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《《光電應(yīng)用綜合實訓(xùn)》實訓(xùn)指導(dǎo)書》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、1紅外遙控智能小車方案設(shè)計1.1系統(tǒng)的總體方案設(shè)計該系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機為核心的控制電路，采用模塊化的設(shè)計方案，利用紅外遙控器控制小車的啟動和停止，能夠輕松自如的實現(xiàn)小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等功能，當需要檢測小車運行到黑線上來是否有循跡功能時，就可以用紅外遙控器控制小車行駛到有黑線的地方，當小車遇到有黑線時，切換紅外遙控按鈕，小車就會自動啟動循跡功能模塊，讓小車沿黑線跑。每個模塊都是相互獨立又相互協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)了小車的智能控制。系統(tǒng)控制框圖如圖1所示：蜂鳴器模塊屯機驅(qū)動模塊電源電路模塊循跡模塊紅外接收模塊紅外遙控模塊超聲波模塊顯示模塊
2、圖1系統(tǒng)控制框圖1.2主控系統(tǒng)采用單片機作為整個系統(tǒng)的核心，用其控制行進中的小車，用來實現(xiàn)論文設(shè)計的性能指標。充分分析我們的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的手動控制和自動控制，單片機控制簡單、方便、快捷、有較為強大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點。STC12C5A60S2單片機內(nèi)部就自帶高達60KFLASHROM,這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。而且STC系列單片機支持串口程序燒寫。顯而易見，這種單片機對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機內(nèi)的程序還可以進行加密，能很好地保護了自己的勞動成果。根據(jù)這些分析，我選定了STC1
3、2C5A60S2單片機作為本設(shè)計的主控裝置。1?3電機驅(qū)動模塊線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，加速能力強，采用由達林頓管組成的H型橋式電路來驅(qū)動直流電機。用單片機控制達林頓管使Z工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)下，正確的調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速，便于更好的控制電機的轉(zhuǎn)向。H型橋式電路保證了簡單的實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子管的開關(guān)速度很快，穩(wěn)定性較強，是一種比較廣泛應(yīng)用的PWM調(diào)速技術(shù)?，F(xiàn)市面上有很多此種芯片，因此選用L293Do這種調(diào)速方式具有調(diào)速性能優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圉廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。1?4電源
4、模塊采用兩節(jié)18650可充電式鋰電池7.2V,經(jīng)過7805穩(wěn)壓電路得到5V電壓，為單片機機和各模塊供電。此電池的優(yōu)點是體積小、重量輕，電流穩(wěn)定，能夠滿足本次設(shè)計的要求。1-5循跡模塊本設(shè)計采用兩只接近反射式光電傳感器RPR220,這種傳感器價格低廉，性能穩(wěn)定。RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個碑化掾紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度硅平面光電三極管。本種類的傳感器可以根據(jù)地面上反射光的強度傳感器的的接收器電平也會隨之發(fā)生變化，將電平的變化傳到運算放大器來將輸出的高低電平反饋到單片機中，因此循跡模塊中還需要一塊運算放大器芯片LM3
5、24D。光電傳感器的探測距離太近（一般最大距離為3cm）,因此在焊接過程中需要很好的控制傳感器的距離。1?6顯示模塊常用的數(shù)碼顯示器件主要有LED數(shù)碼顯示器和LCD液晶顯示器。LCD顯示器具有低功耗、散熱小、淺薄輕巧、顯示銳利、屏幕調(diào)節(jié)方便等特點，同時又是現(xiàn)在市場的主流產(chǎn)品，價格較以往也有大幅的下降。因此我選定LCD1602作為小車的顯示裝置。1.7蜂鳴器模塊因為在小車在循跡過程中，當兩邊的紅外傳感器都檢測到有障礙時，需要設(shè)計一個報警功能，因此本設(shè)計選擇5V有源蜂鳴器作為小車的報警器。1?8紅外遙控模塊木設(shè)計需要對小車進行紅外遙控小車的行駛路線，因此需要
6、一個紅外遙控模塊，因為這個模塊有現(xiàn)成的產(chǎn)品，所以就肓接購買紅外解碼遙控器。1.9紅外接收模塊綜上小車需要紅外遙控，在有紅外的發(fā)射器的情況下還需要紅外接收模塊，所以本設(shè)計采用靈敏度較高的HX1838傳感器，輸出形式為：數(shù)字量輸出，跟上面的遙控模塊可以配套使用。1.10超聲波測距模塊本設(shè)計中小車具有測距功能因而選擇采用HGSR04超聲波測距模塊來實現(xiàn)此功能，模塊包括超聲波發(fā)射器，接收器與控制電路。測距距離可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，精度可高達3mm。此模塊也是直接購買成品。2系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計2.1主控電路的設(shè)計2.1.1STC12C5A
7、60S2單片機硬件結(jié)構(gòu)STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是宏晶科技牛產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/抗干擾強的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對肓流電機控制，強干擾場合。CLKOUT2P1.0P1.1ECIP1.2CCPOP1.3SSCCP1P1.4MOSIP1.5MISOP1.6SCLKP1.7M7RSTRXDP3.0TXDP3-1INTOP3.2I5TrrP3.3CLKOUTOP3.4C
8、LKO17T1P3.5WR.P3.6RDP3.7XTAL2XTAL1GND140
