簡易智能電動車的設(shè)計與制作.doc

1、摘 要本課題設(shè)計制作了一款具有簡易智能判斷功能的小車，它具有自動尋跡功能（在一定范圍內(nèi)行駛），設(shè)計了電路圖，編制了軟件并完成安裝、調(diào)試，形成了樣機.作品以兩電動機為主驅(qū)動，通過光電三極管來采集信息，送入主控單元AT89S52單片機，處理數(shù)據(jù)后完成相應(yīng)動作，以達到自身控制。電機驅(qū)動電路采用高電壓，高電流，四通道驅(qū)動的達林頓管原理的三極管組合。其中,黑帶檢測采用紅外線接收三極管完成；將信號送單片機處理判別方向.由控制單元處理數(shù)據(jù)后完成相應(yīng)動作，實現(xiàn)了無人控制即可完成一系列動作,相當(dāng)于簡易機器人。通過本課題的設(shè)計，使我們學(xué)習(xí)了單片機技術(shù)的中斷技術(shù)，更好的掌握了單片機的核心內(nèi)容.又鞏固了模擬電路中的功

2、率放大電路知識， 把實踐和理論更好的結(jié)合。關(guān)鍵字:單片機 智能控制  光電信號收發(fā)  尋跡行駛 AbstractThis topicbased group designed manufactures one section to have the intelligent judgment function car, the car has evades automatically bonds the function； Seeks the mark （Moving in a certain range） function: May study the e

3、mbedded control as the university student the powerful application example. The work take two electric motors as the focus actuation， gathers the information through the electro-optical sensing component， sends in the master control unit AT89S52 monolithic integrated circuit, after processing the da

4、ta, completes the corresponding movement， achieves own control. The motor-driven electric circuit uses the high voltage, the high electric current, four channels actuate Darington tube. And， the blanking bar examination uses the photosensitive triode to complete； Delivers the monolithic integrated c

5、ircuit processing distinction direction the signal. Through this topic's design， caused us to study in the monolithic integrated circuit technology interrupt technology, better has grasped monolithic integrated circuit's central content。 Causes us the theoretical knowledge which studies to a

6、pply in the practice, caused the practice and the theory obtained a better union。 個人收集整理，勿做商業(yè)用途本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途key words: Monolithic integrated circuit intelligent control electrooptic signal receiving and dispatching seeks the mark travel 第一章 單片機及其應(yīng)用一、什么是單片機所謂單片機就是將計算機的基本部件微型化并集成到一塊芯片上，具備獨特功能的微型計算

7、機。通常一個最基本的單片機片內(nèi)都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O口、定時器/計數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。單片機全稱為單片微型計算機（SingleChip Microcomputer),又稱微控制器或嵌入式控制器。二、單片機的發(fā)展與系列產(chǎn)品1、單片機發(fā)展可分為三個主要階段：（1） 低性能初級階段以1976年Intel公司推出的MCS-48系列為代表,采用將8位CPU、8位并行I/O接口、8位定時器/計數(shù)器、RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu)，雖然其尋址范圍有限（不大于4KB)，也沒有串行I/O口,而且RAM、ROM容量小，中斷系統(tǒng)簡單，指令系統(tǒng)功能也不強，但功能可

8、滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等需要.（2） 高性能提高階段以Intel公司的MCS-51系列為代表，在這一階段推出的單片機普遍帶有串行I/O接口,有多級中斷處理系統(tǒng)及16位定時器/計數(shù)器。片內(nèi)RAM、ROM容量加大，且尋址范圍可達64KB,有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換接口。(3）8位機鞏固發(fā)展及多品種共存階段1983年，Intel推出MCS96系列單片機是最具代表性的,片內(nèi)集成16位的CPU，RAM和ROM的容量也進一步增大,并且?guī)в懈咚買/O接口，帶有多通道A/D轉(zhuǎn)換器，8級中斷處理能力使其具有更強的實時處理功能。近年來,已有32位單片機進入試用階段.同時高檔8位單片機也在不斷改善其結(jié)構(gòu)，

