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1、1引言 隨著汽車工業(yè)快速進(jìn)展，能源日趨緊張、環(huán)境壓力加重，加上全世界對環(huán)境愛惜定法的不斷完善，以后汽車的最新進(jìn)展方向確實是要通過燃料電池、純電動等能源，實現(xiàn)零排放，零污染。正因為如此，進(jìn)展以燃料電池和純電動為動力的“汽”車成為以后汽車的主流。燃料電池電動汽車是一種能夠?qū)⑷剂现械幕瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)扮裝置，通過車載氫氣罐直接輸送氫氣，氫氣在燃料電池內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反映，轉(zhuǎn)化為電能。缺點是造價太高，存在必然的平安隱患（如運氫車，加氫站意外爆炸）。而目前從石油中制氫的作法更無助于解決我的石油缺口問題。而且以后低價高效太陽能電池板技術(shù)取得沖破的話，還可在純電動汽車上安裝太陽能電池板直接充電，加倍

2、省事。因此為了節(jié)約汽油，減少污染，人們將更多地利用電動汽車、太陽能汽車等。為使汽車更平安、方便、快捷，以后的智能汽車將占據(jù)市場的主流。智能汽車?yán)镉泻芏鄠鞲衅骱妥詣友b置，可用雷達(dá)、激光探測儀等檢測車前車后的物體，保證不發(fā)生撞車。汽車衛(wèi)星導(dǎo)向儀能為汽車選擇正確線路，用“電子眼”識別道路環(huán)境，由自動駕駛系統(tǒng)代司機駕車。本章要緊介紹智能電動車的設(shè)計，在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進(jìn)行處置，然后由單片機依照所檢測的各類數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能操縱。這種方案能實現(xiàn)對電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時操縱，操縱靈活、靠得住，精度高。本設(shè)計

3、是利用單片機的大體作用來實現(xiàn)的，單片機微型運算機是微型運算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型運算機簡稱單片機，專門適用于操縱領(lǐng)域，故乂稱為微操縱器。本設(shè)計采納MCS-51系列中的80c51單片機，80C51采納CHOMS工藝，功耗很低。80c51是一款八位單片機，它的易用性和多功能性受到了廣大利用者的好評，它是第三代單片機的代表。以80c51為操縱核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，操縱電動小汽車的自動避障，快慢速行駛，和自動停車，并能夠自動記錄時刻、里程和速度，自動尋跡和尋光功能。 2單片機簡介 單片機進(jìn)展史 初期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的

4、8031,因為簡單靠得住而性能不錯取得了專門大的好評。爾后在8031上進(jìn)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到此刻還在普遍利用。隨著工業(yè)操縱領(lǐng)域要求的提高，開始顯現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不睬想并未取得很普遍的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大進(jìn)展，單片機技術(shù)取得了龐大的提高。隨著INTELi960系列專門是后來的ARM系列的普遍應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，而且進(jìn)入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也取得了飛速提高，處置能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用途理器，而一般的型號出

5、廠價錢跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。今世單片機系統(tǒng)已經(jīng)再也不只在裸機環(huán)境下開發(fā)和利用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被普遍應(yīng)用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和電話核心處置的高端單片機乃至能夠直接利用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。 MCS51單片機引腳功能 MCS51系列單片機是美國Intel公司于1980年推出的一種8位單片機系列。該系列的大體型產(chǎn)品是805一、8031和8751o這3種產(chǎn)品之間的區(qū)別只是在片內(nèi)程序存儲器方面。8051的片內(nèi)程序存儲器(ROM)是掩膜型的，即在制造芯片時已將應(yīng)用程序固化進(jìn)去；8031片內(nèi)沒有程序存儲器；8751內(nèi)部包括有效作程序存儲器

