基于51单片机的智能小车设计

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O 引言    在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测器，实现对电动小汽车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
1 直流调速系统采用PWM调速    直流调速系统采用晶闸管的直流斩波器与整流电路。晶闸管不受相位控制，而是工作在开关状态。当晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上，当晶闸管关断时，直流电源与电动机断开，电动机经二极管续流，两端电压接近于零。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat-ion)，简称PWM。脉冲周期不变。只改变晶闸管的导通时间，即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。    脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现，但是驱动能力有限。为展利实现电动小汽车的左转和右转，本设计采用了可逆PWM变换器。可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。我们在设计中采用了常用的双极式H型变换器，它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。图1为双极式H型可逆PWM变换器的电路原理图。



    4个电力晶体管的基极驱动电压分为两组。VT1和VT4同时导通和关断，其驱动电路中Ub1=Ub4；VT2和VT3同时动作，其驱动电压Ub2=Ub3=-Ub1。
2 检测系统    检测系统主要实现光电检测，即利用各种传感器对电动车的避障、位置、行车状态进行测量。2．1 行车起始、终点及光线检测    系统采用反射式红外线光电传感器用于检测路面的起始、终点(2 cm宽的黑线)，玩具车底盘上沿黑线放置一套，以适应起始的记数开始和终点停车的需要。利用超声波传感器检测障碍。光线跟踪，采用光敏三极管接收灯泡发出的光线，当感受到光线照射时，其c-e间的阻值下降，检测电路输出高电平，经LM393电压比较器和74LSl4施密特触发器整形后送单片机控制。    本系统共设计两个光电三极管，分别放置在电动车车头的左、右两个方向，用来控制电动车的行走方向，当左侧光电管受到光照时，单片机控制转向电机向左转；当右侧光电管受到光照时，单片机控制转向电机向右转；当左、右两侧光电管都受到光照时，单片机控制直行。见图2电动车的方向检测电路。


2．2 行车方向检测电路    采用反射接收原理配置了一对红外线发射、接收传感器。该电路包括—个红外发光二极管、一个红外光敏三极管及其上拉电阻。红外发光二极管发射一定强度的红外线照射物体，红外光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通，发出一个电平跳变信号。