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2025-04-11 23:43本頁(yè)面
【正文】 器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器原理如圖31所示。根據(jù)跑道的面積及兩車的面積要求，我們選用了檢測(cè)范圍為0~150cm的光電傳感器，在此設(shè)計(jì)中將其范圍控制在10~15cm內(nèi)，從而更好的實(shí)現(xiàn)超車功能。ATmega16單片機(jī)的特點(diǎn)ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8 位CMOS微控制器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC 微控制器高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)主選ATmega16作為核心器件。 兩車之間的通信方法采用光電傳感器作為兩車之間的通信方式，利用光電傳感器的精度高、反應(yīng)快、非接觸的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩車間的通信。 節(jié)能智能小車的節(jié)能主要體現(xiàn)在三部分：一、在電源模塊，采用MP2307穩(wěn)壓電路。電流模式控制可提供快速瞬態(tài)響應(yīng)和cyclebycycle電流限制。完全滿足節(jié)能要求。直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小，重量輕，裝配簡(jiǎn)單，使用方便。對(duì)于直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，可以采用改變電壓的方法，也可采用PWM調(diào)速方法。相比步進(jìn)電機(jī)具有體積小，裝配簡(jiǎn)單，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足節(jié)能要求。光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。完全滿足節(jié)能要求。圖41 智能小車的基本結(jié)構(gòu)圖智能小車的工作過(guò)程：傳感器系統(tǒng)采用光電傳感器尋線和避障，實(shí)現(xiàn)在規(guī)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行及對(duì)周圍環(huán)境中障礙物的實(shí)時(shí)檢測(cè)，測(cè)量信號(hào)送入以AVR單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，單片機(jī)根據(jù)測(cè)量情況在內(nèi)部進(jìn)行決策，輸出的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制直流電機(jī)，帶動(dòng)小車各個(gè)部分運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退、停止等功能。圖42 控制器的系統(tǒng)框圖控制器的電路原理圖采用AVRMega16單片機(jī)為控制核心，復(fù)位端接高電平，用復(fù)位鍵控制，串了一個(gè)10K的電阻限流；I/O口PA0~PA7接光電傳感器，其中PA0~PA4口的5個(gè)光電傳感器用作尋線檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)在規(guī)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，PA5~PA7口的3個(gè)光電傳感器用作避障檢測(cè)，以對(duì)周圍環(huán)境中障礙物的實(shí)時(shí)檢測(cè)；I/O口PC0~PC3接LED發(fā)光二極管，以十六進(jìn)制的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)計(jì)所經(jīng)過(guò)標(biāo)志線的條數(shù)來(lái)測(cè)距。 穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)MP2307的工作原理MP2307是單片機(jī)降壓穩(wěn)壓器，該器件集成100mΩMOSFET的負(fù)載提供連續(xù)3A電流?？烧{(diào)節(jié)的軟啟動(dòng)可防止涌流在開(kāi)通和關(guān)斷模式下，電源電流降至低于1μA。其封裝圖如圖43所示。圖43 MP2307芯片引腳封裝圖 穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)為了提高小車的穩(wěn)定性，其控制部分和驅(qū)動(dòng)部分需分別供電。兩個(gè)電源均采用MP2307芯片構(gòu)成的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓（其電路圖如圖44所示），其中控制部分的電壓：通過(guò)12V的電池電壓輸入經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓成5V的電壓給單片機(jī)供電，結(jié)構(gòu)框圖如圖45所示；驅(qū)動(dòng)部分的電壓：，輸出的電壓經(jīng)兩路來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，一路經(jīng)7805穩(wěn)壓器穩(wěn)壓成5V電壓給LN798N驅(qū)動(dòng)電路供電以驅(qū)動(dòng)電機(jī)；另一路直接給電機(jī)供電，其結(jié)構(gòu)框圖如圖46所示。H橋可承受46V電壓。LN298N采用15腳雙列直插小瓦數(shù)式封裝，工業(yè)品等級(jí)。H橋驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是能夠?qū)﹄姍C(jī)繞組進(jìn)行正、反兩個(gè)方向通電。其接線圖見(jiàn)附錄2。其運(yùn)行狀態(tài)如表一所示。程序設(shè)計(jì)思路根據(jù)題目的要求所要實(shí)現(xiàn)的功能，再根據(jù)每個(gè)部分的要求進(jìn)行編寫(xiě)，然后再根據(jù)題目的要求進(jìn)行綜合編寫(xiě)。軟件仿真測(cè)試軟件仿真測(cè)試使用Multisim仿真軟件進(jìn)行調(diào)試。 測(cè)試條件與儀器測(cè)試條件：檢查多次，仿真電路和硬件電路必須與系統(tǒng)原理圖完全相同，并且檢查無(wú)誤，硬件電路保證無(wú)虛焊。 測(cè)試結(jié)果及分析 測(cè)試數(shù)據(jù) 測(cè)試分析與結(jié)論參考文獻(xiàn)：[1][M]北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.[2] Designer 6設(shè)計(jì)教程[M]北京：電子工業(yè)出版社，2007.[3][M]北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.[4][M]北京：清華大學(xué)出版社，1996.[5][M]北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.[6][M]上海：德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)（上海）有限公司大學(xué)計(jì)劃部，2010.[7][M]北京：電子工業(yè)出版社，2009.附錄1：控制電路原理圖附錄2：驅(qū)動(dòng)電路原理圖附錄3：源程序23
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