另个缺点是运行条件要求高，维护运行麻烦。

最后，当系统处于低速运行时，系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。

采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是，在这里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，简称。

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。

与系统相比，调速系统有下列优点由于调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速运行平稳，调速范围较宽，可达左右。

由于电流波形比系统好，在相同的平均电流下，电动机的损耗和发热都比较小。

同样由于开关频率高，若与快速响应的电机相配合，系统可以获得很宽的频带，因此快速响应性能好，动态抗扰能力强。

由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。

根据以上综合比较，以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向，本设计采用了型单极型可逆变换器进行调速。

脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器，简称变换器。

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。

为顺利实现电动小汽车的前行与倒车，本设计采用了可逆变换器。

可逆变换器主电路的结构式有型型等类型。

我们在设计中采用了常用的双极式型变换器，它是由个三极电力晶体管和个续流二极管组成的桥式电路。

二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。

行车起始终点及光线检测本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宽的黑线，玩具车底盘上沿黑线放置套，以适应起始的记数开始和终点的停车的需要。

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，其间的阻值下降，检测电路输出高电平，经电压比较器和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。

见图电动车的方向检测电路。

行车方向检测电路见图电动车的方向检测电路采用反射接收原理配置了对红外线发射接收传感器。

该电路包括个红外发光二极管个红外光敏三极管及其上拉电阻。

红外发光二极管发射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，发出个电平跳变信号。

此套红外光电传感器固定在底盘前沿，贴近地面。

正常行驶时，发射管发射红外光照射地面，光线经白纸反射后被接收管接收，输出高电平信号电动车经过黑线时，发射端发射的光线被黑线吸收，接收端接收不到反射光线，传感器输出低电平信号后送单片机处理，判断执行哪种预先编制的程序来控制玩具车的行驶状态。