6、的4KB的EPROM。由于8051的編程需要制造商的支持，8751的價錢昂貴，因此8031取得了更為普遍的利用。 以8051單片機為例講解單片機的引腳及相關(guān)功能； 《單片機引腳圖》 P1.0[ 1 □ 40 JIfeu P1.1[ 2 39 ]F9.0/MDO P1.2[ 5 58 JN.l/ADl P1.3[ W 37 ]F0.2/AI2 P1,4[ 5 56 ]K.3/AIG P1,5[ 6 55 JKLWAW P1.6[ 7 ]HI.5/AI6 P1.7[ 8 8031 53 JHI.6/A

7、I6 RST/Vpi[ g 52 ]KI.7/AD7 WF3.0[ 10 8051 51 TO/FB.1[ ii 30 ]AU/PHiG ma/K2[ 12 8731 29 nni/F5.3[ 15 2S ]F2.7/A15 TO"5.4[ id 27 JP2.6/A1<1 11/再.5[ 15 26 ]K.5/A15 畫P5.G[ L6 25 1K.4/A12 ro/P3,7[ L7 24 ]K.3/A11 XIAL2[ 18 23 JK.2/A10 XIALl[ 19

8、 22 ]F2.1/A8 V=s[ ZO 21 ]K.0/A8 圖8051單片機引腳 40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類：電源、時鐘、操縱和I/O引腳。 1.電源： ⑴VCC-芯片電源，接+5V； ⑵VSS-接地端; 注：用萬用表測試單片機引腳電壓一樣為0v或5v,這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。但有時候在單片機程序正在工作時候測試結(jié)果并非是那個值而是介于0v-5v之間，其實這是萬用表的響應(yīng)速度沒這么快罷了，在某一個剎時單片機引腳電壓仍維持在0v或5vo 2 .時鐘:XTAL—、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 3 .操縱線:操縱線共有4根， ⑴AL

9、E/PROG:地址鎖存許諾/片內(nèi)EPROM編程脈沖 ①ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址 ②PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 ⑵PSEN:外ROM讀選通信號。 ⑶RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 ①RST（Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。 ②VPD功能：在Vcc掉電情形下，接備用電源。 （4）EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 ①EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 ②Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。 4.I/O線 80c51共有4個8位并行I/O端口：P0

10、、P一、P二、P3口，共32個引腳。 P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和操縱信號（屬操縱總線） 3超聲波傳感器簡介 大體介紹 超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的鼓勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，專門是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)專門大，尤其是在不透明的固體中，它可穿透兒十米的深度。超聲波碰著雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成回波，碰著活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測普遍應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。 超聲波傳感器要緊材料有（電致伸縮）及

11、銀鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有錯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它能夠?qū)㈦娔苻D(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，因此它能夠分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。發(fā)送與接收略有不同，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一樣為23-25KHZ及40-45KHZo這種傳感器適用于測距、遙、控、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等（其中T表示發(fā)送，R表示接收，40表示頻率為40KHz,16及12表示其外徑尺寸，以計）。還有一種密封式超聲波傳感器（MA40EI型）。它的特點是具有防水作用（但不

12、能放入水中），能夠作料位及接近開關(guān)用，它的性能較好。 超聲波應(yīng)用有三種大體類型，透射型用于遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關(guān)等；分離式反射型用于測距、液位或料位；反射型用于材料探傷、測厚等。 工作原理 人們能聽到聲音是由于物體振動產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內(nèi)，超過20KHz稱為，低于20Hz的稱為。經(jīng)常使用的超聲波頻率為幾十KHZ-JL+MHZo 超聲波是一種在中的機械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(yè)中應(yīng)用要緊采納縱向振蕩。超聲波能夠在氣體、及中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有和現(xiàn)象，而且在傳播進(jìn)程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低

