【文章內(nèi)容簡介】 短，易損壞，而且它的響應(yīng)時間相對比較慢，不是很可靠。因此決定放棄此方案。 第二種方案：對于整個小車系統(tǒng)的電機驅(qū)動模塊的需求，選擇L293D此款電機驅(qū)動芯片實現(xiàn)。這種驅(qū)動芯片負載很強，無論是電壓還是電流都十分大，而且該芯片采用16腳封裝,屬于H橋集成電路。除此之外，它還有許多的優(yōu)點。當電機驅(qū)動開始工作時，電壓最高可以達到36福特，電流也十分大，最大可以達到2安培，保持1安培的電流穩(wěn)定工作。能用來驅(qū)動直流電動機和繼電器線圈等感性負載，由于其輸入端能夠直接與單片機相連，所以可以很方便地受到單片機的控制。當小型直流電機被驅(qū)動時，其可以直接控制兩路的電機，并實現(xiàn)電機的正、反轉(zhuǎn)，只要改變輸入端的邏輯電平即可實現(xiàn)此功能。綜合以上考慮最終決定采用第二套方案，選用L293D芯片更合適。圖23 L293D 黑線循跡模塊第一種方案：對于整個小車系統(tǒng)的循跡模塊的需求，選擇光敏電阻實現(xiàn)。此種方案簡單易行，因為光敏電阻的阻值會很敏感的產(chǎn)生變化，而使其阻值發(fā)生變化的原因就是它附近的明暗度，所以讓其處在黑白截然相反的顏色上時，阻值會很明顯的發(fā)生變化，由此電壓比較器接收到阻值的變化值時就能夠輸出不同的電平信號，單片機就由此可以判斷從而釋放對應(yīng)命令來實現(xiàn)小車的左右轉(zhuǎn)向、前進或者停止等行動。但是實際發(fā)現(xiàn)效果并不好，而且有較大的誤差現(xiàn)象，很容易被周圍的環(huán)境所影響，穩(wěn)定性太差。所以考慮放棄此方案。第二種方案：對于整個小車系統(tǒng)的循跡模塊的需求，選擇HJIR2抗干擾型高性能紅外避障模塊實現(xiàn)。該傳感器是一種一體化反射型光電探測器，它受到光線的影響非常小，甚至幾乎無影響，哪怕是在外面受到太陽的照射影響，也不會帶來太大誤差，準確度非常高。我們都知道黑色的東西會吸收光線，然而白色的東西吸收光線的能力很差，絕大部分會被發(fā)射回去。利用這一原理，只需要將軌道設(shè)置為黑色并且布置在白色的路面上即可完成環(huán)境設(shè)計。釋放出紅外線探測，受到外界可見光的干擾很小，對信號不會產(chǎn)生影響。LM324可以用來比較檢測信號，再由單片機最后完成處理。比較兩種方案認為第二種方案更加的穩(wěn)定，具有很強的適應(yīng)性。然而方案一的誤差對于整個設(shè)計來說影響過大，綜上分析最終用第二種方案。 超聲波避障模塊第一種方案：對于整個小車系統(tǒng)的避障模塊的需求，選擇漫反射式光電開關(guān)實現(xiàn)。此套方案的一個最大優(yōu)點就是操作上十分簡單，這種模塊可以射出一束光，光線徑直的向前一旦遇到障礙物的阻攔后，立即會反射回來，此時的接收電路就能夠得知并且運行判斷。如果被阻擋回收到光線就給一低電平，沒有任何反應(yīng)的話就給一高電平即可。但同時這套方案有個明顯的缺陷就是能夠測到的距離相對太近。第二種方案：對于整個小車系統(tǒng)的避障模塊的需求，選擇超聲波傳感器實現(xiàn)。利用壓電陶瓷超聲波傳感器產(chǎn)生超聲波傳輸，不僅僅速度快而且路徑直，一旦碰到任何的阻礙物體立即返回被接收。在各式各樣的避障設(shè)計中，超聲波十分的常見，也十分的被偏愛。本設(shè)計對于超聲波探測器方面擬定HCSR04模塊?？紤]到本系統(tǒng)并不需要在復(fù)雜的環(huán)境中工作，只需要檢測到障礙物實現(xiàn)避障，方案二的模塊更加符合系統(tǒng)設(shè)計的需求，綜合分析最終選擇第二種方案。 