【正文】 ）；當(dāng)它為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電橋上的4個(gè)晶體管全部截止，使正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)電樞電流反向，電動(dòng)機(jī)自由停止。該驅(qū)動(dòng)電路的工作過程是，分別連到LM298的IN1和IN3兩個(gè)輸入端，主要用來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。，分別連在LM298的IN2和IN4兩個(gè)輸入端。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)L298輸出端對(duì)電機(jī)的控制了。圖46 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路5 系統(tǒng)軟件 軟件流程圖開始定義頭文件開中斷左側(cè)光比較強(qiáng)？Y左邊有障礙？Y右 轉(zhuǎn)右邊有障礙？左轉(zhuǎn)N直線前進(jìn)NY左右光強(qiáng)一樣？NYN前進(jìn)電機(jī)控制程序圖51 仿真機(jī)器龜制作的軟件流程圖6 工作過程分析仿真機(jī)器龜?shù)墓ぷ鬟^程如下，在設(shè)計(jì)中使用了一些集成元器件以及單片機(jī)，根據(jù)它們的技術(shù)要求，正常工作時(shí)均為5V供電，且電路工作穩(wěn)態(tài)電流較小，因此在本次設(shè)計(jì)中選用LM7805集成穩(wěn)壓電路，它的輸出電壓為5V。由LM7805集成穩(wěn)壓器組成的5V電壓源主要由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。本次設(shè)計(jì)的機(jī)器龜就是一個(gè)機(jī)器生命，機(jī)器生命就是一個(gè)能自主生存的機(jī)器，一個(gè)自動(dòng)為生存下去而奮斗的機(jī)器。對(duì)于機(jī)器生命來說，生存的含義就是不斷電，繼續(xù)運(yùn)行。機(jī)器生命具有完全自主決策、自主行動(dòng)、活動(dòng)于未知世界、不需人類參與就能持續(xù)運(yùn)行并且自我維護(hù)等特征。這次設(shè)計(jì)的機(jī)器龜就有自主決策、自主行動(dòng)、活動(dòng)于未知世界的功能。它能自主尋光、覓食和避障等功能。機(jī)器龜由四大模塊組成，分別是機(jī)械部分、傳感器部分、單片機(jī)部分以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)這四部分組成。它的工作過程是，合上電源開關(guān)，使機(jī)器龜進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)機(jī)器龜?shù)暮竺鎯蓚€(gè)左、右輪在直流電機(jī)作用，由單片機(jī)控制這兩個(gè)輪的轉(zhuǎn)速相同，使機(jī)器龜沿著直線向前走。由于從單片機(jī)出來的信號(hào)比較小，不能直接作用于電動(dòng)機(jī)，所以要用驅(qū)動(dòng)電路作為單片機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的橋梁。在我的設(shè)計(jì)中我選擇直流電動(dòng)機(jī)，直流電機(jī)最常用的驅(qū)動(dòng)電路是H橋電路，但是考慮如果用硬件來完成H橋電路的搭建非常麻煩，而且所占的空間也大，所以在我的設(shè)計(jì)中選擇了集成的驅(qū)動(dòng)芯片LM298，這款芯片內(nèi)部集成了H橋電路，就不用再自己搭配了。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過單片機(jī)的PWM輸出端口輸出來控制的。只要調(diào)節(jié)輸出脈沖的占空比就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器龜?shù)男凶咚俣?。機(jī)器龜在行進(jìn)過程中，左、右兩側(cè)的光敏電阻開始感知機(jī)器龜前方的光強(qiáng)，分別以數(shù)字信號(hào)值的形式傳給單片機(jī)，然后單片機(jī)通過接受到的信號(hào)“0”或“1”來決定機(jī)器龜是向右轉(zhuǎn)還是向左轉(zhuǎn)。只要兩個(gè)輪子的速度不同就能轉(zhuǎn)向了，轉(zhuǎn)向是利用單片機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)的。如果左側(cè)光強(qiáng)值大于右側(cè)光強(qiáng)值，左輪正轉(zhuǎn)，右輪反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向輪向右轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使機(jī)器龜向右側(cè)前進(jìn)；反之，左輪反轉(zhuǎn)，右輪正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向輪向左轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使機(jī)器龜向左側(cè)前進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器龜?shù)内吂庑?。