【正文】 .............................. 41 外文資料翻譯 ........................................................................................ 42 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 我設(shè)計的題目是電動智能小車，隨著社會的發(fā)展汽車行業(yè)越來越與人們的日常生活密切相關(guān)，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。 本 設(shè)計采用了新芯片 EM78P458 作為顯示驅(qū)動器，用兩片 4 位八段數(shù)碼管 gem4561ae 作為顯示器，并具有雙重功能，在小車行駛時其中一片顯示年月，另一片顯示時﹑分。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(yùn)行是很容易實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時，電源電壓加到電動機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時，直流電源與電動機(jī)斷開，電動機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用制式變換簡稱 PWM 變換器器脈寬調(diào)。光線跟蹤，采用光敏三極管接收燈泡發(fā)出的光線，當(dāng)感受到光線照射時，其 ce 間的阻值下降，檢測電路輸出高電平，經(jīng) LM393 電壓比較器和 74LS14 施密特觸發(fā)器整形后送單片機(jī)控制。前進(jìn)時，驅(qū)動輪直流電機(jī)正轉(zhuǎn) ,進(jìn)入減速區(qū)時 ,由單片機(jī)控制進(jìn)行 PWM 變頻調(diào)速 ,通過軟件改變脈沖調(diào)寬波形的占空比 ,實(shí)現(xiàn)調(diào)速。如圖 12 前行與倒車控制電路所示。 綜上所述可知，直流電動機(jī) 換向器可以使正電刷 A 始終與經(jīng)過 N 極面下的導(dǎo)體相連，負(fù)電刷 B 始終與經(jīng)過 S 極面下的導(dǎo)體相連，故電刷之間的電壓是直流電，而線圈內(nèi)部的電流則是交 變的。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。 比較器的特點(diǎn)： 電壓比較簡稱器是一種常用的集成電路。 減小比較器響應(yīng)時間的主要方法有： (1) 盡可能 使輸入信號接近理想情況，使它在閾值附近的變化接近理想階躍且幅度足夠大。而滯回比較器則解決了這個問題。具體電路同圖 14行車距離檢測電路所 圖 14 行車距離檢測電路 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 紅外測距儀由測距輪，遮光盤，紅外光電耦合器及凹槽型支架組成的。 遮光盤及槽型光電耦合器均安裝在不透光的盒子里，以避免外界光線的干擾，使電路不能正常工作。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器﹑打印機(jī)﹑ A/D﹑ D/A 轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計合適的接口電路。 定時器 /計數(shù)器 片內(nèi)有 2 個 16 位的定時器 /計數(shù)器， 具有四種工作方式。 1 位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、過程控制方面非常有效；而 8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長處。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。 復(fù)位電路 80C51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。作為測試系統(tǒng)，對被測對象拾取必要的原始參量信號是系統(tǒng)的核心任 務(wù)，對控制系統(tǒng)來說，對被控對象狀態(tài)的測試以及對控制條件的監(jiān)測也是不可缺少的環(huán)節(jié)。最簡單的開關(guān)量輸入通道就是一個具有 TTL 電平的狀態(tài)開關(guān)，如水銀溫度觸點(diǎn)、溫度晶閘管、時間繼電器、限位開關(guān)等。不過在 ITS 系統(tǒng)中除了上文提出的場景限制外，還有以下問題。 對水、灰塵、燈光敏感 。 （ 2）超聲波障礙檢測 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，其頻率超過 20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體及固體 中傳播，其傳播速度不同。后向通道是計算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算處理后，對控制對象的輸出通道 接口。 根據(jù)單片機(jī)輸出信號形態(tài)及控制對象要求，后向通道應(yīng)解決 功率驅(qū)動將單片機(jī)輸出信號進(jìn)行功率放大，以滿足伺服驅(qū)動的功率要求。我們在設(shè)計中采用了常用的雙極式 H 型變換器，它是由 4 個三極電力晶體管和 4 個續(xù)流二極管組成的橋式電路。一個輸入信號是鋸齒波調(diào)制信號，另一個是控制電壓，其極性大小可隨時改變，與鋸齒波調(diào)制信號相減，從而在運(yùn)算放大器的輸出端 得到周期不變、脈寬可變的調(diào)制輸出電壓。脈沖寬度一定時，頻率對電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性有較大影響，脈沖頻率高馬達(dá)運(yùn)行的連續(xù)性好，但帶負(fù)載能力差；脈沖頻率低則反之。同時 ，可以通過 、 的切換來控制電動機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。 