金陵科技學院學士學位論文 第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 總體設(shè)計智能小車采用兩個前輪和一個萬向輪的方式，在前輪的左右兩端各安裝一個電機驅(qū)動，利用電機驅(qū)動芯片L293D來控制兩個前輪的左右轉(zhuǎn)向和停止，后輪是一個萬向輪，有支撐和轉(zhuǎn)向的作用。在車體底盤的前端裝有4個紅外光電傳感器，用以實現(xiàn)路跡檢測和避障功能。小在小車的車頭還裝置有超聲波探測模塊HCSR04，當前方檢測到障礙物時，小車能夠做出相應(yīng)的反應(yīng)。總體設(shè)計框圖如圖31。單片機STC89C52電源模塊循跡檢測模塊電機驅(qū)動模塊超聲波探測模塊圖31 總體設(shè)計框圖 電源電路設(shè)計電壓的穩(wěn)定性尤其重要，對此專門設(shè)計了穩(wěn)壓電路。使用7805三端穩(wěn)壓集成塊，可以保持電壓為+5V不變。同時開關(guān)起到了為最小系統(tǒng)板上的程序燒寫提供電源的作用。電源電路如下圖32所示。 圖32 5V穩(wěn)壓電源 電機驅(qū)動電路設(shè)計L293D 共有16個引腳，屬于DIP封裝。是四倍高電流的H橋驅(qū)動程序。雙極型脈沖調(diào)寬有很多的優(yōu)點，比如低速時更平穩(wěn)；釋放連續(xù)電流；能夠四角限運行；電機停止工作后產(chǎn)生微振電流，有助于除去轉(zhuǎn)動時的靜摩擦死區(qū)等。L293D的使能信號可以起到調(diào)節(jié)脈寬的作用，給H橋電路輸入不同的值后，那么馬達向什么方位旋轉(zhuǎn)就會有所不同。不僅如此，在L293D的一個芯片上存在有兩個H橋電路，這就說明兩個電機可以同時被一個芯片直接控制。電機含有三個必備的信號，一個是使能信號EN12，另外的是旋轉(zhuǎn)方向的控制信號IN1和IN2。當IN1=IN2=0時，電機開始正向的進行轉(zhuǎn)動，當IN1=0、IN2=1時，電機開始相反的進行轉(zhuǎn)動。選中一PWM與使能端引腳相連接，那么PWM的占空比直接與整個電機的旋轉(zhuǎn)速度掛鉤。選中一I/O口，通過反向器74HC14與兩個方向控制信號的引腳相連接，使其控制轉(zhuǎn)向問題。L293D引腳圖如下圖33所示。圖33 L293D引腳圖其中L293D電路原理圖和內(nèi)部邏輯等效圖如下圖所示。圖34 電機驅(qū)動原理圖圖35 L293D內(nèi)部等效圖 黑線循跡設(shè)計與實現(xiàn)小車循跡的原理是在白色路面中貼有黑色膠帶的軌道上運行，因為不同的顏色對光線的吸收程序不一樣，自然反射回去的數(shù)據(jù)就不同，所以通過最后收到的反射光的情況就可以判斷道路的黑白。本設(shè)計采用應(yīng)用廣泛且操作比較簡單的紅外光線探測方法。紅外光線探測法其實原理十分簡單，就是紅外線對于各種各樣的顏色有不同的反射性質(zhì)。小車開始前進，那么傳感器的紅外發(fā)射二極管就會往外放出紅外線，若此時小車行駛在白色的路面上，置于車底的紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外線會被反射回來，接收管一旦接收到紅外信號，那么就會導(dǎo)通光敏三極管，從而輸出低電平，經(jīng)過電壓比較器后送往單片機控制。若小車一旦開始位于黑色膠帶軌道的上方，黑色物體就能夠吸收一直釋放出來的紅外線，此時的