电路难于制作，调试困难，并且性能 不稳定而光电开关则能准确检测，外界干扰小，输出电平良好，并且安装方便，因此我们拟采用 方案二。 路程检测模块的论证与选择 方案采用红外发射接收器。利用红外接收管对发射管发出的红外光，产生脉冲电压，通 过脉冲的计数对速度进行测量。安装时，先将钻有多孔的圆盘卡在前轮上，然后将两管头对头固定 在支架上，再横放在圆盘上部，并对齐通孔中心位置。 方案二采用霍尔传感器。该器件内部由组霍尔金属板组成，当磁铁正对金属板时，由于霍 尔效应，金属板发生横向导通，便产生个脉冲送至单片机累加计数，通过系列的计算便可测出 小车的车速和所行驶的路程。此方案简单易行，安装方便。测速准确可靠，性能良好。 但市场上买到的光电传感器体积较大，不易安装。上述两种方案均能满足电路要求，我们认为 霍尔传感器测速更准确，并且无须再制作电路，因此，我们拟采用方案二。 光源引导模块的论证与选择 方案光敏二极管感应电路。光敏二极管是种种基于光电导效应的光电传感。它将外部 接受的光经透镜后集中在内部的光敏面上，对不同光照产生相对应的电压信号。该方案制作简单， 易于安装，但是外部环境光对它的干扰比较大。 简易智能自动电动车 方案二光敏电阻感应电路。光敏电阻也是种基于光电导效应的光电传感。不同的是它将感 应到不同的光照转换成相对应的电阻值，它具有灵敏度高，光谱响应范围宽，体积小，重量轻，机 械强度高，耐冲击模数器，个位的带预分频及比较模式捕获模式及双工位位或 位的输出的定时器计数器。 电 机 驱 动 电 路 的 图 方波信号整形电路 车轮转动 检测信号 电动机驱动路程检测 前进后退 方波信号 查询 检测信号查询 检测信号 查询 检测信号查询 定时器路面检测 调制脉冲 金属探测 障碍物检测 整形电路 时间路程显示 数码管 电动机驱动 简易智能自动电动车 设计与实现 电路由四个大功率晶体管组成型桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通 和截止，其导通截止时间决定放大器输出的电压平均值的大小。电路采用单极性工作 制调速和定频调宽调制脉宽。输出平均电压由下式决定，波形图如 图所示  实测电机最大电流为，电机电源电压为，考虑功耗可 靠性价格便宜等因素，选用晶体管对。图中各个电阻的选择原则是确保晶体管工作 在开关状态。 本系统在小车电机的控制部分利用等不同三极管的组合，构造座“桥”，实现了 对驱动电机的轻松控制。电机驱动电路如图所示。其控制过程如下。为正反转控制端， 。为启停控制端 。为高电平时 当。为低电平时，则基极端为低电平，由构成的反相器使集电极 端为高电平。于是，导通，截止。其中为激励极，为 从经到电机端，再到端，最后经入地端，电机正转。 。为高电平时，则反之，导通，截止，电机反转。 。为低电平时 集电极和基极均为低电平，电机停转。 该“桥”式电路的优点是原理简单控制容易带负载能力强，在单片机的控制下，通过 脉冲调宽的方法，实现了对驱动电机的轻松调速。 在速度控制方面，通过改变加在电机两端的电压来实现的，可以是连续改变加直流电压，也 可以是断续改变加脉冲电压。基于简单实用考虑，我们采用了脉冲调速，利用软件来完成，通过 设置高电平及低电平的保持时间来达到调速的目的。 前轮转向电机驱动电路 前轮转向电机的驱动电路形式和后轮电机驱动电路完全样，只是它不以方式工作，当小 车上的传感器检测到需要转向时，即使“桥”电路中的组对 管导通，转向完毕后，立即取消相应的驱动信号。在本系统中 图 图 车轮磁钢 简易智能自动电动车 它用于实现汽车自动纠方向和绕过障碍物的功能。由于电机工作电流太大，降低了电池端电压，影 响单片机正常工作，因此在电机回路中串入了降压电阻，电机仍可正常工作。 路程检测电路的设计与实现 通过检测车轮转过的转数乘上车轮的周长来计算路程，霍尔元件就是种很好的可用于车轮转数 计数的元件。在车轮的侧面嵌上六片磁钢，在与磁钢中心圆周水平对应的小车车体上安装霍尔传感 器，即可构成基于磁电转换技术的传感器。其测量路程机 械原理图如图所示。 该电路用磁敏元件作为传感器，其磁电转换特性如图 所示。在无外磁场时，磁敏传感器的输出端便产 生电平，当电机转动圈时，势将带动小磁铁 从磁敏传感器上掠过次，由于传感器在外加磁场的作用 下，输出电平，在程序中设为边沿触发， 这瞬间变化量将通过送至，产生次中断，使累加器自动加，计数次，电机 每转动圈，产生次中断，累加器加，通过软件，把缓冲区计数值与车轮的周长相乘后，经过 调整后送显示，所显示的数值即为当前小车所而来的，其电动机和变速系统已无法更换。故只能使用该玩具汽车 自带的两个电动机。轮转向的角度和持续时间，以便可以非常精确控制小汽车行驶的方向。降低单 个的工作量，为发挥部分的制作以及其他功能扩展提供充分的内部空间和更多的外部接口，另 外，安装与调试工作可以并行进行。