【正文】 直流電機(jī)，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負(fù)載性能差，不易調(diào)速。因此我們放棄了此方案。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。這樣，當(dāng)兩個直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時轉(zhuǎn)速相同時就可以實現(xiàn)電動車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的90度和180度的轉(zhuǎn)彎。當(dāng)小車前進(jìn)時，左右兩驅(qū)動輪與后萬向輪形成了三點結(jié)構(gòu)。為了防止小車重心的偏移，后萬向輪起支撐作用。用有機(jī)玻璃做的車架比塑料車架更加牢固，比鐵制小車更輕便，美觀。小車底盤如圖2所示：圖2 車體底盤圖方案1：采用可編程邏輯期間CPLD 作為控制器。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。且從使用及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。AT89s52是一個低功耗，高性能的8位單片機(jī)，片內(nèi)含32k空間的可反復(fù)擦些100,000次的Flash只讀存儲器，具有2Kbytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個IO口，2個8位可編程定時計數(shù)器，1個16位可編程定時計數(shù)器，四通道PWM，內(nèi)置8路10 位ADC。從方便使用的角度考慮，我們選擇了方案2。方案1： ，經(jīng)7805穩(wěn)壓后給支流電機(jī)供電，、穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。方案2：，經(jīng)過7805的電壓變換后給支流電機(jī)供電，然后將6V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。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，因此，我們放棄了這種方案。方案1：用光敏電阻組成光敏探測器。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。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。方案3：用RPR220型光電對管。RPR220采用DIP4封裝，其具有如下特點：塑料透鏡可以提高靈敏度。體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。此光電對管調(diào)理電路簡單，工作性能穩(wěn)定。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。方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點，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)。方案2：采用直流減速電機(jī)。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1：采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。 直流調(diào)速系統(tǒng)方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。簡稱VM系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)拖動直流電動機(jī)實現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺與調(diào)速電動機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺勵磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費用高、效率低、維護(hù)不方便等缺點。VM系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。VM系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運行時，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時，電源電壓加到電動機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時，直流電源與電動機(jī)斷開，電動機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速。由于電流波形比VM系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動機(jī)的損耗和發(fā)熱都比較小。（3）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。PWM由單片機(jī)AT89S52直接調(diào)制輸出，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比來調(diào)制電機(jī)轉(zhuǎn)速。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、價格低廉。如抗干擾能力差、共模抑制比低等。選擇優(yōu)質(zhì)元件構(gòu)成比例放大電路，雖然可以達(dá)到一定的精度，但有時仍不能滿足某些特殊要求。這種情況下須采用差動放大電路，并應(yīng)設(shè)法減小溫漂。方案三：電壓比較器方案。而Ui變化經(jīng)過Ur時，比較器的輸出將從一個電壓跳變到另一個電平。對它的要求是：鑒別要準(zhǔn)確，反應(yīng)要靈敏，動作要迅速，抗干擾能力要強(qiáng)，還應(yīng)有一定的保護(hù)措施，以防止因過電壓或過電流而造成器件損壞。具體措施多為在集成運放的兩個輸入端并聯(lián)二極管。簡單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說如果輸入信號因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會反復(fù)的從一個電平跳到另一個電平。這種情況，通常是不允許的。滯回比較器有兩個數(shù)值不同的閾值，當(dāng)輸入信號因受干擾或其他原因發(fā)生變化時，只要變化量不超過兩個閾值之差，滯回比較器的輸出電壓就不會來回變化。但是，滯回比較器畢竟是模擬器件，溫度的漂移是它無法消除的。 最終方案經(jīng)過反復(fù)論證，我們最終確定了如下方案：（1）車體用有機(jī)車架手工制作。（3）用穩(wěn)壓后為直流電機(jī)供電，將6V電壓經(jīng)7805降壓、穩(wěn)壓后為單片機(jī)系統(tǒng)和其他芯片供電。（5）三極管作為直流電機(jī)的驅(qū)動芯片?！　?微控制器模塊的設(shè)計本系統(tǒng)采用AT89S52作為核心控制部件，通過對小車前下端的左中右三對紅外對管組成的尋跡帶你路電路所采集的信號進(jìn)行分析使小車在行駛偏離正常軌道時及時進(jìn)行分析校正，以保證其直向行駛；用單片機(jī)控制電機(jī)專用驅(qū)動芯片驅(qū)動前后兩個電機(jī)是后輪做勻速行駛，前輪作為左右轉(zhuǎn)向輪；采用Atmel公司的AT89s52單片機(jī)，不用燒寫器而只用串口或者并口就可以往單片機(jī)中下載程序。當(dāng)沒有光反射回來時，光電對管中的三極管不導(dǎo)通，VT1截至，其集電極輸出高電平。經(jīng)試驗和示波器驗證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。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。因此我們考慮用比較器的方案。而且經(jīng)試驗驗證給此電路供電的電池的壓降較小。 單片機(jī)控制模塊本模塊采用51系列單片機(jī)作為核心處理器。有了以上三塊，單片機(jī)就能夠正常工作。AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。利用AT89S51的I／O端口對傳感器信號進(jìn)行實時判斷監(jiān)控來控制步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的反映。圖41 帶燒錄接口的單片機(jī)最小系統(tǒng) 時鐘電路單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生有兩種方法：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。AT89單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機(jī)器周期中