9、各廠家紛紛以MCS51為內(nèi)核，融入自身的優(yōu)勢，推出了許多的MCS51兼容機，強化了微型控制器的特征，進一步鞏固和發(fā)展了8位機的主流地位。2、單片機的發(fā)展趨勢（1）低功耗CMOS化在許多應(yīng)用場合,單片機不僅要有小的體積,而且還需要較低的工作電壓和極小的功耗.現(xiàn)在各個單片機制造商都采用了CMOS工藝,并設(shè)有空閑和掉電兩種工作方式。（2）內(nèi)部資源豐富、外部電路內(nèi)裝化,整體微型化(3）大容量、高性能3、單片機系列產(chǎn)品Intel公司的MCS-51系列單片機Intel公司的MCS51系列、增強系列和16位單片機MCS-96系列。Atmel公司融入Flash存儲技術(shù)的AT89系列和AT90系列。8052/8

10、752/8032將原來的8051/8751/8031進行了擴展，數(shù)據(jù)存儲容量增至256字節(jié)，程序存儲容量增至8KB，定時器/計數(shù)器增至三個16位計數(shù)器，有6個中斷源。80C51/87C51/80C31采用低功耗地CMOS工藝，允許電源波動的范圍較大，并有三種功耗控制方式。8XC52系列在8052的基礎(chǔ)上，采用CHMOS工藝將MCS96系列中的一些高速輸出、脈沖寬度調(diào)制、定時器/計數(shù)器移植進來構(gòu)成新一代MCS51高性能產(chǎn)品.三、單片機的特點與應(yīng)用1、單片機與通用微機相比具有以下優(yōu)點：（1） 控制功能強 CPU可以直接對I/O端口進行操作，位操作能力更是其他計算機無法比擬的。近期推出的單片機產(chǎn)品,

11、擴展了接口電路功能。如增加了高速I/O接口，擴展了I/O口引線數(shù)目,在部分型號中，集成了ADC轉(zhuǎn)換器、PWM脈沖寬度調(diào)制輸出接口、可編程計數(shù)陣列PCA。（2） 抗干擾性強，可靠性高，工作溫度范圍寬 CPU、存儲器及I/O接口集成在同一芯片內(nèi)，各部件的連接緊湊，數(shù)據(jù)在傳送時受干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響，可靠性非常高.目前單片機適用的環(huán)境溫度劃分為三個等級：民用級0+70，工業(yè)級-40-+85，軍用級-65- +125。（3） 開發(fā)周期短，性價比高,易于產(chǎn)品化 將不同功能的接口電路嵌入基本型單片機芯片后,用戶就可以根據(jù)用途選擇相應(yīng)型號的單片機芯片，無須通過外部擴展,減少了芯片數(shù)目，從而

12、減少了印刷電路板的面積。接插件減少，安裝簡單方便，價格明顯降低，開發(fā)周期短，在達到同樣功能的條件下,具有很高的性價比.2、單片機的應(yīng)用領(lǐng)域單片機主要面向控制領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的在線控制。目前，單片機的應(yīng)用日益廣泛，下面簡單介紹其典型的應(yīng)用領(lǐng)域。（1）單機應(yīng)用在一個應(yīng)用系統(tǒng)中，只使用一片單片機,這是目前應(yīng)用最多的方式，單片機應(yīng)用的主要領(lǐng)域：（2)測控系統(tǒng)用單片機可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)等.例如，溫室人工氣候控制、水閘自動控制、電鍍生產(chǎn)線自動控制、汽輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車輛檢測系統(tǒng)、機器人軸處理器等。（3）智能儀表用單片機改造原有的測量、控制儀表,能促進儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化

13、、綜合化、柔軟化發(fā)展.如溫度、壓力、流量、濃度顯示、控制儀表等。通過采用單片機軟件編程技術(shù)，使長期以來測量儀表中的誤差修正、線性化處理等難題迎刃而解.（4）機電一體化產(chǎn)品單片機與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品結(jié)合，使傳統(tǒng)機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，控制智能化,構(gòu)成新一代的機、電一體化產(chǎn)品。例如，在電傳打字機的設(shè)計中由于采用了單片機，取代了近千個機械部件；在數(shù)控機床的簡易控制機中，采用單片機可提高可靠性及增強功能，降低控制機成本.（5）智能接口在計算機系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測、控系統(tǒng)中，如果用單片機進行接口的控制與管理，單片機與主機可并行工作，可以大大提高系統(tǒng)的運行速度。例如,在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機對模/數(shù)轉(zhuǎn)換

