【正文】 電壓比較器電路所示： 圖 電壓比較器電路 在本設計中，光電傳感器只輸出一種高低電平信號且伴有外界雜波干擾，所以我們嘗試采用了一種滯回比較器。 如果在比較器的輸入端加理想階躍信號，那么在理想情況下比較器的輸出也應當是理想的階躍電壓，而且沒有延遲。放大、運算電路為了實現(xiàn)性能穩(wěn)定并滿足 A+d1d8823001 2A74L S 06 d280505001 2A74L S 06VCCD1 D2 9 一定的精度要求，這些電路中的運放均引入了深度負反饋；而為了提高比較器的反應速度和靈敏度，它所采用的運放不但沒有引入負反饋，有時甚至還加正反饋。這種情況下須采用差動放大電路，并應設法減小溫漂。如圖 前行與倒車控制電路所示。前進時，驅動輪直流電機正轉 ,進入減速區(qū)時 ,由單片機控制進行 PWM 變頻調速 ,通過軟件改變脈沖調寬波形的占空比 ,實現(xiàn)調速。光線跟蹤，采用光敏三極管接收燈泡發(fā)出的光線，當感受到光線照射時，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)器整形后送單片機控制。 脈寬調速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調制式變換器，簡稱 PWM 變換器。當晶閘管被觸發(fā)導通時，電源電壓加到電動機上，當晶閘管關斷時，直流電源與電動機斷開，電動機經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。該系統(tǒng)需要旋轉變流機組，至 少包含兩臺與調速電動機容量相當?shù)男D電機，還要一臺勵磁發(fā)電機，設備多、體積大、費用高、效率低、維護不方便等缺點。紅外避障模塊，探測有無障礙物，接近開關探測路面狀況 電路方框圖 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上，加裝光電檢測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進行處理，然后由單片機根據(jù)所檢測的 各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。該設計具有實際意義，可以應用于考古、機器人、醫(yī)療器械等許多方面。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。全國電子大賽和省內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。 整個智能小車設計主要以單片機為控制核心，通過無線遙控實現(xiàn)小車前后左右的移動，以及對小車功能模式的轉換；通過紅外線光電傳感器 ,實現(xiàn)小車的避障功能和循跡功能。從最小系統(tǒng)到無線遙控，紅外循跡和避障，都嚴格按照科學嚴謹態(tài)度完成。本題目是結合科研項目而確定的設計類課題。 第三代單片機包括了 Intel 公司發(fā)展 MCS51 系列的新一代產(chǎn)品，如 8ｘ C152﹑ 80C51FA/FB﹑ 80C51GA/GB﹑ 8ｘ C451﹑ 8ｘ C452,還包括了 Philips﹑ Siemens﹑ ADM﹑ Fujutsu﹑ OKI﹑ HarriaMetra﹑ ATMEL 等公司以 80C51 為核心推出的大量各具特色﹑與 80C51 兼容的單片機。 4 第二章 方案設計 系統(tǒng)的采用的 8位微控制器 80C51單片機作為核心控制單元用于智能車系統(tǒng)的控制。 方案二：靜止可控整流器。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)平滑調速。 與 VM系統(tǒng)相比， PWM 調速系統(tǒng)有下列優(yōu)點： （ 1）由于 PWM 調速系統(tǒng)的開關頻率較高，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)，調速范圍較 寬，可達 1： 10000 左右?？赡?PWM 變換器主電路的結構式有 H型、 T型等類型。 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。電橋上設置有兩組開關，一組常閉，另一組常開。但是也存在著許多不足。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。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，使其內部某些管子進入飽和區(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。響應時間越短，響應速度越快。這種情況，通常是不允許的。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。 為實現(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。開始由手動啟動小車，并復位，當經(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，通過單片機控制小車開始記數(shù)顯示并避障、調速；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檢測，由單片機控制實現(xiàn)；在電動車進駛過程中，采用雙極式H 型 PWM 脈寬調制技術，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。 1 微處理器 該單 片機中有一個 8 位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進行位變量的處理。 8 特殊功能寄存器 共有 21 個，用于對片內的個功能的部件進行管理、控制、監(jiān)視。由于集成度的限制，最小應用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。