該芯片共有 20 個管腳，管腳 LED1﹑ LED2﹑ LED3﹑ LED4 分別接 10k 電阻和三極管后與 4 位八段數(shù)碼管 5461 中的 a1﹑ a2﹑ a3﹑ a4 四個數(shù)位選擇端相連，這四個數(shù)位選擇端用來產(chǎn)生 LED 選通信號。 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。厘米位 miao equ 31h 。十分位 sudu equ 39h 。 （ 2）數(shù)字濾波可以根據(jù)信號的不同，采用不同的濾波方法或?yàn)V波參數(shù)，具有靈活、方便，功能強(qiáng)的特點(diǎn)。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)指令上時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。 “看門狗”技術(shù) 看門狗 (Watch Dog Timer，簡稱為 WDT)技術(shù)就是最常見的抗干擾技術(shù)。 采用內(nèi)帶震蕩器的記數(shù)芯片。一般取 Rs=10RT，且 RT1kΩ ,CT≥ 100pF。 4060的記滿輸出信號不但要接到 MCS51的 RST腳，而且還應(yīng)接到其它芯片的 RST腳，因?yàn)槌绦騺y飛后，其它具有 RST腳的芯片也混亂了，必須全部復(fù)位。理論上的誤差不到 1秒 /年。還可以采用其它系列的單片機(jī)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 參考文獻(xiàn) [1] 清源計算機(jī)工作室 Protel 99 SE 電路設(shè)計與仿真 2021 年 [2] 李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 2021 年 [3] 楊素行 清華大學(xué)電子學(xué)教研組 模擬電 子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程 2021 年 [4] 余孟嘗 清華大學(xué)電子學(xué)教研組 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程 2021 年 [5] 胡幸鳴 浙江機(jī)械工業(yè)學(xué)校 電機(jī)及拖動基礎(chǔ) 2021 年 [6] 李建忠 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 西安：西安科技大學(xué)出版社， 2021， 2. 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[8] 康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（。在寫論文的過程中因?yàn)檎撐牡母袷绞怯袊?yán)格限制的錯一點(diǎn)都不行所以我要很耐心的把自己的論文檢查了一遍又一遍，培養(yǎng)了自己的認(rèn)真和耐心，也在探索中對電腦的應(yīng)用更加的熟練。 測試方法 數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止 /導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù)； 信號發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號的接收與傳輸； MCS51 仿真機(jī)用于測試軟件； 直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電； 秒表用于產(chǎn)品測試，按照任務(wù)書的基本要求對制成的電動車進(jìn)行產(chǎn)品測試。 圖 32看門狗電路圖 CPU 必須在正確完成所有工作后才能發(fā)掃描輸入信號，且程序中發(fā)掃描 信號的地洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 方不能太多。 參數(shù)選擇 4060 的振蕩頻率 f 由 RT 、 CT 決定。本系統(tǒng)采用硬件 “ 看門狗”電路。所謂軟件陷阱，就是一套引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進(jìn)行處理的程序。 指令冗余技術(shù)： 當(dāng) CPU 受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。故實(shí)質(zhì)上它是一種程序?yàn)V波。小數(shù)點(diǎn)位 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 shimi equ 37h 。 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑定時子程序、避障子程序﹑中斷子程序顯示子程序﹑調(diào)速子程序﹑算法子程序構(gòu)成。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng) 設(shè)計中占重要地位。為保證電源工作可靠，單片機(jī)系統(tǒng)與動力伺服系統(tǒng)的電源采用了大功率、大容量的蓄電池；而傳感器的工作電源則采用了小巧輕便 的干電池。 當(dāng)電機(jī)穩(wěn)定開動后，有 ? ? ? ?22P fV f??為 摩 擦 力 則 ? ?23M A XKfV fV?? 所以， ? ?24M A XV KV 由上式可知智能車的速度與脈寬成正比。電機(jī) 工作狀態(tài)切換時線圈會產(chǎn)生反向電流，通過四個保護(hù)二極管 D1 、 D2 、 D3 、 D4 接入回路，防止電子開關(guān)被反向擊穿。運(yùn)算放大器工作在開換狀態(tài)，稍微有一點(diǎn)輸入信號就可使其輸出電壓達(dá)到飽和值，當(dāng)輸入電壓極性改變時，輸出電壓就在正、負(fù)飽和值之間變化，這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉(zhuǎn)換作用。 