干擾性強。不需要昂貴的晶體濾波器 ,頻率穩(wěn)定度與參考晶振的頻率穩(wěn)定度相同。由于采用了集成芯片，電路設(shè)計簡單，系統(tǒng)可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)可以使輸出頻率穩(wěn)定度進一步提高。并且增加了自制音源儲存、立體聲編碼等功能，使系統(tǒng)更加完善。 。 7 設(shè)計與總結(jié)報告示例 設(shè)計與總結(jié)報告示例 給出在 2020 年電子設(shè)計競賽中的 3 個設(shè)計總結(jié)報告： 電壓控制 LC振蕩器 （ A題） 設(shè)計與總結(jié)報告， 低頻數(shù)字式相位測量儀 （ C題） 設(shè)計與總結(jié)報告， 簡易智能電動車（ E題） 設(shè)計與總結(jié)報告。 關(guān)鍵詞： 壓控振蕩器 數(shù)字頻率合成 FPGA Voltage Controlled LC Oscillator Abstract： The system adopting FPGA to design the VCO is based on the digital frequency synthesize technical. The digital PLL principle is used and the control of the core chip MC145152 is acplished by FPGA. It can automatically change and measure the frequency of VCO with a step of 1 kHz and Vpp and display it by LCD. Meantime it realizes the functions of expanding the frequency, designing the homemade sound barrier, stereo coding etc, which make the precept better and more practical. The design is 8 programmed with VHDL and realized in the chip of XC2020PQ208 Xilinx series. It is proved to be well functioning, the output frequency is stable and the power of it is over 20mW, and the capability indexes are also good after testing. Keywords： VCO digital frequency synthesize FPGA （注意：以上內(nèi)容在實際論文中為一頁） 目 錄 1. 系統(tǒng)