14、接口進行控制不僅提高采集速度，還可以對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，如數(shù)字濾波、線性化處理、誤差修正等。四、MCS-51系列單片機的基礎(chǔ)知識1、結(jié)構(gòu)特點8051是MCS-51系列單片機的一個產(chǎn)品。MCS51系列單片機是Intel公司推出的通用型單片機。它的基本型產(chǎn)品是8051、8031和8751。除片內(nèi)ROM類型不同外，8051、8031、8751的其它性能完全相同，其結(jié)構(gòu)特點如下:·8位CPU； ·32根I/O線； ·片內(nèi)振蕩器及時鐘電路；·外部存貯器尋址范圍ROM、RAM各64K；·2個16位的定時器/計數(shù)器;·5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級;&#

15、183;5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級；·全雙工串行口； ·布爾處理器.2、單片機的工作方式包括：復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、單步執(zhí)行方式、低功耗操作方式以及EPROM編程和校驗方式。3、8051的系統(tǒng)擴展在很多應(yīng)用場合,8051自身的存貯器和I/O資源不能滿足要求，這時就要進行系統(tǒng)擴展。（1)外部總線的擴展 (2）外部程序存貯器的擴展(3）外部數(shù)據(jù)存貯器的擴展4、8051指令系統(tǒng)（1）尋址方式： （2）指令說明a。寄存器尋址 b.直接尋址 a。 數(shù)據(jù)傳送指令c。寄存器間接尋址 b。 轉(zhuǎn)移指令d。立即尋址 c. 算術(shù)運算指令e.變址尋址 d。 邏輯運算操作f。相對尋址 e. 十進制

16、指令g。位尋址 f. 偽指令五、單片機的工作過程單片機的工作過程實質(zhì)上是執(zhí)行用戶編制程序的過程，一般程序的機器碼都已固化到存儲器中（例如實訓(xùn)1中的步驟2），因此開機復(fù)位后,就可以執(zhí)行指令.執(zhí)行指令又是取指令和執(zhí)行指令的周而復(fù)始的過程。假設(shè)機器碼74H、E0H已存在0000H開始的單元中，則此表示把E0H這個值送入A累加器。下面我們來說明單片機的工作過程。接通電源開機后，PC=0000H,取指令過程如下:（1） PC中的0000H送到片內(nèi)的地址寄存器；（2） PC的內(nèi)容自動加一變?yōu)?001H,指向下一個指令字節(jié)；（3） 地址寄存器中的內(nèi)容0000H通過地址總線送到存儲器,經(jīng)存儲器中的地址譯碼選中

17、0000H單元；（4） CPU通過控制總線發(fā)出讀命令；（5） 被選中單元的內(nèi)容74H送內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上，該內(nèi)容通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送到單片機內(nèi)部的指令寄存器.到此，取指令過程結(jié)束，進入執(zhí)行指令過程。執(zhí)行指令的過程：指令寄存器中的內(nèi)容經(jīng)指令譯碼器譯碼后，說明這條指令是取數(shù)命令，即把一個立即數(shù)送到A中；PC的內(nèi)容為0001H,送地址寄存器，譯碼后選中0001H單元，同時PC的內(nèi)容自動加1變?yōu)?002H；CPU同樣通過控制總線發(fā)出讀命令；0001H單元的內(nèi)容E0H讀出經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送至A。至此,本指令執(zhí)行結(jié)束.PC=0002H，機器又進入下一條指令的取指令過程。機器一直重復(fù)上述過程直到程序中的所有指令執(zhí)行

