方瑋

【摘要】 以單片機(jī)AT89C51作為智能電動(dòng)車(chē)的控制核心，利用H型PWM電路來(lái)控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向從而控制小車(chē)的行使軌跡；通過(guò)金屬探測(cè)傳感器探測(cè)金屬，并發(fā)出聲光報(bào)警；通過(guò)光電傳感器來(lái)檢測(cè)障礙物，有效避開(kāi)障礙物。

【關(guān)鍵詞】 單片機(jī)AT89C51 PWM光電檢測(cè)傳感器 金屬探測(cè)傳感器

一、設(shè)計(jì)方案

如圖1所示，以單片機(jī)AT89C51為核心部分控制器件，利用金屬探測(cè)傳感器來(lái)對(duì)金屬片的探測(cè)，利用光電傳感器對(duì)障礙物的檢測(cè)，用H型PWM電路來(lái)完成對(duì)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，來(lái)控制小車(chē)的前進(jìn)后退與方向的改變。

二、硬件電路的設(shè)計(jì)

1.電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

采用兩個(gè)H型PWM驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)Ub1為高電平，Ub2為低電平時(shí)，Q1、Q4管導(dǎo)通，Q2、Q3管截止，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)Ub1為低電平，Ub2高電平時(shí)，Q1、Q4管截止， Q2、Q3管導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。四個(gè)二極管可以在Ub1由高變低時(shí)，通過(guò)D2、D3兩個(gè)二極管形成電動(dòng)機(jī)電壓回路?？刂葡到y(tǒng)電源為6V，運(yùn)用了TLP521-4光耦集成塊，改善驅(qū)動(dòng)電流。電路如圖2所示。

2.矯正行使方向電路的設(shè)計(jì)

為使小車(chē)沿著引導(dǎo)線(xiàn)行使，在小車(chē)的底部安裝了兩個(gè)收發(fā)一體化的紅外傳感器。當(dāng)小車(chē)發(fā)生向左發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，右邊的紅外線(xiàn)傳感器就會(huì)接收到信號(hào)，向CPU申請(qǐng)中斷，CPU將控制前輪電機(jī)實(shí)現(xiàn)向右轉(zhuǎn)彎矯正；當(dāng)小車(chē)發(fā)生向右發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，左邊的紅外線(xiàn)傳感器就會(huì)接收到信號(hào)，向CPU申請(qǐng)中斷，CPU將控制前輪電機(jī)實(shí)現(xiàn)向左轉(zhuǎn)彎矯正。電路如圖3所示。

3.單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（1）AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)與74LS373組成單片機(jī)的基本系統(tǒng)，對(duì)P2口的P2.5 P2.6和P2.7經(jīng)74LS138地址譯碼器后作為INTEL8279的片選信號(hào)，P1口分別來(lái)控制前后電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路以及傳感器的收發(fā)電路。電路如圖4所示。（2）顯示電路的設(shè)計(jì) 。采用INTEL8279專(zhuān)用芯片，實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)輸入和LED顯示控制兩種功能。電路如圖5所示。

4.探測(cè)電路的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。（1）紅外線(xiàn)傳感器 采用兩個(gè)收發(fā)一體化紅外線(xiàn)傳感器，對(duì)引導(dǎo)線(xiàn)的檢測(cè)，使小車(chē)正確的按照引導(dǎo)線(xiàn)行使。（2）金屬的探測(cè) 安裝在小車(chē)的底部金屬探測(cè)傳感器探測(cè)到有金屬的時(shí)候向CPU申請(qǐng)中斷，使單片機(jī)對(duì)外發(fā)出聲光報(bào)警的同時(shí)讓數(shù)碼進(jìn)行顯示所探測(cè)到金屬的數(shù)據(jù)。（3）光電傳感器 安裝在小車(chē)的前部光電傳感，當(dāng)有障礙物時(shí)光電傳感器輸出底電平向CPU申請(qǐng)中斷，CPU又通過(guò)P1口來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。從而使小車(chē)避開(kāi)障礙物。

5.報(bào)警電路的設(shè)計(jì)

利用音樂(lè)芯片和功放電路兩部分來(lái)完成的。當(dāng)CPU的P1.4口連續(xù)的輸出高電平時(shí)，音樂(lè)芯片就開(kāi)始輸出樂(lè)曲信號(hào)，經(jīng)功放電路開(kāi)始報(bào)警。

三、結(jié)束語(yǔ)

該電路利用了PWM技術(shù)來(lái)解決了電機(jī)驅(qū)動(dòng)，利用光電耦TLP521-4解決單片機(jī)與電機(jī)之間的隔離，使電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流得到了有效改善；充分利用了AT89C51的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬可靠的探測(cè)、智能化的路線(xiàn)檢測(cè)等功能。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 《數(shù)字電子技術(shù)》：江曉安編，西安電子科技大學(xué)出版社出版

[2] 《模擬電子技術(shù)》：江曉安編，西安電子科技大學(xué)出版社出版

[3] 《高性能模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換器件》：劉書(shū)明 劉斌編著，西安電子科技大學(xué)出版社出版

[4] 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》：張偉主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版

[5] 《單片機(jī)中級(jí)教程》：何立明主編，北京航空航天大學(xué)出版社出版