13、，，一樣為兒十KHZ,而在固體、液體中那么頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠(yuǎn)。 超聲波傳感器由發(fā)送傳感器（或稱波發(fā)送器）、接收傳感器（或稱波接收器）、操縱部份與電源部份組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與利用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中幅射；而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產(chǎn)生機械振動，將其變換成電能量，作為傳感器接收器的輸出，從而對發(fā)送的超進(jìn)行檢測.而實際利用中，用發(fā)送傳感器的陶瓷振子的也能夠用做接收器傳感器社的振子。操縱部份要緊對發(fā)送器發(fā)出的鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和

14、計數(shù)及探測距離等進(jìn)行操縱。 工作方式 假設(shè)對發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHZ的壓電陶瓷片（雙晶振子）施加40KHz高頻電壓，那么壓電陶瓷片就依照所加高頻電壓極性伸長與縮短，于是發(fā)送40KHZ頻率的超聲波，其超聲波以疏密形式傳播（疏密程度可由操縱電路調(diào)制），并傳給波接收器。接收器是利用壓力傳感器所采納的壓電效應(yīng)的，即在壓電元件上施加壓力，使壓電元件發(fā)生應(yīng)變，那么產(chǎn)生一面為極，另一面為極的40KHz 正弦電壓。因該高頻電壓幅值較小，故必需進(jìn)行放大。超聲波傳感器使得駕駛員能夠平安地倒車，其原理是利用探測倒車途徑上或周圍存在的任何障礙物，并及時發(fā)出警告。所設(shè)計的檢測系統(tǒng)能夠同時提供聲光并茂的聽覺

15、和視覺警告，其警告表示是探測到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。 如此，在狹小的地址不管是停車仍是開車，借助倒車報警檢測系統(tǒng)，駕駛員壓力就會減少，并能夠游刃有余地采取必要的動作 超聲波傳感器的檢測范圍取決于其利用的波長和頻率。波長越長，頻率越小，檢測距離越大，如具有毫米級波長的緊湊型傳感器的檢測范圍為300~500mm波長大于5mm的傳感器檢測范圍可達(dá)8m。一些傳感器具有較窄的6º聲波發(fā)射角，因此更適合精準(zhǔn)檢測相對較小的物體。另一些聲波發(fā)射角在12º至15º的傳感器能夠檢測具有較大傾角的物體。另外，咱們還有外置探頭型的超聲波傳感器，相應(yīng)的電子線路位于常規(guī)傳感器外殼

16、內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)更適合檢測安裝空間有限的場合 4直流調(diào)速系統(tǒng) 電動機驅(qū)動 方案一在電動機前段加電位器使之分壓減少以降低轉(zhuǎn)速；同時在前端并聯(lián)一個電容能夠使電動機緩慢加速，從而幸免突然加速對系統(tǒng)的沖擊，幸免輪子打滑。這種方案的缺點是調(diào)劑轉(zhuǎn)速需要人工手動調(diào)劑電位器，超級不方便；小車剎車時由于電容放電，剎車也很緩慢，不能及時剎車。 方案二采納步進(jìn)電機作為動力的來源，此種方案能夠輕松實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)速，但適合的步進(jìn)電機短時間內(nèi)較難尋到，同時增加系統(tǒng)操縱的復(fù)雜程度，而且好的步進(jìn)電機其價錢也不菲 方案三采納專用集成電路芯片L298驅(qū)動電機，用單片機操縱L298的輸入使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精準(zhǔn)調(diào)整電

17、動機轉(zhuǎn)速。電子開關(guān)的速度專門快，穩(wěn)固性也極強。缺點是小車啟動時，由于突然施加的電壓比較高，車輪容易打滑。 綜合以上兩種方案，咱們選擇第三種。 電動機PWM驅(qū)動電路的設(shè)計與實現(xiàn)：小車有兩臺電機，都采納PWM操縱技術(shù)，后輪電機采納PWM調(diào)劑小車行駛的速度，前輪電機采納PWM調(diào)劑小車的轉(zhuǎn)角。由于咱們有一個基于PWM原理的H型驅(qū)動電路，因此為了節(jié)省時刻咱們直接采納那個電路來操縱前輪。 該電路采納TIP142大功率達(dá)林頓管，以保證電動機啟動剎時的8A電流要求。電路如下圖。 當(dāng)U1為高電平，U2為低電平常，Q2、Q3管導(dǎo)通，Q4、Q1管截止，電動機正轉(zhuǎn);當(dāng)U1為低電平，U2為高電平常，Q2、Q3管