18、完畢，這就是單片機的基本工作過程。第二章 硬件設(shè)計一、單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計1、什么是最小系統(tǒng)在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，而單片機以高性能、高速度、體積小、價格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應(yīng)用,是設(shè)計智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機結(jié)合簡單的接口電路即可構(gòu)成單片機最小系統(tǒng),它是智能化儀器儀表的基礎(chǔ)，也是測控。監(jiān)控的重要組成部分.2、最小系統(tǒng)的構(gòu)成單片機最小系統(tǒng)可以飛為四個部分：一是時鐘系統(tǒng)：一般用12M的晶振。二是復(fù)位系統(tǒng)，一旦復(fù)位，CPU將從0000H開始執(zhí)行程序。三是電源部分,采用+5V的電源，要加一個LED用來指示電源接通。四是31管腳接高電平表示使用內(nèi)部的程序區(qū)。（1）時鐘

19、系統(tǒng)電路系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。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。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。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。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22F.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芯片靠近，以減

20、少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。（2）復(fù)位系統(tǒng)電路復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連,斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的S5P2,由復(fù)位電路采樣一次。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,此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路,如圖所示.當(dāng)時鐘頻率選用6MHz時，C取22F，Rs約為200，Rk約為1K。下面是最小系統(tǒng)的電路圖。圖1 單片機最小系統(tǒng)二、“H-橋"電動機控制及驅(qū)動電路設(shè)計1、直流電動機的工作原理圖2 直流電動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)這是分析直流電機的物理模型圖. 其中,固定部分有磁鐵,

21、這里稱作主磁極;固定部分還有電刷.轉(zhuǎn)動部分有環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組。(其中2個小圓圈是為了方便表示該位置上的導(dǎo)體電勢或電流的方向而設(shè)置的)    上圖表示一臺最簡單的兩極直流電機模型，它的固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對直流勵磁的靜止的主磁極N和S,在旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙.在電樞鐵心上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈,線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上,此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，

22、當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。直流電機具有響應(yīng)快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能，但直流電機的優(yōu)點也正是它的缺點，因為直流電機要產(chǎn)生額定負載下恒定轉(zhuǎn)矩的性能,則電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場須恒維持90°,這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會造成組件損壞之外，使用場合也受到限制。交流電機沒有碳刷及整流子，免維護、堅固、應(yīng)用廣,但特性上若要達到相當(dāng)于直流電機的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達到.現(xiàn)今半導(dǎo)體發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多，提升驅(qū)動電機的性能。微處理機速度亦越來越快，可實現(xiàn)將交流電機控制置于一旋轉(zhuǎn)的兩

23、軸直角坐標(biāo)系統(tǒng)中，適當(dāng)控制交流電機在兩軸電流分量，達到類似直流電機控制并有與直流電機相當(dāng)?shù)男阅堋?直流電機的最大弱點就是有電流的換向問題，消耗有色金屬較多,成本高,運行中的維護檢修也比較麻煩。因此,電機制造業(yè)中正在努力改善交流電動機的調(diào)速性能，并且大量代替直流電動機。不過，近年來在利用可控硅整流裝置代替直流發(fā)電機方面,已經(jīng)取得了很大進展。包括直流電機在內(nèi)的一切旋轉(zhuǎn)電機，實際上都是依據(jù)我們所知道的兩條基本原則制造的。一條是:導(dǎo)線切割磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動勢;另一條是:載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用。因此,從結(jié)構(gòu)上來看，任何電機都包括磁場部分和電路部分.從上述原理可見，任何電機都體現(xiàn)著電和磁的相互作用

24、,是電、磁這兩個矛盾著的對立面的統(tǒng)一.我們在這一章里討論直流電機的結(jié)構(gòu)和工作原理,就是討論直流電機中的“磁”和“電"如何相互作用,相互制約,以及體現(xiàn)兩者之間相互關(guān)系的物理量和現(xiàn)象(電樞電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩、電磁功率、電樞反應(yīng)等）。 2、電動機控制的基本原理我們知道，要控制直流電動機很簡單:將直流電源的正、負2根輸出線連接到直流電動機的2個接線端，直流電動機就會轉(zhuǎn)動，如果將直流電源的正、負兩級交換,直流電動機就會向與原來相反的方向轉(zhuǎn)動。顯然，我們不可能用手去交換電動機的接線，這就需要用采取用電控制的方式去控制變換電路。在電氣領(lǐng)域中,人們常用繼電器來轉(zhuǎn)換觸電，以改變電動機的引線的連接方式,從