本設(shè)計調(diào)速采用 PWM 調(diào)速： 為順利實(shí)現(xiàn)電動小汽車的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，本設(shè)計采用了可逆 PWM 變換器。 單片機(jī)在完成控制處理后，總是以數(shù)字信號通過 I/O 口或數(shù)據(jù)總線送給控制對象。超聲波檢 圖如圖22所示。近十年來隨著尺寸及價格的降低，在汽車行業(yè)開始被使用。 測量范圍小，對天氣變化敏感。該方法被廣泛應(yīng)用于移動機(jī)器人的研究上。由于在該通道中主要是傳感器與傳感器有關(guān)的信號調(diào)節(jié)、變換電路 ,故也可稱為傳感器接口通道。在通道電路設(shè)計中還涉及到模擬電路諸多問題。 除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。在設(shè)計印刷電路板時，晶體和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 21 80C51 單片機(jī)最小系統(tǒng) 時鐘電路 80C51 雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外部附加電路。 C51 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功由上可見， 80 能強(qiáng)等特點(diǎn)。 程序存儲器 由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴(kuò)至 64k字節(jié)。開始由手動啟動小車，并復(fù)位，當(dāng)經(jīng)過規(guī)定的起始黑線，由超聲波傳感器和紅外光電傳感器檢測，通過單片機(jī)控制小車開始記數(shù)顯示并避障、調(diào)速；系統(tǒng)的自動避障功能通過超聲波傳感器正前方檢測和紅外光電傳感器左右側(cè)檢測，由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)；在電動車進(jìn)駛過程中，用雙極式 H 型 PWM 脈寬調(diào)制技術(shù)，以提高系統(tǒng)的靜動態(tài)性能；采用動態(tài) 共陰顯示行駛時間和里程。 為實(shí)現(xiàn)可逆記數(shù)功能，我們在測距儀中并列放置了兩個槽型光電耦合器，遮光盤先后通過凹槽可產(chǎn)生兩個脈沖信號。 施密特觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的 變形，它有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)方式為電平觸發(fā)，只要外加觸發(fā)信號的幅值增加到足夠大，它就從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。如果用這樣的輸出電壓現(xiàn)象。 (3) 開關(guān)特性。 比較器有各種不同的類型。 方案二：采用差動放大電路。原來電刷 A 通過換向片 1 與經(jīng)過 N 極面下的導(dǎo)體 ab 相連，現(xiàn)有電刷 A 通過換向片 2 與經(jīng)過 N 極面下的導(dǎo)體 cd 相連，現(xiàn)在電刷 B 通過換向片 1 與經(jīng)過S 極面下的導(dǎo)體 ab 相連。系統(tǒng)通過電橋的輸出端為轉(zhuǎn)向電機(jī)供電。 此套紅外光電傳感器固定在底盤前沿，貼近地面。 及光線檢行車起始、終點(diǎn)測： 本系統(tǒng)采用反射式紅外線光電傳感器用于檢測路面的起始、終點(diǎn)（ 2cm寬的黑線），玩具車底盤上沿黑線放置一套，以適應(yīng)起始的記數(shù)開始和終點(diǎn)的停車的需要。 （ 3）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運(yùn)行時，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。 方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。 本次設(shè)計采用的是 MCS51系列的 80C51 單片機(jī) 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。 with PWM speed control technology to achieve the speed of the motor vehicle and auto parking。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 電動智能小車 摘 要 80C51 單片機(jī)是一款八位單片機(jī)，他的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。s automatic obstacle avoidance。 根據(jù)題目的要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩 具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測器，實(shí)現(xiàn)對電動車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對電動車的智能控制。簡稱 VM 系統(tǒng)。它的另一個缺點(diǎn)是運(yùn)行條件要求高，維護(hù)運(yùn)行麻煩。 （ 2）同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)。 檢測系統(tǒng) 檢測系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)光電檢測，即利用各種傳感器對電動車的避障、位置、行車狀態(tài)進(jìn)行測量。紅外發(fā)光二極管發(fā)射一定強(qiáng)度的紅外線照射物體，紅外光敏三極管在