18、截止，Q4.Q1管導(dǎo)通，電動機反轉(zhuǎn)。另外四個二極管能夠在U1由高變低時，通過DI、D3兩個二極管形成電動機線圈感應(yīng)回路，起到了愛惜電動機的作用。咱們運用了4N25光耦集成塊將操縱部份與電動機的驅(qū)動部份隔離開來，如此不僅增加了各系統(tǒng)模塊之間的隔離度，也使驅(qū)動電流大大增強了。 咱們采納電機操縱專用芯片L298來操縱后輪電機（如圖）。L298是雙H橋高電壓大電流功率集成電路，能夠用來驅(qū)動2個直流電動機或步進(jìn)電動機等感性負(fù)載。采納L298作為電機驅(qū)動電路，靠得住性高，能夠方便地操縱電機正反轉(zhuǎn)。由圖可見，每一個H橋的下側(cè)橋臂晶體管發(fā)射極連在一路，其輸出腳（1和15）用來連接電流檢測電阻；9腳接邏輯

19、操縱部份的電源；4腳為電機驅(qū)動電源Vs；5、7、10、12腳輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，用來操縱H橋的開和關(guān)； 6、n腳那么為使能操縱端(操縱邏輯如表)。 eetn.5>ch|SchlibZ.Lib| 圖L298驅(qū)動電路 表 輸入 功能 Ven=H C=H;D=L Forward C=H;D=L Reverse C=D FastMotorStop Ven=L C=X;D=X FreeRunningMotorStop L298的要緊參數(shù)是：許諾驅(qū)動電壓Vs=50V；許諾操縱電壓Vss=50V；直流許諾輸出電流I。(MAX)=2A：直流最大許諾尖峰電

20、流lo(peak)=3A(HlOOus)；許諾采樣電壓VSENSE=-1'2.3V；許諾功耗Ptot=25W(TCASE=75℃)。注意到 L298每一路輸出能夠正常提供1A的電流，峰值電流(100ns之內(nèi))可達(dá)3A。將每一個L298芯片的兩路輸出并聯(lián)后驅(qū)動電機，那么能夠輸出2A的電流，圖為L298的輸出并聯(lián)方式。這時，每一片L298單獨驅(qū)動一個直流電機。 圖L298輸出并聯(lián)方式 L298的外圍電路和操縱都比較簡單，需要認(rèn)真考慮的是采樣電阻Rs的選擇。以下幾個因素是必需考慮的：電阻本身可能達(dá)到的功耗；L298的許諾采樣電壓是，超過這一幅度芯片會自動愛惜；L298的許諾電流和許諾功率限

21、制。依照現(xiàn)有的電源條件,鍥氫電池）,可選U=（兩節(jié)電池串聯(lián)）或U=（3節(jié)電池串聯(lián)）。假設(shè)選U=,IMAX幾乎能夠許諾達(dá)到最大值2A,令Rs=1。已經(jīng)能夠知足要求（因為實際電機電流不可能達(dá)到2A）；假設(shè)選U=,那么為了愛惜芯片，必需強制IMAX〈二，如此選擇Rs=2Q是比較穩(wěn)妥的。實際實驗選擇Rs=Q也還能夠正常工作;令Rs=1C時，一旦轉(zhuǎn)速過快，芯片會燒毀。最后，不論Rs=1Q仍是Rs=2Q,電阻的功耗PR（MAX）二Rs2XIMAX都會比較大。實際利歷時，以選擇5W系列的電阻為宜,不然會致使整個電路驅(qū)動能力的下降。圖為用L298驅(qū)動直流電機的整體電路圖，其中PWM（脈寬輸入）和Directi