25、而控制電動機的轉(zhuǎn)動方向。用晶體三極管也可以做電子開關(guān)。它的靈敏度高、動作速度快、不受塵埃及氣體氧化的影響、耐震動、無機械動作、無火花干擾、價格低廉、使用壽命長，因而得到廣泛應(yīng)用。普通數(shù)字集成電路的功率很小,其輸出電流和吸入電流都無法直接驅(qū)動小型玩具直流電動機旋轉(zhuǎn)。因此，如果想用普通數(shù)字集成電路來控制直流電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，可以利用晶體三極管“H-橋”電路。3、“H-橋”電動機驅(qū)動電路 我們首先用4支開關(guān)和1支電動機配合,來組成如圖3所示的“H-橋”電動機控制及驅(qū)動電路。由于這個電路結(jié)構(gòu)酷似英文字母“H”的形狀,故得此大名。 “H橋"的基本原理如下：當(dāng)開關(guān)SW1和SW4閉合、開關(guān)SW2

26、和SW3斷開時，電流如圖3種箭頭所示方向流過電動機,電動機的軸轉(zhuǎn)動，假設(shè)它是順時針方向轉(zhuǎn)動. 當(dāng)開關(guān)SW2和SW3閉合、開關(guān)SW1和SW4斷開時，電流從另一方向流過電動機，電動機的軸向相反的方向轉(zhuǎn)動，即向逆時針方向轉(zhuǎn)動，如圖4所示. 圖3 正轉(zhuǎn) 圖4 反轉(zhuǎn)圖5 “H-橋”電動機驅(qū)動電路4、用晶體三極管構(gòu)成的“H橋”驅(qū)動電路現(xiàn)在我們將上圖中的4個開關(guān)換成4個晶體三極管，就構(gòu)成了如圖5所示的晶體三極管“H-橋”電路.為了使電路控制簡單方便，電路中使用了2種不同極性的晶體三極管,即2個PNP型晶體三極管和2個NPN型晶體三極管。圖中上邊的驅(qū)動需要提供電流，它使用PNP型晶體管，下邊的驅(qū)動需要吸收電流

27、，使用NPN型晶體管。R是晶體三極管的基極限流電阻,A和B是2個控制信號輸入端。用控制信號恰當(dāng)?shù)拈_、關(guān)“H橋”的4個晶體三極管是很重要的，晶體三極管是“H-橋”在正電源和地之間的一個通道。當(dāng)A端為低電平“0”，B端為高電平“1”時,晶體三極管VT1和VT4導(dǎo)通，VT2和VT3截止，電流經(jīng)晶體三極管VT1、電動機左引腳、右引腳、晶體三極管VT4流過，電動機的軸正轉(zhuǎn).而當(dāng)A端為高電平“1”，B端為低電平“0”時,晶體三極管VT2和VT3導(dǎo)通，VT1和VT4截止，電流經(jīng)晶體三極管VT2、電動機右引腳、左引腳、晶體三極管VT3流過,與上次方向正好相反，電動機的軸便朝著相反的方向轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)“H橋”的

28、兩個輸入端A和B分別為“0”和“1"時,電動機正轉(zhuǎn)，而輸入端變?yōu)椤?”和“0"時，電動機反轉(zhuǎn)。可見在控制電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時，兩個輸入信號正好相反,也就是“H-橋”需要以對極性（電平）相反的控制信號來驅(qū)動。輸入電平與電動機軸旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系如表1所示。這里有一個額外的功能介紹一下：如果同時使兩邊的輸入都為“1”（或者都為“0”），將得到一個意想不到的有效剎車裝置。因為電動機也是一個發(fā)電機，當(dāng)它運行時,會產(chǎn)生一個電壓，如果電動機的兩個引線端被連接在一起(短路），這個電壓將會“抵消”電動機運轉(zhuǎn)，會使電動機迅速地停止轉(zhuǎn)動，它產(chǎn)生的效果與剎車有異曲同工之妙,只可惜在這個操作里我們還用不

