【文章內(nèi)容簡介】 可慢豬對系統(tǒng)的各項要求。 直流調(diào)速系統(tǒng)采用脈寬調(diào)速系統(tǒng)，其主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡稱PWM 變換器。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 1： 10000 左右。由于電流波形比 VM 系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機的損耗和發(fā)熱都比較小。同樣由于開關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機相配合，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。根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計中受控電機的容量和直流電機調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計采用了 H 型單極型可逆 PWM 變換器進行調(diào)速。 該智能小車在貼有黑線的白紙“路面”上行駛，因此本模塊設(shè)計需要檢測鋪在行駛區(qū)的黑膠帶，包括直線行駛區(qū)和沿弧線行駛區(qū)兩個區(qū)域。由于黑線和白紙對光線的反射系數(shù)不同可根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷“道路” 黑線 。本文采用的是簡單實用的檢測方法，即紅外探測法。 紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物理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)紅外光遇到白色地面時發(fā)生 漫發(fā)射，反射光被撞在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號 輸送給單片機，用于檢測傳感器的敏感性，電力圖如圖 5 所示。當(dāng)兩個傳感器同時接收到光時，直線前進。當(dāng)傳感器檢測不到光時，處于截止?fàn)顟B(tài)，雙運算放大器 LM324 輸出低電平給單片機，由程序處理；若左路未檢測到光，則 向左糾正方向；若右路未檢測到光，則向右糾正方向。 由于采用的是雙驅(qū)動的小車，這部分電路必須能夠輸出兩個不同的電壓值，分別去控制小車的左、右兩個驅(qū)動電機，使小車的兩個車輪的轉(zhuǎn)速和方向相同或不同，從而來控制它的前進和轉(zhuǎn)彎。在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，用兩個 L9110 芯片來分別連接單片機和直流電機。 L9110 是為控制和驅(qū)動電機設(shè)計的兩道推挽式功率放大專用集成電路件，將分立電路集成在單片 ic 之中，使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。該芯片有兩個 TTL/CMOS 兼容電平的出入，具有良好的抗干擾性 ；兩個輸出端能之間驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通過 800mA 的持續(xù)電流，峰值電流能力可達 ~；同時它具有較低的輸出飽和壓降與靜態(tài)電流；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。 循跡小車系統(tǒng)以常見的 AT89C51 單片機為核心，輔以較簡單的元器件和電路設(shè)計，在順利完成循跡功能的前提下，又充分考慮到了成本、外觀等問題，因此小車的大部分電路有手工焊接完成。在設(shè)計中，我們沒有在電路中增加冗余的功能，但是保留 了各種硬件接口和軟件子程序接口，方便以后的擴展和開發(fā)。 二 系統(tǒng)硬件設(shè)計 電機驅(qū)動模塊設(shè)計 在制作智能小車時，后左、右輪分別用兩個轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流減速電機進行驅(qū)動，車頭前部裝一個方向輪，然后通過 i/o 口控制兩個直流減速電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向就可以實現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)輪、右輪和直行。 電機驅(qū)動采用片集成電機驅(qū)動芯片 L298N。 L298N 是 ST 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包 含 4 通道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個 H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 46v、2A 以 下的電機。 迅即模塊主要由廣電反射式傳感器組成。光敏電阻的阻值隨周圍 環(huán)境光線的變化而變化，當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強烈；光線發(fā)射到黑線上面時，阻值會發(fā)生明顯的變化，將阻值的變化只經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。但是這種方式受環(huán)境影響大，工作不穩(wěn)定。本文實際采用的是RPR220 型反射式傳感器制作的循跡模塊。 RPR220 是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度硅平面光電三極管。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光反射回來時，三級管道通病輸出低電平。 避障模塊主要有紅外反射式傳感器組成。紅外反射式傳感器由 1 個紅外發(fā)射管（發(fā)射器）和 1 個光電二極管（接收器）構(gòu)成，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光在遇到反光性較強的物體后被折回，被光電二極管接收，引起光電二極管光生電流的增大，將此變化轉(zhuǎn)為電壓信號，就可以被處理器接收并處理。 本模塊發(fā)射端采用高靈敏的 HL5000 型萬能電視遙控器，接收端采用接收頻率為 38KHZ 的萬能接收頭 182，該模塊與單片機接口非常方便。另外，對于景紅外接收后的編碼信號，本系統(tǒng)設(shè)計時運用 AT89C52 單片微機的外 部中斷來接收，信號的下降沿觸發(fā)外部中斷。為了識別一個完整的鍵信號，必須對每一個編碼脈沖的寬度進行測量，以判別接收到的脈沖是 0 還是 1，利用單片機中的定時器 /計數(shù)器來測量脈沖寬度。定時器 /計數(shù)器的除分比是可以設(shè)定的，從除 2 到除2048，可測量的脈沖寬度可達 500ms。時鐘周期為 1s，所以定時器 /計數(shù)器每計時一次為 1s。 報警模塊的核心芯片選擇 110 報警 IC，可應(yīng)用于汽車、摩托車、防盜器、 個人防暴器、門磁報警器等場所。 三 統(tǒng)軟件設(shè)計 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序、初始化子程序、中斷子 程序、延時子程序、按鍵發(fā)音子程序、按鍵掃描子程序構(gòu)成。 循跡子程序設(shè)計 循跡模塊設(shè)計是通過把左右光電傳感器的輸出端分別接到單片機的 P22 和P23 管腳上，然后通過單片機編程，產(chǎn)生 PWM 控制信號，通過 L298 控制電機的轉(zhuǎn)速，讓校車達到前進、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)即停止行駛的目的。 避障子程序設(shè)計 避障模塊設(shè)計是通過把左右紅外線反射式傳感器模塊的輸出端分別接到單片機的 P20 和 P21 管腳上，然后通過單片機編程，產(chǎn)生 PWM 控制信號，通過 L298控制電機的轉(zhuǎn)速，讓小車達到前進、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)及停止行駛的目的。 子程序設(shè)計 遙控模塊設(shè)計師通過吧紅外接收頭 1838的輸出端接到單片機的 p32管腳上，然后用萬能遙控器對其進行遙控，接著讓單片機解碼，產(chǎn)生 PWM 控制信號，通過L298 控制電機的轉(zhuǎn)速，讓小車達到前進、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)及停止行駛的目的。 四 總結(jié) 采用單片機為核心，利用光電傳感器和紅外反射式傳感器作為探測系統(tǒng)，設(shè)計了可以實現(xiàn)自動尋線行走、自動避障、報警以及遙控等功能的智能小車。該設(shè)計的顯著優(yōu)點是電路簡單、可靠性強、成本低，并且非常易于功能進一步完善和擴展。 內(nèi)部資料 請勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^! 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