22、on（轉(zhuǎn)動方向）由操縱電路給出。 圖L298驅(qū)動直流電機整體電路 5超聲波避障系統(tǒng) 時刻差測距法 系統(tǒng)中采納的傳感器是UCM40T/R,采納聲波反射原理，在測量進(jìn)程中聲波信號由傳感器發(fā)出。在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰著障礙物就當(dāng)即反射回來，超聲波接收器收到反射波就當(dāng)即停止計時。因此能夠采歷時刻差測距法，依照計時器記錄的時刻就能夠夠計算動身射點距障礙物的距離/即S=V*AT/2(1) 式中V為超聲波在空氣中的傳播速度,該值與溫度有關(guān),經(jīng)計算其在常溫下近似為340m/s。ZXT為發(fā)射，接收信號的時刻差，系統(tǒng)中在小汽車車前左，右雙側(cè)別離放置一對超聲波傳感器，

23、可別離測量出小汽車距離雙側(cè)障礙物的距離，依照這兩個距離的遠(yuǎn)近決定小汽車的轉(zhuǎn)向，同時由這兩個距離差及小汽車的時速決定轉(zhuǎn)向的時刻 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)由8051單片機，超聲波發(fā)射電路接收放大電路比較電路及顯示電路組成。 40KHz振蕩器產(chǎn)生40KHz的頻率信號用來驅(qū)動超聲波傳感器，每次發(fā)射包括 20個脈沖。當(dāng)?shù)谝粋€超聲波脈沖發(fā)射后，單片機中的計數(shù)器開始計數(shù)，在檢測到第一個回波脈沖的剎時計數(shù)器停止計數(shù)，由/XT可計算出距離雙側(cè)障礙物的距離,然后利用這兩個距離的比較結(jié)果及小汽車的當(dāng)前時速操縱汽車的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)向時刻。80c51單片機的用行口RXD,TXD別離與顯示電路的RXD,TXD相連，組成串行顯示

24、電路。按時/計數(shù)器TO、T1與40KHz振蕩器的操縱端相連，在40KHz振蕩器發(fā)觸發(fā)脈沖的同時開啟TO、T1。、各通過一個開關(guān)二極管IN4148與比較器LM424的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路操縱端連接，發(fā)射超聲波時置、為“1”，輸出的電平能夠抑制比較器的翻轉(zhuǎn)，從而能有效地抑制發(fā)射器發(fā)射的超聲波直接輻射到接收器而致使錯誤的檢測。發(fā)射終止后、置為“0”?，F(xiàn)在通過掃描與比較器輸出端連接的、，依照、的輸入狀態(tài)判定是不是接收到回波，收到回波當(dāng)即關(guān)閉TO、Tlo這時TO、T1的值為超聲波走過的時刻。、接電動車左前輪，右前輪轉(zhuǎn)向操縱電路。 超聲波發(fā)射及驅(qū)動電路 A 發(fā)射信號 （自 P1.0 口） 圖超聲

25、波發(fā)射及驅(qū)動電路 由CD4069組成的四個反相器用于驅(qū)動超聲波發(fā)生器TX,之因此利用兩兩并聯(lián)的方式是為了讓TX在發(fā)射超聲波時取得足夠的功率。兩個三極管2SC1815起到電平匹配的作用，將單片機I/O□的高電平+5V提高至CD4069所需要的輸入高電平+9V左右。與非門CD4011將輸入的方波信號分解出一個反向信號，這一正一反的信號都由反相器CD4069驅(qū)動后，通過電容C1的相移作用產(chǎn)生了180度的相差，于是正反信號疊加成一個具有正負(fù)電平的脈沖信號作為超聲波發(fā)射器的發(fā)射信號。通過圖的驅(qū)動電路脈沖信號以超聲波的形式發(fā)射出去。 超聲波同意及回波檢測電路 同意換能器UCM40R同意超聲信號，