本設計采用最常用的內部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。 復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式。按鍵手動復位電路見圖 。 對被測對象狀態(tài)的測試一般都離不開傳感器或敏感元件，這是因為被測對象的狀態(tài)參數(shù)常常是一些非電物理量，如溫度、壓力、載荷、位移等，而計算機是一個數(shù)字電路系統(tǒng)。故只要反映外界狀態(tài)的信號輸入通道都可稱為前向通道。首先因其只能在 10m 以內有效使用，所以并不適合 ITS 系統(tǒng)。 價格貴 視覺傳感器在 CW 系統(tǒng)中使用得非常廣泛。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減。后向通道是計算機實現(xiàn)控制運算處理后，對控制對象的輸出通道接口。但這些干擾易從系統(tǒng)的前向通道竄入。 （ 3） 數(shù) /模轉換。 脈寬調制原理： 脈寬調制器本身是一個由運算放大器和幾個輸入信號組成的電壓比較器。 管腳 d0﹑ d1﹑ d2﹑ d3 接單片機并行口，通過對單片機對芯片進行控制。過程控制程序主要是使單片機按一定的方法進行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。分米位 fmiao equ 33h 。記時開始 zhond equ 3bh zhodu equ 3ch zhon equ 3eh maicho equ 3fh jinweb equ 40h bhcs equ 41h dpan equ 42h fenchu equ 43h fencun equ 44h pand equ 45h fenmc equ 51h 0000h ajmp main 000bh ajmp st0 001bh ajmp st1 0100h main: mov limiw,00h mov miao,00h mov fenmi,00h mov fmiao,00h mov meter,00h mov fenzh,00h mov point,0bh mov shimi,00h mov shifn,00h mov jishk,00h mov zhond,00h mov zhodu,00h 22 mov zhon,00h mov maicho,00h mov jinweb,03h mov bhcs,00h mov sp,6fh mov tmod,21h mov th0,3ch mov tl0,0b0h mov th1,9ch mov tl1,9ch setb ea setb et0 setb et1 mov p1,0aah acall xianshi 軟件流程 如圖 流程圖所示： 23 24 初始化計時開始計里程開始低速行駛高速行駛開關是否按下 ？是否遇到黑線 ？是否偏離 ？是否有障礙 ？是否有光源 ？是否檢測到黑線 ？停車轉向子程序避障子程序駛向光源NYNYYNYNYNYN 25 圖 流程圖 26 二 顯示子程序設計 程序清單如下： xianshi: mov p1,0aah mov p1,0cch mov a,limiw swap a add a,miao mov p1,a nop nop mov p1,0ddh mov a,fenmi swap a add a,fmiao mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,0b0h add a,point mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,meter swap a add a,fenzh mov p1,a nop nop mov p1,0ffh mov a,shimi swap a 27 add a,shifn mov p1,a ret 三 避障子程序設計 紅外避障模塊子程序流程圖如圖 43 所示。為了進行準確測量和控制，必須消除被測信號中的噪音和干擾。 數(shù)字濾波可以對頻率很低的信號實現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。輸出設備和慣性（響應速度）與干擾的 耐受能力也有很大關系。當程序彈飛到某一字節(jié)指令上時，便自動納入正軌。 4﹑軟件陷阱技術： 指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的。但操作者不能一直監(jiān)視著系統(tǒng)，也往往是在引起不良后果之后才進行人工復位。 (1)基本原理 CD4060 是帶震蕩器的 14 位計數(shù)器，由該芯片構成的看門狗電路如圖 看門狗電路圖所示。4060 的振蕩頻率和 Qi(i=6,7,8,9,10,12,13,14)的選擇要根據(jù)情況確定。 GAL16V8 技術特性 （ 1）電可擦除工藝 36 可重編程單元 100％成品率 可重配置邏輯 （ 2）高性能 E2CMOS 工藝 低功耗： 45mA 最大運行功耗， 35mA 最大維持功耗 高速度： 15～ 25us 最快存取速度 （ 3） 8個輸出邏輯單元 對于復雜邏輯設計具有最大靈活性 GAL16V8 可仿真 20 條引腳的 PAL 器件，具有功能 / 熔絲 圖 /參數(shù)的完全兼容性 （ 4）預置、加電復位全部寄存器 （ 5）具有保密單元、電子標簽 （ 6）數(shù)據(jù)保持超過 20 年。當 a 為其他值時，小車保持當前模式。 38 第五章 測試數(shù)據(jù)、測試結果分析及結論 測試方法與儀器： 測試儀器 測試儀器包括秒表、數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、示波器、 MCS51 仿真機、直流穩(wěn)壓電源等。其主要任務是在小車行走過程中不斷讀取傳感器采集到的數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)據(jù)進行處理后，來控制小車行