【正文】 2μFCRESET +5V+5V圖 34 復(fù)位電路 驅(qū)動控制電路我們采用電機(jī)驅(qū)動芯片 L298N 作為電機(jī)驅(qū)動，驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)如圖 35 所示：D4D2D8D6D3D1D7D5A+ B1A+ B2VDDVDDOUT3OUT4GNDVDDOUT1OUT2GNDVDDGNDOUT4OUT3IN4IN3EN BVCCGNDIN2EN AIN1VDDOUT2OUT1GNDISEN A 1OUT1 2OUT2 3VSS4IN1 5EN A6IN2 7GND8VSS(+5V) 9IN310EN B 11IN412OUT3 13OUT414ISEN B 15U1L298N圖 35 電機(jī)驅(qū)動控制電路L298N 的 12 四個引腳接到單片機(jī)上，通過對單片機(jī)的編程就可以實(shí)現(xiàn)兩個直流電機(jī)的 PWM 調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)等功能。按鍵手動復(fù)位電路見圖 34。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。只要 Vcc 的上升時間不超過 1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。30pFC130pFC2 80C51XTAL1XTAL2(內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi) )XTAL2XTAL1VSS80C51內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)圖 33 時鐘電路復(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。在設(shè)計(jì)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。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，CXCX2可在 20pF 到 100pF 之間取值，但在 60pF 到 70pF 時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。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。(2) 內(nèi)部存儲器容量有限。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。 最小系統(tǒng)電路80C51 是片內(nèi)有 ROM/EPROM 的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠。而且經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證給此電路供電的電池的壓降較小。因此我們考慮用比較器的方案。但是這種電路用電量比較大，給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。經(jīng)試驗(yàn)和示波器驗(yàn)證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。當(dāng)沒有光反射回來時，光電對管中的二極管 V2 不導(dǎo)通，VT1 截至，其集電極輸出高電平。（6）L298N 作為直流電機(jī)的驅(qū)動芯片。（4）用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。（2）采用 MCS51 單片機(jī)作為主控制器。綜上考慮，我選擇了方案 2。L298N 是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它的相應(yīng)頻率高，一片 L298N 可以分別控制兩個直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。 電機(jī)驅(qū)動模塊方案 1：針對步進(jìn)電機(jī)用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。我們的車輪直徑為 6cm，因此我們的小車的最大速度可以達(dá)到：V=2πr由于其內(nèi)部由高速電動機(jī)提供原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力。方案 2：采用直流減速電機(jī)。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng) [6]。方案 1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。 電機(jī)模塊本系統(tǒng)為智能電動車，對于電動車來說，其驅(qū)動輪的驅(qū)動電機(jī)的選擇就顯得十分重要。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。此器件雖性能優(yōu)良但成本較高 [7]。方案 2：用 RPR220 型光電對管。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。綜上考慮，我選擇了方案 2。方案 2：采用兩片 7812 將電壓穩(wěn)壓至 12V 后給直流電機(jī)供電，然后采用 2576 將電壓穩(wěn)壓至 5V。綜上考慮，我選擇了方案 3。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但鋰電池的價格過于昂貴，使用鋰電池會大大超出我們的預(yù)算 [8]。方案 2：采用 3 節(jié) 可充電式鋰電池串聯(lián)得到 給直流電機(jī)供電，經(jīng)過 7812 的電壓變換后給直流電機(jī)供電，然后將 12V 電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。 電源模塊由于本系統(tǒng)需要電池供電，我考慮了如下幾種方案為系統(tǒng)供電：方案 1： 采用 10 節(jié) 干電池供電，電壓達(dá)到 15V，經(jīng) 7812 穩(wěn)壓后給支流電機(jī)供電，然后將 12V 電壓再次降壓、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。本設(shè)計(jì)就采用了比較先進(jìn)的 80C51 為控制核心，80C51 采用 CHOMS 工藝，功耗很低 [5]。80C51 是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。但是當(dāng)凌陽單片機(jī)應(yīng)用語音處理和辨識時，由于其占用的 CPU 資源較多而使得凌陽單片機(jī)同時處理其它任務(wù)的速度和能力降低。方案 2：采用凌陽公司的 16 位單片機(jī)，它是 16 位控制器，具有體積小、驅(qū)動能力高、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。CPLD 可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO 資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展 [3]。綜上考慮，我選擇了方案 2。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過低而使左右兩驅(qū)動輪驅(qū)動力不夠的情況。在安裝時要保證兩個驅(qū)動電機(jī)同軸。經(jīng)過反復(fù)考慮論證，我們制定了左右兩輪分別驅(qū)動，后萬向輪轉(zhuǎn)向的方案。而且這種電動車一般都價格不菲。但是一般來說，玩具電動車具有如下缺點(diǎn)：首先，這種玩具電動車由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。 車體設(shè)計(jì)方案 1：購買玩具電動車。把電平信號反饋給單片機(jī)，單片機(jī) MCS51 根據(jù)反饋的信號，通過所編寫的程序，判斷出小車行駛的狀態(tài)，通過單片機(jī)的引腳輸出相應(yīng)的控制信號，控制直流電機(jī)的驅(qū)動芯片L298，這樣才能調(diào)整直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其調(diào)整到最佳狀態(tài)。利用電機(jī)驅(qū)動模塊 L298 驅(qū)動直流電機(jī)，使用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。當(dāng)檢測到有一個傳感器偏出白線時，小車處于微偏狀態(tài)，這時將一個電機(jī)速度調(diào)慢，另一電機(jī)速度調(diào)快，完成調(diào)整。首先考慮所用的電機(jī)型號，是用直流電機(jī)還是步進(jìn)電機(jī)，由于直流電機(jī)轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，使用方便，故選擇用直流電機(jī)。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)。該設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面。新一代單片機(jī)為外部提供了相當(dāng)完善的總線結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展與配置打下了良好的基礎(chǔ)。這一代單片機(jī)中，在總線方面最重要的進(jìn)展是為單片機(jī)配置了芯片間的串行總線，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更加靈活的方式。第三代單片機(jī)包括了 Intel 公司發(fā)展 MCS51 系列的新一代產(chǎn)品，如8ｘC152﹑80C51FA/FB﹑80C51GA/GB﹑8ｘC451﹑8ｘC452,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(jī)。80C51 是一款八位單片機(jī)，它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評。本設(shè)計(jì)采用 MCS51 系列中的 80C51 單片機(jī)?？梢娖溲芯恳饬x很大。關(guān)鍵詞80c51 直流電機(jī) 光電傳感器 自動尋跡小車Abstract：The smart car is aluminum alloy for the chassis, 80c51 MCU as its core, including stepper motor, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind current status. The system transmits information through DF module. The car’s status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCD display and 2 keys for start control.Keywords: 80c51 DC motor Photo sensor SelfGuiding Model Car目 錄1 引言 ..................................................................................................................