【正文】 后輸入到比較器LM393使其調(diào)整為方波輸出到LM2907N，LM2907N芯片會把此方波信號的頻率轉(zhuǎn)化為對應電壓值，當此電壓值大于由4號引腳輸入的門電壓時，LM2907N的8號引腳輸出低電平，LED處于發(fā)光狀態(tài)。內(nèi)部比較器的4腳電壓為Vop+輸入電壓，它是電阻R（51KΩ）上的電壓，這個電壓和頻率有關的。 LM2907N原理框圖將LM2907N的8腳接到單片機輸入口。%；⑧ 具有保護電路，不會受高于Vcc值或低于地參考點輸入信號的損傷；⑨ 在零頻率輸入時，LM2907N的輸出電壓可根據(jù)外圍電路自行調(diào)節(jié)；⑩ 當輸入頻率達到或超過某一給定值時，可將輸出用于驅(qū)動繼電器、指示燈等負載。 超聲波接收和處理電路 (3) 信號處理電路 信號處理電路使用集成電路LM2907N，它原是測量轉(zhuǎn)速用的IC，其內(nèi)部有F/V轉(zhuǎn)換器和比較器、充電泵、高增益運算放大器，它的輸出要求有一定頻率的信號，能將頻率信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號。LM393輸出的是比較規(guī)范的方波信號?？梢姼淖兛刂贫说目刂齐妷褐悼梢愿淖兩舷掠|發(fā)電平值。② 兩個輸入端的觸發(fā)電平，是使它們翻轉(zhuǎn)的閥值電壓值也不同，當CV端不接控制電壓時，對TH（R）端來講，大于2/3VCC是高電平1，小于2/3VCC是低電平0；而對 TR（S）端來講，大于1/3VCC是高電平1，小于1/3VCC是低電平0。此外這個觸發(fā)器還有復位端 R，控制電壓端CV，電源端VCC和接地端GND。它只有一個輸出端OUT，OUT可等效成觸發(fā)器的Q 端。一般可以把 LM555 電路等效成一個大放電開關的RS 觸發(fā)器。5腳為控制電壓端(CV )，可以用它來改變上下觸發(fā)電平值。7腳為放電端（DIS），是內(nèi)部放電管的輸出，它有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定。2腳為觸發(fā)端（TR），是下比較器的輸入。 LM555 時基電路內(nèi)部由分壓器、比較器、觸發(fā)器、輸出管和放電管等組成，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。(1) 超聲發(fā)射電路超聲發(fā)射電路由時基電路555組成，555振蕩電路的頻率可以調(diào)整，調(diào)節(jié)電位器RP1可以將接受超聲傳感器的輸出電壓調(diào)至最大，通?？烧{(diào)至40kHz。本設計應用反射式超聲波探測電路探測障礙物。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉(zhuǎn)變成電能，故它分為發(fā)送器和接收器。利用超聲波的特性，可做成各種超聲波傳感器，結(jié)合不同的電路，可以制成超聲波儀器及裝置，在通訊、醫(yī)療及家電中獲得廣泛應用。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩，其頻率超過20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。 感應頭Lc振蕩器晶體開關放大電路金 輸出屬 電源 物體 接近開關原理框圖在車底中部安裝一個金屬檢測傳感器，將其檢測面對準運行路面，當小車通過金屬鐵塊時，輸出端輸出一個高電平信號，將這個高電平信號通過74LS04反相器，將信號用單片機檢測出來，借此控制電動機產(chǎn)生相應的動作，并聲光提示。這一振蕩的變化，即被開關的后置電路放大處理并轉(zhuǎn)換為一確定的輸出信號，觸發(fā)開關并驅(qū)動控制器件，從而達到非接觸式目標檢測之目的。振蕩器通過傳感器的感應面，在其前方產(chǎn)生一個高頻交變的電磁場。它的工作原理是外界的金屬性物體對它的高頻—振蕩器產(chǎn)生非接觸式感應作用。在該電路中，加比較器LM306的目的是使模擬量轉(zhuǎn)化為開關量，便于處理。電路中的可調(diào)電阻可調(diào)節(jié)靈敏度，以滿足小車在不同光度的環(huán)境中能夠?qū)ほE?？刂破湎蜃筠D(zhuǎn)。如果左方向偏離黑線，則右側(cè)的探頭就會檢測到黑線，把信號傳送到單片機，進行處理校正。 軌跡探測電路圖為了保證小車沿黑線行駛，采用了兩個檢測器并行排列，左右方向都可以進行控制，控制精度得以提高。將檢測到的信號送到單片機I/O口，當I/O口檢測到的信號為高電平時，表明紅外光被地上的黑色引導線吸收了，表明小車處在黑色的引導線上；同理，當I/O口檢測到的信號為低電平時，表明小車行駛在白色地面上。當小車在白色地面行駛時，裝在車下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線信號， 經(jīng)白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號，輸出低電平，經(jīng)LM306電壓比較器送單片機控制。該電路包括一個紅外發(fā)光二極管、一個紅外光敏三極管及其上拉電阻。從而達到測量里程的目的。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，來控制小車行走，同時將相關數(shù)據(jù)送顯示單元動態(tài)顯示。