【正文】 若串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)方向相同稱為積復(fù)勵(lì)。 （ 2） 直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) ① 調(diào)速性能好 所謂 “調(diào)速性能 ”，是指電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 ② 起動(dòng)力矩大 可以均勻而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 ③ 可逆運(yùn)行 當(dāng) 直流電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電樞繞組在主磁極 N、 S 之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組上感生出電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負(fù)載（或電網(wǎng)），對(duì)外供電，此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)可 作 為 直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行。要使電樞受到一個(gè)方向不變的電轉(zhuǎn)矩， 關(guān)鍵在于：當(dāng)線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時(shí)地加以變換， 即進(jìn)行所謂 ―換向 ‖。 轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制 ， 轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制有兩種方法：改變磁場(chǎng)方向；改變電流方向（即改 變電源的正負(fù)極）。 ULN2803 八 NPN 達(dá)林頓連接晶體管是低邏輯電平數(shù)字電路（如 TTL,CMOS 或 PMOS/NMOS）和大電流高電壓要求的燈、繼電器、打印機(jī)錘和其他類似負(fù)載間的接口的理想器件。所有器件有集電極開路輸出和用于瞬變抑制的續(xù)流箝位二極管。它的管腳連接圖如 下 圖 所示 : 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作過程是：首先從 P1 口輸出 00010001B，由于單片機(jī)與ULN2803 連接只用到了 —，所以 ULN2803 與單片機(jī) 連接的四個(gè)管腳中只有一個(gè)管腳處于導(dǎo)通狀態(tài)，其他管腳處于斷開狀態(tài)。通過循環(huán)左移或右移 P1 口的輸出值，輪流給步進(jìn)電機(jī)各引腳輸 出端通電，即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。本電路 采用驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803。 當(dāng)沒有光反射回來時(shí)，光電對(duì)管中的三極管不導(dǎo)通， VT1 截至，其集電極輸出高 電平。因此我們選擇此電路作為我們 的傳感器檢測(cè)與調(diào)理電路。 圖 4. 1 光電循跡電路檢測(cè) 金屬探測(cè)傳感器模塊 如下 圖 所示電路中，我們選用型號(hào)： LJKD4N 金 屬探測(cè)傳感器，將其檢測(cè)面對(duì)準(zhǔn)運(yùn)行路面，當(dāng)小車距離金屬塊 20mm~30mm 時(shí)，輸出一個(gè)低電平信號(hào)，然后送至 單 片機(jī) ,查詢判斷后控制電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作，使小車車速減慢，并可進(jìn)行聲光提示。 圖 金屬探測(cè)傳感器模塊 紅外避障模塊 圖 所示電路采用紅外線壁障， 是一個(gè)電壓比較器。 由于紅外線受到外界可見光的影響較大，因此用 38KHz 調(diào)制信號(hào)，紅 外發(fā)射二極管發(fā)射紅外線，在沒有遇到障礙物時(shí)會(huì)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，送至單片機(jī)中 ，如 果遇到障礙物后，光線反射回來，接收的光電二極管就會(huì)導(dǎo)通，這時(shí)候就會(huì)輸出一個(gè)低電平，送至單片機(jī) 圖 紅外避障檢測(cè)電路 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 LED 數(shù)碼顯示電路 發(fā)光二極管 LED 是一種通電后能發(fā)光的半導(dǎo)體器件，其導(dǎo)電性質(zhì)與普通二極管類似。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍。它使用了 8 個(gè) LED 發(fā)光二極管，其中 7 個(gè)用于顯示字符， 1 個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)。把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng) 極接 +5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。 （ 2）共陰極接法。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過電阻與輸入端相連。 在本設(shè)計(jì)中所采用的是共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼顯示器， 如下圖 ： 圖 LED 數(shù)碼顯示器 基于步進(jìn)電機(jī)的智能小車設(shè)計(jì) 22 鍵盤控制 電路 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。鍵盤所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。 按鍵的閉合與否，反映在輸出電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平。在本設(shè)計(jì)中，高電平表示按鍵斷開，低電平表示按鍵閉合狀體。 為了確保單片機(jī)對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響。由于硬件消抖電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，本設(shè)計(jì)中沒有采 用，在此不再詳細(xì)敘述；軟件消抖適合按鍵較多的情況，方便簡(jiǎn)單。 圖 LCD 顯示電路 基于步進(jìn)電機(jī)的智能小車設(shè)計(jì) 24 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖 本設(shè)計(jì)的主設(shè)計(jì)流程圖如 下 圖 所示，當(dāng)接通電源時(shí)，必須按下啟動(dòng)按鍵小車才能運(yùn)動(dòng)，在行駛過程中，結(jié)合查詢方式查詢小車是否偏離黑線，并根據(jù)偏離方向執(zhí)行 相應(yīng)的控制程序；若 為低電平，測(cè)探測(cè)到金屬，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的報(bào)警程序；當(dāng)檢測(cè)到障礙物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生中斷，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的避障程序。 在這個(gè)程序中主要實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)脈沖的分配、根據(jù)鍵盤檢測(cè)正反轉(zhuǎn)方向控制、速度控制等，并且兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的方向及速度控制可根據(jù)以下子程序自行修改實(shí)現(xiàn)。 圖 步進(jìn)電機(jī)方向及速度控制流程圖 基于步進(jìn)電機(jī)的智能小車設(shè)計(jì) 26 金屬探測(cè)及控制設(shè)計(jì)流程圖 圖 所示流程圖，當(dāng)金屬探測(cè)器通上 + 的電源時(shí)，碰到金屬，則金屬探測(cè)器的指示燈會(huì)發(fā)亮報(bào)警了，同時(shí)輸送一個(gè)低電平給單片機(jī)模塊?？梢栽谛≤囓囶^的左右各裝一個(gè)紅外檢測(cè)避障電路，單片機(jī)的 和 在收到接收到的紅外 檢測(cè)電路輸出信號(hào)后，利用單片機(jī)控制電機(jī)在遇到障礙物時(shí)使小車轉(zhuǎn)彎 。 （ 2）光電尋跡模塊測(cè)試：在以連接好的光電尋跡電路中，通電后，在反射式光電傳感器上面放一張白紙，用電壓表測(cè)量 LM393 的輸出端 1 號(hào)引腳是不是為高電平；在放一張貼有黑膠布的紙張或者是黑色的物品放在反射式光電傳感器的感應(yīng)部分，看電壓表的的電壓是否 為低電平；來回移動(dòng)帶有黑膠布的紙張或黑色物品，看電壓表的電壓值是否高低電平的變化。 （ 4）金屬探測(cè)電路測(cè)試：首先采用 LJKD4N 金屬探測(cè)傳感器，給它導(dǎo)入 的電源，并在接電源端和輸出端之間接個(gè) 歐姆電阻；再用萬(wàn)用表測(cè)量尚未碰到金屬時(shí)輸出端是否為高電平；當(dāng)碰到金屬時(shí)，指示燈是否亮，這時(shí)候再用萬(wàn)用表測(cè)量此時(shí)的輸 出端是否為低電平。 通過 Medwin3 軟件將主流程框圖的步驟一步一步的將各個(gè)部分程序?qū)懞?，通過仿真軟件 proteus 在線下載調(diào)試，觀察仿真情況是否和預(yù)計(jì)的要求一致。 基于步進(jìn)電機(jī)的智能小車設(shè)計(jì) 28 參考文獻(xiàn) [1]歐偉明等 .單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2020. 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