29、上這個功能。4個晶體三極管的基極電阻是必須使用的，這里選用的電阻器為510,電阻值的大小和電動機的功率決定了“H-橋"電路的功率。5、“H-橋"電動機控制電路光電耦合器的作用和原理光電耦合器也稱為光電隔離器或光耦合器，有時簡稱光耦。這是一種以光為耦合媒介，通過光信號的傳遞來實現(xiàn)輸人與輸出間電隔離的器件，可在電路或系統(tǒng)之間傳輸電信號，同時確保這些電路或系統(tǒng)彼此間的電絕緣。近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、光電子學(xué)的深入發(fā)展，光耦的結(jié)構(gòu)設(shè)計、封裝制作技術(shù)也不斷創(chuàng)新,各種類型產(chǎn)品相繼問世，數(shù)千種型號構(gòu)成幾百個品種系列，研發(fā)成為一個獨立的種類繁多、性能優(yōu)良的半導(dǎo)體器件門類，廣泛應(yīng)用于計算機及

30、其外設(shè)接口、工控、電信、儀器儀表、數(shù)據(jù)總線、高速數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)字IO口、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)發(fā)送、單片機接口、電平轉(zhuǎn)換、信號及級間隔離、脈沖放大等范圍,甚至在電源技術(shù)的線性隔離、電量反饋、電流傳感、電量變換等各個場合都有成功的應(yīng)用,市場需求量持繼增長，發(fā)展極其迅速。圖6 “H橋”電動機控制電路 原理：光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi),彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管,受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三

31、極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小,此光照射到封裝在一起的受光器上后,因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。通常，為了晶體三極管的安全，應(yīng)該在組成“H-橋”電動機驅(qū)動電路的VT1VT4，這4個晶體管的C、E極之間都反向并聯(lián)一個晶體二極管,用來泄放因電動機線圈在開關(guān)轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的反向電壓，防止反向電壓擊穿三極管的C、E極。這個方向電壓比電源電壓更高，如果不用這4個晶體二級管，有可能燒毀晶體三極管。在電動機引腳兩端并聯(lián)的電容器C是抗干擾用的，電動機在運轉(zhuǎn)時，他的電刷和

32、整流子之間產(chǎn)生電火花，特別是在電動機轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向時，電火花會更大，容易干擾電子電路的正常工作，增建這個電容器后可以有效的濾除干擾，免除許多莫名其妙的麻煩.在智能電動車的制作中,我們只需要控制一只電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，就可以使小車作出“直線前進”和“后退轉(zhuǎn)彎”的動作，表（1）給出了電動機狀態(tài)與小車的行為關(guān)系。表（1）A端電平 B端電平電動機軸旋轉(zhuǎn)方向01正轉(zhuǎn)10反轉(zhuǎn)在一塊集成電路封裝內(nèi)部有4個2輸入端與非門，我們只使用了其中的2個來構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器延時電路，剩余的2個還在那里閑著無事可干,現(xiàn)在正好派上用場。于是我把IC-4的2個輸入端連接在一起做成“反相器",將延時電路的輸出信號在輸入到

33、這個反相器，在反相器的輸出端就可以得到與輸入端相反的信號，這2個正好相反的信號就可以作為“H橋”電路的控制信號。三、信號檢測電路該電路如圖7的作用就是檢測出地上的黑線并把這個信號傳遞給單片機，以使單片機做出相應(yīng)的動作。該電路采用了光電三極管作為檢測元件，下面先對光電三極管作一介紹：該電路由光電三極管、9013三極管（兩個）、10K電阻和5.1K電阻各一個、0.47uF電容一個、+5V電源組成.光電三極管通常只有2根引腳，他們的長短是不一致的，對于NPN型的光電三極管而言，較長的一根通常是E極，較短的一根是C極.光電二極管和光電三極管在外觀上非常相似，很難把它們區(qū)分開來，但可以用萬用表加以判斷。