二是系統(tǒng)配置，既要按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設備，如鍵盤顯示器﹑打印機﹑A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等，又要設計合適的接口電路。近年來，AT89C51在我國非常流行，它最大的特點是內(nèi)部有可以多次重復編程的閃爍ROM，并且閃爍ROM可以直接用編程器來擦寫（電擦寫），使用起來比較方便。但存儲量小，輸入輸出適配器簡單，功能較低。隨著SCM在技術上、體系上不斷擴展其控制功能，國際上已經(jīng)采用MCU（MicroControllerUnit）代替單片機的名詞。3系統(tǒng)的硬件電路設計單片機（SCM）是單片微型計算機（Single Chip Microputer）的簡稱。完全滿足設計要求[4]。這種驅(qū)動電路可以很方便實現(xiàn)直流電機的四象限運行，分別對應正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動。這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點，是一種廣泛采用的調(diào)速技術。(3) 方案三：采用H型脈沖寬度調(diào)制（PWM）全橋式驅(qū)動電路。采用繼電器對電機的開或關進行控制。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，成本低，加速能力強，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運行時，通過電阻R的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大，對于小車的長時間運行不利。通過比較上述方案的優(yōu)缺點，綜合多方面因素決定選用方案二。在齒輪箱中安裝透射式光電開關，測出變速齒輪的每秒轉(zhuǎn)速，用變速比和車輪周長計算出線速度，積分求行駛里程。只要磁鋼在后輪上的位置足夠精確，霍爾開關固定牢靠，就可以獲得較好的測試效果?；魻栐捎谒幕魻栃@著而得到實用和發(fā)展，被廣泛用于電流、磁場、位移、壓力等物理量的測量。在車輪上安裝小磁鋼，將霍爾開關器件安裝在固定軸上。故不予采用。(1) 方案一：通過測試得出小車平均速度v，在行駛過程中將行駛時間與其乘積t*v作為駛過的里程。另外，LCD在大小和形狀上更加靈活，接口簡單，不但可以顯示數(shù)字、字符，而且可以顯示漢字和圖形，因此在袖珍儀表、醫(yī)療儀器、分析儀器及低功耗便攜式儀器中，LCD已成為一種占主導地位的顯示器件[3]。與LED相比，它具有功耗低，抗干擾能力強，體積小，廉價的特點，且有良好的人機界面，直觀，顯示效果漂亮。(2) 方案二：采用LCD1602液晶顯示器。其優(yōu)點是價格便宜，壽命長。(1) 方案一：采用LED數(shù)碼管顯示。光敏電阻具有很高的靈敏度、很好的光譜特性，光譜響應從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)，而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定，因此在自動化技術中得到了廣泛的應用。當無光照射時，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流很小。利用光敏電阻阻值隨光強弱變化的特性組成光控開關電路，檢測光源。該方案若采用方向性較強的光敏二極管作為光源定位器，要么是需要很多的器件，要么是難以檢測到光源的方向。(1) 方案一：采用多只方向性較強的光敏二極管作光源定位器。因此超聲波檢測廣泛應用在生產(chǎn)、國防、醫(yī)學等方面。超聲波對液體、固體的穿透能力很大，尤其是在光線不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。這樣不但能準確完成測量，而且能避免電路的復雜性。(2) 方案二：采用超聲波傳感器探測障礙物。(1) 方案一：采用激光傳感器探測障礙物。否則，如果范圍太大，則可能產(chǎn)生對障礙物的判斷失誤；范圍過小又很容易造成車身撞上障礙物或雖繞過障礙物卻無法實現(xiàn)理想定向。綜合考慮以上三種方案的優(yōu)越性，本設計選擇方案三。其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機械式行程開關所不能相比的。它除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測裝置，可用于檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻計數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制等。(3) 方案三：利用電感式接近開關代替金屬探測器。 (2) 方案二：采用根據(jù)電渦流原理自制的傳感器。此類金屬探測器利用探測線圈產(chǎn)生的交變磁場在接近金屬材料時產(chǎn)生微弱變化這一原理，將變化信號放大處理進而實現(xiàn)探測金屬的目的，但是該探測器的結(jié)構(gòu)復雜。所以本設計采用方案三。紅外線光電傳感器的特點是尺寸小、使用方便、工作狀態(tài)受溫度影響