前进时，驱动轮直流电机正转，进入减速区时，由单片机控制进行变频调速，通过软件改变脉冲调宽波形的占空比，实现调速。

最后经反接制动实现停车。

前行与倒车控制电路的核心是桥式电路和继电器。

电桥上设置有两组开关，组常闭，另组常开。

图电动车的方向检测电路图电动车的方向检测电路电桥端接电源，另端接了个三极管。

三极管导通时，电桥通过三极管接地，电机电枢中有电流通过三极管截止时，电桥浮空，电机电枢中没有电流通过。

系统通过电桥的输出端为转向电机供电。

通过对继电器开闭的控制即可控制电机的开断和转速方向进而达到控制玩具车前行与倒车的目的，实现随动控制系统的纠偏功能。

如图前行与倒车控制电路所示。

图前行与倒车控制电路检测放大器方案方案使用普通单级比例放大电路。

其特点是结构简单调试方便价格低廉。

但是也存在着许多不足。

如抗干扰能力差共模抑制比低等。

方案二采用差动放大电路。

选择优质元件构成比例放大电路，虽然可以达到定的精度，但有时仍不能满足些特殊要求。

例如，在测量本设计中的光电检测信号时需要把检测过来的电平信号放大并滤除干扰，而且要求对共模干扰信号具有相当强的抑制能力。

这种情况下须采用差动放大电路，并应设法减小温漂。

但在实际操作中，往往满足了高共模抑制比的要求，却使运算放大器输出饱和为获得单片机能识别的电平却又无法抑制共模干扰。

方案三电压比较器方案。

电压比较器的功能是比较两个电压的大小，例如将个信号电压和个参考电压进行比较，在和两种不同情况下，电压比较器输出两个不同的电平，即高电平和低电平。

而变化经过时，比较器的输出将从个电压跳变到另个电平。

比较器有各种不同的类型。

对它的要求是鉴别要准确，反应要灵敏，动作要迅速，抗干扰能力要强，还应有定的保护措施，以防止因过电压或过电流而造成器件损坏。

比较器的特点工作在开环或正反馈状态。

放大运算电路为了实现性能稳定并满足定的精度要求，这些电路中生记满输出信号，不能重新启动。

的记满输出信号不但要接到的脚，而且还应接到其它芯片的脚，因为程序乱飞后，其它具有脚的芯片也混乱了，必须全部复位。

六可编程逻辑器件可编程逻辑器件是公司研制的种电可擦除的可重复编程的低密度器件。

它采用更为灵活的可编结构，并采用了先进的工艺，数秒内即可完成芯片的擦除和编程过程，并可反复改写，是产品开发研制的理想器件之。

技术特性电可擦除工艺可重编程单元成品率可重配置逻辑高性能工艺低功耗最大运行功耗，最大维持功耗高速度最快存取速度个输出逻辑单元对于复杂逻辑设计具有最大灵活性可仿真条引脚的器件，具有功能熔丝图参数的完全兼容性预置加电复位全部寄存器具有保密单元电子标签数据保持超过年。

按键电路直接由接口电路查询。

消抖延时由软件延时完成。

第五章测试数据测试结果分析及结论测试方法与仪器测试仪器测试仪器包括秒表数字万用表信号发生器示波器仿真机直流稳压电源等。

测试方法数字万用表主要用来测试分立元件的电阻压降漏电流截止导通状态等参数信号发生器与示波器用于测试各光电传感器信号的接收与传输仿真机用于测试软件直流稳压电源在测试期间为各待测系统供电秒表用于产品测试，按照任务书的基本要求对制成的电动车进行产品测试。

测试数据及测试结果分析计时精度分析计时系统采用了新型显示芯片。

理论上的误差不到秒年。

测距精度分析测速系统采用了电机轴光电码盘检测技术。

电机轴与车轮轴之间采用了齿轮箱二级减速，变比。

车轮周长，光电码盘与电机轴安装在起，电机轴每转产生个脉冲，车轮每转产生个脉冲，理论测量精度可达定位精度分析本设计采用实际测量与软件补偿技术，理论上可使定位精度提高到误差。

结论历时三个月的设计过程中，我首先边查资料，边在实验室焊接小车的线路板。

在焊接过程中，我感觉到即使是个简单的电路，要想很轻松的焊好，也不是很容易的事情。

有时是虚焊的原因，有时可能是阻值选错。

在焊接显示电路时，我就错将欧的电阻焊成了千欧。

这使我深深感受到理论与实际间的差距。

通过这样的设计，提高了我的动手能力。

每天在实验室除了焊接线路板，还可以上机编程，使我软件调试知识也提高了。

本设计采用的是单片机，这主要是因为该单片机的稳定性比较好。

还可以采用其它系列的单片机。

比如采用陵阳单片机，就可以简化编程，但其稳定性不是很好。

致谢历时三个月的毕业设计已经告段落。

经过自己不断的搜索努力以及白老师的耐心指导和热情帮助，本设计已经基本完成。

在这段时间里，白老师严谨的治学态度和热忱的工作作风令我十分钦佩，他的指导使我受益非浅。

同时本系实验室的开放也为我的设计提供了实习场地。

在此对白文峰老师和牛晓升老师表示深深的感谢。

通过这次毕业设计，使我深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的含义，并且检验了大学四年的学习成果。

虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练。

但是我将在以后的工作和学习中继续努力不断完善。

这三个月的设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程，为今后的发展打下了良好的基础。

由于自身水平有限，设计中定存在很多不足之处，敬请各位老师批评指正。

参考文献何立民，单片机应用系统设计，北京航天航空大学出版社李广弟，单片机基础，北京北京航空航天大学出版社何希才，新型实用电子电路例，电子工业出版社，年，赵负图，传感器集成电路手册，第版，化学工业出版社陈伯时，电力拖动自动控制系统，第二版，北京机械工业出版社，年月，张毅刚，彭喜元，新编单片机应用设计，第版，哈尔滨工业大学出版社，附录程序清单厘米位秒位分米位分秒位米位分位小数点位十米位十分位速度控制记时开始