26、由于超聲波在空氣中傳播時，其能量的衰減程度與傳播距離成正比，因此超聲波傳感器的同意信號一樣在Imv-lv之間，因此，同意電路要提供很高的放大增益。本系統(tǒng)選用兩片LM833N組成的兩級放大電路，對接收到的超聲波進(jìn)行放大處置。信號經(jīng)放大以后，輸入到LM358N的正端，與基準(zhǔn)電壓相較較。當(dāng)輸出端（與單片機的、連接）輸出高電平，停止計時。 接幃號（送卸1.2口） 6小車尋跡尋光原理 黑線檢測 雙側(cè)對稱放置兩個紅外接近開關(guān)（型號為E18-DS10NA,輸出TTL電平，能夠直接與單片機的I/O口相連）兩開關(guān)之間的距離為。當(dāng)輸出低電平“0”時,檢測到的為黑線；當(dāng)輸出高電平“1”時，檢測到的不

27、是黑線。檢測的時候分析兩個接近開關(guān)的電平，依照不同邏輯確信小車的不同動作,具體算法如表所列。 表小車動作邏輯電平 狀態(tài)號 開關(guān)1（左） 開關(guān)2（右） 相應(yīng)動作 A 1 1 直進(jìn) B 0 1 左轉(zhuǎn) C 1 0 右轉(zhuǎn) D 0 1 左轉(zhuǎn) E 1 0 右轉(zhuǎn) F 0 0 錯誤提示后退 考慮各傳感器會對單片機產(chǎn)生必然的干擾，因此采納電壓比較器LM324對信號進(jìn)行隔離，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)固性。 實測數(shù)據(jù) 選取高鳧度放光二極管和光敏電阻。光敏電阻用于檢測黑、白線，高亮度放光二極管用于照克以抗擊自然光線的干擾，提高傳感器的靈敏度。傳感器檢測電路中

28、A點電壓送入電壓比較器的反相輸入端V-并與同相端的電壓V+作比較，電壓比較器輸出低電平常傳感器位于黑線上，輸出高電平常傳感器位于白線上。表是兩個傳感器的實測數(shù)據(jù)，為了準(zhǔn)確地域分黑紙和白紙，提高精度，應(yīng)為每一個傳感器選取適合的同相端電壓V+,一樣為傳感器位于黑白紙所測兩個電壓的平值。 傳感器1可取V+=，傳感器2可取V+=，依照丫+4七”位1+1<2）*口2可選取適合的1^一、R2o因為元件參數(shù)的離散性，表1中實測數(shù)據(jù)不同較大，因此依實測數(shù)據(jù)為每一個傳感器選取分壓電阻，或串聯(lián)周密電位器進(jìn)行實際調(diào)整。為了提高傳感器的靈敏度，制作傳感器時可將發(fā)光二極管和光敏電阻外衣塑料管。 表實測數(shù)據(jù)

29、傳感器位置 UA 傳感器1 黑紙 白紙 傳感器2 黑紙 白紙 為保證電動車沿黑線來回行駛，在電動車的前、后的中心線雙側(cè)等距離安裝兩個傳感器，兩個傳感器之間的距離應(yīng)略大于尋跡線的寬度。傳感器與地面的距離不同時，測出的數(shù)據(jù)也不同，離地面越近，位于白紙與黑紙時測出的電壓差越大，精度越高。 光源檢測電］ 為了將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，咱們在小車前端放置3個光電池。將測得的電信號通過比較器后輸入到單片機中進(jìn)行處置。依照比較器1和比較器2的輸出信號，調(diào)整小車前進(jìn)方向，使小車沿光源方向行進(jìn)。咱們在光電池上套上必然長度的熱縮管，有效地幸免了其他光源的干擾，達(dá)到了較好地操縱成效。