34、首先將萬用表置于R1k電阻擋,用不透光的物體,將光電管遮蓋住,使其處于很暗的環(huán)境中，然后測量光電管兩只引腳之間的正反向電阻。如果正反向電阻都很大，那么所測得光電管是光電三極管；反之如果測量得到的正反向電阻值有非常明顯的差別，一個較小而另一個較大，則所測的管子是光電二極管.（1）電路組成該電路由光電三極管、9013三極管（兩個）、10K電阻和5.1K電阻各一個、0.47uF電容一個、+5V電源。（2）電路工作原理該電路的最后輸出接到單片機的P3.2口即外部中斷0。當(dāng)光電三極管沒有檢測到黑線時，會輸出一個低電平信號，此時整個電路的輸出為低電平。當(dāng)光電三極管檢測到黑線以后，將輸出高電平信號，然后該信

35、號經(jīng)過兩級放大，再把放大了的信號傳遞給單片機。當(dāng)單片機感受到這一上升沿脈沖信號時,便會產(chǎn)生中斷，從而使單片機去執(zhí)行中斷程序,最終使小車完成響應(yīng)的動作。圖7 信號檢測電路四、系統(tǒng)形成的總電路圖為：圖8 系統(tǒng)總體電路第三章 軟件設(shè)計（一）程序設(shè)計根據(jù)本系統(tǒng)的要求,小車要實現(xiàn)的功能為前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、檢測出黑線并按要求完成相應(yīng)的動作。按照這個要求，我們編寫了下面的程序：1、單片機最小系統(tǒng)的驗證程序.為了驗證我們所設(shè)計的單片機最小系統(tǒng)的正確性，我們編寫了簡單的控制程序，通過編程器把程序燒寫到AT89S52的ROM中，來調(diào)試我們的軟件和硬件。程序如下： ORG 0030HLOOP： MOV R0，

36、#012H MOV R1,012HLOOP1: MOV P1,#0feH LCALL DELAY MOV P1，0ffH LCALL DELAY DJNZ R0,LOOP1 MOV P1，#0FFH LCALL DELAY1LOOP2: MOV P1，0fdH LCALL DELAY MOV P1，#0ffH LCALL DELAY DJNZ R1，LOOP2 MOV P1,0FFH LCALL DELAY1 AJMP LOOP DELAY： MOV R2,#080H L1:MOV R3,#0FAH L2：DJNZ R3，L2 DJNZ R2，L1 RETDELAY1: MOV R4,0C0H

37、 L3:MOV R5，050H L4:MOV R6,#050H L5：DJNZ R6，L5 L6：DJNZ R5,L4 DJNZ R4,L3 RET END2、主程序的設(shè)計與編寫(1）程序流程圖   圖9 主程序流程圖圖10 中斷程序流程圖（2）程序內(nèi)容 ORG 0030HMAIN： MOV P1,#0FFH LCALL DELAY1 LCALL DELAY1LOOP1: MOV P1，#0FEH ；前行子程序 LCALL DELAY MOV P1，#0FFH LCALL DELAY JB P3。2,LOOP1*INT: MOV P1，#0FFH ;中斷程序 停止子程序 L

38、CALL DELAY1 LCALL DELAY1*TUI: MOV R1,#0D0H ；后退子程序TUI1:MOV P1,#0FDH LCALL DELAY MOV P1，0FFH LCALL DELAY DJNZ R1，TUI1 JNB P3。2,TUI*ZUO: MOV R3,#20H MOV P1,#0FAH ；左轉(zhuǎn)前行子程序 LCALL DELAY MOV P1,#0FFH LCALL DELAY DJNZ R3,ZUO AJMP LOOP1*DELAY: MOV R2，016H ;延時1 L1：MOV R3，06AH L2：DJNZ R3,L2 DJNZ R2,L1 RETDELAY

39、1: MOV R4，0C0H ;延時2 L3:MOV R5，050H L4：MOV R6,#050H L5:DJNZ R6,L5 L6:DJNZ R5，L4 DJNZ R4,L3 RET* END（二）程序調(diào)試由于程序不可能一次成功,所以需要對程序進行調(diào)試，最終使程序?qū)崿F(xiàn)所要求的功能。在編寫此程序過程中，我們在實驗箱上進行了多次實驗,通過觀察實驗現(xiàn)象來確定程序是否達到了所要求的功能。在這其中，對延時程序的調(diào)試很重要,延時的時間必須設(shè)置的合理，否則會觀察不到實驗現(xiàn)象.總之，通過不斷的調(diào)試和修改，程序最終實現(xiàn)了我們所要求的功能，至此，我們完成了程序的編寫。第四章、英語翻譯The electroni