缩短了设计和制作时间。 执行部件的选择 自动车动力主要来自两个电动机即驱动电机和方向电机。为了实现电动机的准确运转的速度和 控制前轮转向的角度和持续时间。驱动电动机比较好的方案是采用调速系统。三脉冲调制的反射式红外发射接收器。由于环境光干扰主要是直流分量，如果采用带 图 路程检测 路面检测 单片机 显示电动机驱动 金 属 检 测 障碍物检测 简易智能自动电动车 有交流分量的调制信号，则可减少外界干扰在平均电流不变的情况下，加上小占空比的调制脉冲 信号，可使接受管的瞬时电流可以达到，这样也大大提高了信噪比。 通过三种方案的比较，我们认为方案四能更好地抑制外界干扰，提高电路的性能，更好地满足 了电路的要求，故采用方案三。子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在 左右，仍然容易受到干扰。 方案由控制使小 车在前进中根据实际情况自动改变前进的速度而方向控制系统的比较好的方案是用步进电机，这 样比较精确地控制前角度和持续时间。动力主要来自两个电动机即驱动电机和方向电机。为了实现电动机的准确运转的速度和 控制前轮转向的缩短了设计和制作时间。降低单 个的工作量，为发挥部分的制作以及其他功能扩展提供充分的内部空间和更多的外部接口，另 外，安装与调试工作可以并行进行。作为从，用来控制。作为从，用来控制。这样的设计不仅可以降低单 个的工作量，为发挥部分的制作以及其他功能扩展提供充分的内部空间和更多的外部接口，另 外，安装与调试工作可以并行进行。缩短了设计和制作时间。 执行部件的选择 自动车动力主要来自两个电动机即驱动电机和方向电机。为了实现电动机的准确运转的速度和 控制前轮转向的角度和持续时间。驱动电动机比较好的方案是采用调速系统。由控制使小 车在前进中根据实际情况自动改变前进的速度而方向控制系统的比较好的方案是用步进电机，这 样比较精确地控制前轮转向的角度和持续时间，以便可以非常精确控制小汽车行驶的方向。但是， 由于该系统是从玩具电动车改变而来的，其电动机和变速系统已无法更换。故只能使用该玩具汽车 自带的两个电动机。因而，实际使用时，采用信号 驱动电动，控制电动机的输出功率和转速。 功能模块的论证与选择 根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如 图所示。 对各模块的实现，分别有以下些不同的设计方案 黑色引导线检测的方案 路面引导黑线的原理是光线照射到路面并反射， 由于黑线和白线的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱来判断是否偏离引导黑线。 方案发光二极管与光敏二极管组成的发射接收电路。此方案电路简单，制作容易，但光 敏二极管易受其他环境光源的干扰，当外界光亮条件改变，容易造成误判。 方案二不调制的反射式红外发射接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环 境光源干扰但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在 左右，仍然容易受到干扰。 方案三脉冲调制的反射式红外发射接收器。由于环境光干扰主要是直流分量，如果采用带 图 路程检测 路面检测 单片机 显示电动机驱动 金 属 检 测 障碍物检测 简易智能自动电动车 有交流分量的调制信号，则可减少外界干扰在平均电流不变的情况下，加上小占空比的调制脉冲 信号，可使接受管的瞬时电流可以达到，这样也大大提高了信噪比。 通过三种方案的比较，我们认为方案四能更好地抑制外界干扰，提高电路的性能，更好地满足 了电路的要求，故采用方案三。 薄铁板检测的方案 薄铁板检测采用专用的金属检测传感器。它由振荡器，放大器和输出三部分组成，其工作原理 是当有金属物体接近高频振荡器的线圈时，使振荡回路参数变化。振荡减弱直至终止而输出控制信 障碍物检测模块的论证与选择 方案用超声波传感器。超声波检测是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波， 从而测出发射和接收回波的时间差，然后求出距离，从而可知障碍物的位置，小车就可以避 开障碍物，顺利地到达目的地。 方案二采用光电开关。光电开关是利用光照对黑白不同颜色产生不同的光反射，就会有的输 出不同电压。该设备利用光压转换功能，将接收到的光转换为电压信号输出。其工作电压为， 输出电流为，符合电路要求。并且不易受外界可见光的干扰，检测准确 以上两种都是比较可行的路程测量方案，基于超声波传感今后五年我国经济社会发展奋斗目标和行动纲领，提出了建设社会主义新农村重大历史任务，市青川县剑阁郭旭东郭颖实吴贵市青川县剑阁为做好当前和今后个时期“三农”工作指东经，北纬产总额为万元，利润总额为万元。