機(jī)器龜在行進(jìn)過程中，四個(gè)紅外傳感器同時(shí)感知四周的障礙物信息，當(dāng)機(jī)器龜前部的紅外傳感器感知到障礙物時(shí)，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)彎，此時(shí)光敏電阻首先比較左、右兩側(cè)的光強(qiáng)，以使機(jī)器龜向著光線較弱的一側(cè)轉(zhuǎn)彎，如果兩側(cè)光強(qiáng)一樣，則左、右兩側(cè)的紅外傳感器比較兩側(cè)障礙物的距離信息，并向著與障礙物距離遠(yuǎn)的一側(cè)轉(zhuǎn)彎。這樣，一個(gè)具有初級(jí)智能行為的機(jī)器龜就設(shè)計(jì)出來了。7 元器件清單名稱型號(hào)數(shù)量備注普通電阻器10光敏電阻2紅外傳感器4電解電容2整流二極管1N400412發(fā)光二極管1LEDLM2981直流電機(jī)2電源15V集成穩(wěn)壓器LM7805單片機(jī)C8051f0201變壓器18 主要元器件介紹 光敏電阻CdS的介紹以硫化鎘（CdS）為主要成分的光敏電阻是應(yīng)用廣泛的一種光敏，它是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，即當(dāng)光照射在硫化鎘半導(dǎo)體表面上時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)的載流子增加，使其電導(dǎo)率增加。CdS通常都是制成薄膜結(jié)構(gòu)的，以便收集和吸收更多的光線。光敏電阻與其他半導(dǎo)體光電器件相比，有以下特點(diǎn)，光譜響應(yīng)范圍相當(dāng)寬，工作電流大，所測(cè)得光電強(qiáng)度范圍寬，既可測(cè)強(qiáng)光也可測(cè)弱光，靈敏度高，無選擇極性之分。 紅外傳感器的介紹把紅外輻射轉(zhuǎn)換成電量變化的裝置，稱為紅外傳感器。紅外傳感器主要是利用被測(cè)物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測(cè)量物體的溫度，可進(jìn)行遙控。它可以不從被測(cè)物體上吸收熱量，不會(huì)干擾被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)，連續(xù)測(cè)量不會(huì)產(chǎn)生消耗，反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。紅外傳感器主要分為光電型和熱敏型。光電型是利用紅外輻射的光電效應(yīng)制成的，其核心是光電元件，這類傳感器主要有紅外二極管、三極管等。熱敏型主要制作紅外溫度傳感器，它是利用紅外輻射的熱效應(yīng)制成的，其核心是熱敏元件。 LM7805的介紹LM7805是美國半導(dǎo)體公司的固定輸出三端正穩(wěn)壓器集成電路，輸出電流在1A以上，輸出電壓是+5V。內(nèi)其內(nèi)部包括過熱、過流和調(diào)整管保護(hù)等電路，誤差放大電路，基準(zhǔn)電壓電路和調(diào)整電路，使用比較方便且穩(wěn)定精度高。 C8051單片機(jī)C8051系列單片機(jī)是集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)，具有與MCS51內(nèi)核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有標(biāo)準(zhǔn)8051的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)及功能部件。C8051系列單片機(jī)是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)（SOC）。CPU有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉單個(gè)或全部外設(shè)以節(jié)省功耗。 LM298的簡(jiǎn)介L(zhǎng)298是雙通道直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，它可以滿足機(jī)器龜正反轉(zhuǎn)控制的需要。L298是一塊單片集成電路，有兩種封裝形式，它是雙H橋高電壓大電流功率集成電路，可以用來驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如繼電器、電動(dòng)閥、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。采用L298作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，可靠性高，可以方便地控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)?！?6V，邏輯工作電源電壓工作范圍：5～7 V。最大靜態(tài)工作電流是70mA。L298的主要參數(shù)：允許驅(qū)動(dòng)電壓50V；允許控制電壓+50V；直流允許輸出電流2A；直流最大允許尖峰電流3A；允許采樣電壓1～；允許功耗25 W。參考文獻(xiàn)[1] 杜軍平，：電子工業(yè)出版社，2004[2] 方建軍，：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[3] ：電子工業(yè)出版社，2004[4] 陳懇，楊向東，：清華大學(xué)出版社，2006[5] ：科學(xué)出版社，2005附錄 21