40、cs electric circuit design While designing an electronics electric circuit system， first have to definitely the design mission of the system, carry on a project choice according to the mission， then each part in the other party case carry on the design of unit， parameter calculation and spare part c

41、hoose, the end links each part together and draw a matches design to request of integrity of system electric circuit diagram。 One。 The design mission of the explicit system request Carry on to the design mission of the system concrete analysis， full understanding system of function， index sign， cont

42、ents and request， with explicit the system should complete of mission。 Two. The project choose The work of this one step requests to be the mission which wants the system to complete to assign to some unit electric circuits， and draw a whole machine principle frame diagram that can mean each unit fu

43、nction. The important mission of the project choice is according to control of knowledge and data， aim at the mission that the system put forward， request and condition， the function design of completion system。Want to presume quest in this process, brave innovation, work hard for to attain the desi

44、gn project reasonable, credibility, economy, the function is well-found， technique forerunner.And the other party case want to continuously carry on a possibility with defective analysis， finally design a complete frame diagram。Frame diagram have to the correct reflection should complete of mission

45、with each constitute part of functions, make clear system of basic constitute with correlation.本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途 Three. The design of unit electric circuit， parameter calculation and period choose According to index sign and function frame diagram of system, definitely each parts of

46、 mission, carry on the design of each unit electric circuit, parameter calculation and spare part choose。1. The unit electric circuit designThe unit electric circuit is the whole machine of one part， only make the each unit electric circuit design raise the whole machine design level so then can。 Ea

47、ch unit electric circuit design ago all needed the mission of each unit electric circuit definitely， draft a function index sign of unit electric circuit in detail, with in front and back the relation of class， analyze constitute of electric circuit a form.While concretely designing, the forerunners

48、 electric circuit can deliver by mimicry, can also carry on innovation or improvement, but have to promise a function request。And， not only the unit electric circuit want to design reasonable, each unit electric circuit also want to work in coordination, notice each importation signal of part， outpu

49、t the relation of signal and control signal. 個人收集整理，勿做商業(yè)用途文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò) 2. The parameter compute For promise unit electric circuit attains function index sign to request， need to use an electronics technique knowledge to carry on a calculation to the parameter。For example， enlarge each electric re

50、sistance value in the electric circuit, enlarge the calculation of multiple；Flap to concuss electric resistance in machine， electric capacity， flap to concuss frequency etc。 the calculation of the parameter.Only good comprehension electric circuit of work principle, the exactitude makes use of calcu

51、lation formula and the calculating parameter then can satisfy a design a request. 本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò) When the parameter compute， the same of electric circuit may have a few datas, the attention choose a function that can complete an electric circuit design a request， the ability real v

52、iable parameter in the fulfillment。 Should notice the following problem while computing electric circuit parameter： （1） dollar the work electric current， electric voltage of the spare part， frequency and achievement consume etc. parameter in response to can satisfy the request of electric circuit in

53、dex sign； （2) dollar the extreme limit parameter of the spare part have to stay enough abundant quantity， general in response to big certainly be worth at the sum of 1。500; （3） the parameter of electric resistance and electric capacity should choose a calculation value the mark of the neighborhood t

54、o call a value. 3。 The spare part choose （1） the component choose The electric resistance and electric capacity category is much, electric resistance and electric capacity of the exactitude choice are very important。The different electric circuit requests to be different also to the electric resista

55、nce and the electric capacity function and the electric leakage which has solution electric circuit to the electric capacity has very strict request， also some electric circuits are to the electric resistance, and function and capacity of electric capacity have very high request.For example filter in common use and big capacity(100 uF 3000 uF) aluminum electrolysis electric capacity in an electric circuit, for filter out the high Pin usually still needs to merge small capacity(0.0