30、 停車傳感器及行車距離檢測 停車傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，喇叭口與燈光成一個角度，使光敏傳感器只有在接近光源處才能被照射到，實現(xiàn)停車。 光敏 傳感器 圖停車傳感器 測距原理：將光柵安裝在電機軸上，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時，光柵也隨之轉(zhuǎn)動，同時安裝在光柵一側(cè)的紅外發(fā)光二極管點兜，在光柵的另一側(cè)設(shè)有紅外三極管，用于接收紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線信號。由于光柵隨電機高速轉(zhuǎn)動，那么紅外線三極管接收到的確實是一系列脈沖信號將該信號傳輸?shù)?0c51單片機的內(nèi)部計數(shù)器計數(shù)，依照預(yù)先實測的數(shù)據(jù)換算關(guān)系即可計算出電動機車的行車距離。 由于紅外檢測具有反映速度快，定位精度高，靠得

31、住性強。和可見光傳感器所不能比擬的優(yōu)勢，故采納紅外光電碼盤測速方案。具體電路同圖行車距離檢測電路所示。 圖行車距離檢測 7程序流程 本設(shè)計采納模塊化結(jié)構(gòu)，山引導(dǎo)線測試程序，障礙物測試程序，傳感器和諧程序組成。 圖程序流程圖 結(jié)論 在本設(shè)計中，基于80c51單片機的智能電動小車操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,本錢較低,利用經(jīng)濟,而且運行平穩(wěn)靠得住,抗干擾能力強,經(jīng)實驗論證能夠知足設(shè)計初衷，同時也為以后更深

32、更細(xì)的研究智能電動車奠定良好的理論基礎(chǔ)。這次設(shè)計鍛煉了自己獨立試探的能力，促使自己將所學(xué)的專業(yè)知識綜合起來，去解決實際問題。同時對單片機結(jié)構(gòu)，編程及傳感器等知識有了更深的了解，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) (1)吳作好；；；；2020 (2);智能電動車操縱系統(tǒng)設(shè)計2007 (3) 簡易智能電動車超聲波自動避障系統(tǒng)2005 (4) 基于80c51單片機的智能電動小車2020 (5)；80c51單片機擴展外部中斷源的幾種方式2020 (6)寧慧慧，余紅英.工業(yè)操縱運算機，2020, (7)朱俊.[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006, (8)劉燕,劉志.[J].

33、自動化與儀器儀表，2007 (9)王麗，姚葉鵬,馬國強，鄧哲，張俊方.[J], (10)陸翔宇，李建軍.[J], (11)張飛舟，沈程智，范躍祖.[J], (12) V.Galdi1,L.Ippolito1,A.Piccolo1andA.Vaccaro1 Agenetic-basedmethodologyforhybridelectricvehiclessizingSpringerBerlin/Heidelberg2001 (13)MatthewBarthl,MichaelToddl,HiroshiMurakami2 IntelligentTransportationSystem

34、TechnologyinaSharedElectric VehicleProgram TransportationResearchBoardoftheNationalAcademies (14) MatthewBarthl,MichaelToddl UserBehaviorEvaluationofanIntelligentSharedElectricVehicleSystemTransportationResearchBoardoftheNationalAcademies2007 (15) JVanMierlol,GMaggettol Vehiclesimulationprogra

35、m:atooltoevaluatehybridpowermanagementstrategiesbasedonaninnovativeiterationalgorithmProfessionalEngineeringPublishing2001 引導(dǎo)線測試子程序 MAIN:MOVPl,#OFFH ACALLDELAYIS CLR CC1:JNB,CC2 CLR AJMPCC1 CC2:JNB,CC3 CLR AJMPCC2 CC3:AJMPCC1 DELAY1S; MOVR3,#50 DI:MOVR4,#20D2:MOVR5,248DJNZR5,$DJNZR4,D2

