自动往返小车电路图及汇编程序 第3页
第二章系统的硬件设计与实现
由于电动小汽车纯硬件控制具有很多缺点，并且不宜实现复杂运动的自动控制功能（不能用人工控制）。而单片机具有体积小，重量轻，耗电少，功能强，控制灵活方便，价格低廉等优点。本设计就是以单片机89S51为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和障碍物；运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、定时、语音、前进、后退、左转、右转、显示行驶速度、行驶路程、行驶时间等智能控制系统。
2系统硬件电路设计
系统结构框图如图1所示。
2.1 检测电路设计
本设计需要检测起点终点限速区一定黑白对比度的黑线和跑道两侧的障碍物（挡板）。图2、图3是速度检测和路面检测。均采用反射取样式，单光束红外传感器ST178接收信号，再分别用运放LM324比较电压信号进行放大。图2的电路在5V电压下工作，根据该型号传感器红外发射管所需的工作压降（红外发射管的正向压降在1～1.3V）和工作电流（红外发射管的电流为2～10mA），选取负载电阻R1=0.51KΩ，红外接收管负载电阻R2=51KΩ。取R3=R4=1KΩ是由R5进行设置。图3的电路是在+9V电压工作的，和图2的分析方法一样选取R6=2KΩ，R7=270KΩ，R8=270KΩ，R9=100KΩ。
图2 速度检测电路
图3 地面检测电路
2.2 驱动电路设计
2.2.1 电机驱动电路
主电路采用可逆PWM—M的双极式H型电路。运用4个C2655晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路，靠晶体管导通和关闭的占空比D来实现电动机调速的目的，输出端的电位极性不同可以使电机正转和反转。应用中应尽量提高斩波频率，减少电流的脉动。具体电路如图4所示。
图4 电机驱动电路
2.2.2 转向驱动电路
该电路结构简单，主要由达林顿管接受信号来驱动电机，输出端的电位极性不同可以使电机作不同的转向，实现转向功能。具体结构如图5所示：
图5 转向驱动电路
2.3 键盘及显示电路
显示电路采用串行数据输入，用四位数码液晶显示，显示时间或路程。通过单片机利用不同的占空比来控制车的速度，小车运行的情况是通过轴上的带孔的圆片和光电检测器把脉冲信号送给控制部分。当小车检测到终点线时，停止运行10S，显示运行路程。
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