36、DJNZR3,D1RET障礙物測試子程序MAIN:MOVPK#0FFHACALLDELAYISSS:CLRNOP DD1:JNB,DD1SETBNOP NOPNOPNOPNOPNOPACALLDELAYCLR ACALLDELAY5SSETBCLRCLR ACALLDELAY5SACALLDELAY5SACALLDELAY5SMOVP1,#OFFHAJMPSSDD3:JNB,DD3SETBNOPNOPNOPNOP NOP NOP CLR ACALLDELAY5SSETB CLR CLR ACALLDELAY5SMOVP1,nOFFHAJMPDD2DELAY1S: MOV

37、R3,#50 DI:MOVR4,#20D2:M0VR5,248DJNZR5,$DJNZR4,D2DJNZR3,D1RET DELAY5S: MOVR3,#5D3:MOVR4,#20D4:M0VR5,248DJNZR5,$DJNZR4,D4DJNZR3,D3RET DELAY: NOP NOP NOP NOP NOP RET DD2: NOP NOPNOPNOP NOPEND傳感器和諧子程序MAIN: MOVTMOD,#50HMOVTH1.#00HMOVTHO,#00HMOVPl,#OFFHACALLDELAYISCLRAJMPLINEMOV4OH,#00HMOV4

38、1H,#00HMOV42H,nOOHMOV43H,#OOHMOV50H,#40HACALLBCDACALLDISPMOV40H,50HGOFORWARDSS1:JB,SSOACALLMEATALAJMPSSI SSO:JNB,SS2;LINEAJMPLINE;SS2SS2:JNB,SS3AJMPGUAIWANSS3:AJMPSSIMEATAL:DD1:JNB,DD1MOV40H,50HMOVA,40HADDA,#O1HINC40HMOVA,4OHDAA MOV40H,A MOV41H,#OOH MOV42H,#OOH MOV43H,#OOHMOV50H,40HACALLBCDACAL

39、LDISPACALLDELAYIS MOV40H,50H AJMPSSI DISP:MOVSCON,#OOHMOVRO,#40HMOVR2,#O4HL00C9:M0VSBUF,?ROLOOCB:JNBtl,$CLRT1INCRO DJNZR2,L00C9RET BCD:MOVRO,#40H MOVR2,#04H MOVDPTR,#TABLTAB:MOVA,?ROMOVCA,?A+DPTRMOV?RO,AINCRODJNZR2,TABRETTABL:DBOCOH0F9H0A4HOBOH99H92H82H0F8H80H90HLINE:SETBSETB SETBNOPCLRREJUD

40、:JB,CONTRJB,GUAIWANAJMPREJUDCONTR:CLRACALLDELAY9SJB,GUAIWANSETBNOPJB,GUAIWANNOPNOPJBGUAIWANNOPNOPNOPCLR ACALLDELAY8SJB,GUAIWANSETB JB,GUAIWANAJMPREJUDAJMPSSIGUAIWANCLRCLR ACALLDELAY6SSETB ACALLDELAY6SSETB ACALLDELAY1SCLR ACALLDELAY6SSETB EE1:JB,EE1 SETB ACALLDELAYCLR ACALLDELAY25SMOVPl,ttO

41、FFHACALLDELAYISACALLDELAYISACALLDELAYISACALLDELAYISACALLDELAYISCLR FF1:JNB,FF1MOVPl,#0FFHACALLDELAYCLR ACALLDELAYISACALLDELAY5SSETB ACALLDELAYISCLR CLR ACALLDELAYISACALLDELAY5SACALLDELAY25SSETB ACALLDELAYCLR ACALLDELAYISSETB ACALLDELAYISACALLDELAY5SGGI:SETB ACALLDELAYJNB,GG2CLR ACALLDELAYISACALLDELAYISAJMPQQ GG2:CLR ACALLDELAY CLR ACALLDELAY5S SETB ACALLDELAY25S AJMPGG1 QQ:MOVP1,#OFFH END