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1、第一章智能小車整體設(shè)計(jì)圖2.1智能小車系統(tǒng)功能模塊圖舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊循跡模塊S52單片機(jī)最小系統(tǒng)電源模塊后輪驅(qū)動模塊智能小車系統(tǒng)主要模塊包括：S52單片機(jī)最小系統(tǒng)、后輪驅(qū)動模塊、電源模塊、循跡模塊、舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊。整體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。2.1車體改裝智能小車車體由玩具遙控車改裝而來，改裝中拆除了除電機(jī)以外的大部分電子器件以及底盤以外的外殼部分，在加裝硬件設(shè)施時(shí)對車體進(jìn)行了必要的打孔和加工。2.2舵機(jī)的安裝完成了玩具車的拆卸之后要做的第二步就是安裝舵機(jī)，玩具車雖然也具有轉(zhuǎn)向功能，但是前輪的轉(zhuǎn)向多是依靠直流電機(jī)來驅(qū)動，無論向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)都是一下打到底，無法控制轉(zhuǎn)過固定

2、的角度，因此根據(jù)我們的設(shè)計(jì)需求，需要將原有的轉(zhuǎn)向部分替換成現(xiàn)有的舵機(jī)，以實(shí)現(xiàn)固定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)向。由于舵機(jī)不是360°可轉(zhuǎn)的，因此安裝時(shí)必須保證車輪左右轉(zhuǎn)的極限在舵機(jī)的轉(zhuǎn)角范圍之內(nèi)，我們選取了能使舵機(jī)左右轉(zhuǎn)動等距離的中間點(diǎn)來固定。71.3車體整體布局在車體布局中，除了舵機(jī)以外我們還加裝了最小系統(tǒng)及電源模塊電路板、電機(jī)驅(qū)動模塊電路板、循跡模塊電路板等硬件部分。在布置安裝時(shí)，循跡模塊電路板用可變形的鐵皮固定于車體前端10cm處，最小系統(tǒng)和電源模塊融合為一個(gè)19cm長11cm寬的電路板安裝于小車中部，而電機(jī)驅(qū)動模塊電路板安裝于小車尾部。第二章硬件設(shè)計(jì)2.1電源模塊設(shè)計(jì)在

3、電源模塊的設(shè)計(jì)中，我們考慮到各模塊工作電壓的需求以及小車的耗電情況，將原裝的電池改為了飛思卡爾專用的電池。設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源時(shí)，考慮到電池電壓較低，并且在電量損耗時(shí)存在電壓降低的情況，應(yīng)此我們采用了低壓差的穩(wěn)壓芯片LM2940。在最初的電路原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，我們采用了三路電源分別供電的方法，一路5V電源專門為最小系統(tǒng)供電，以此避免大電流器件對單片機(jī)造成干擾影響單片機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，另外一路5V電源為電機(jī)驅(qū)動模塊和循跡模塊提供工作電壓。第三路電源單獨(dú)為舵機(jī)提供5V電源。圖3.1.2輸入電源電壓為7.2V電池電壓。在后期調(diào)試過程中，兩路由LM2940穩(wěn)壓芯片輸出的5V電源能夠較

4、好的為最小系統(tǒng)、循跡模塊和電機(jī)驅(qū)動模塊供電。一塊轉(zhuǎn)為舵機(jī)供電。但在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)電機(jī)和循跡一路時(shí)2940會過熱，所以又設(shè)計(jì)了第四路電源，同樣采用2940輸出5V穩(wěn)壓專門給電機(jī)供電，順利解決了過熱的問題！72.2單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于我們的循跡模塊采用的是紅外光電管的方式識別跑道，在信息處理能力上S52單片機(jī)已完全能夠滿足需要。所以我們的智能小車選用的單片機(jī)是AT89S52單片機(jī)。AT89S52最小系統(tǒng)有以下幾個(gè)部分構(gòu)成：1、晶振電路，單片機(jī)要想工作必須有一個(gè)外部的時(shí)鐘源，這個(gè)時(shí)鐘源由外部晶振產(chǎn)生，具體電路為圖中的Y1、C2、C3，在做電路板時(shí)晶振和電容要靠近

5、18腳和19腳放置，如果放置過遠(yuǎn)可能會造成晶振不能起振，或工作不穩(wěn)定。典型值為C2、C330pF，Y112M。2、復(fù)位電路，復(fù)位電路包括上電復(fù)位和手動復(fù)位兩部分，51系列單片機(jī)多為高電平復(fù)位，也就是說RST（9）腳上只要有持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平就能使單片機(jī)復(fù)位，因此上電復(fù)位的原理就是利用電容充電的一段時(shí)間將復(fù)位腳拉至高電平，使單片機(jī)完成復(fù)位，C1可以選用104或105之類的瓷片電容，R1在電容充電結(jié)束后將復(fù)位腳拉至低電平，保證單片機(jī)正常工作。3、ISP下載接口，改下載接口在實(shí)際制作時(shí)用雙排的5*2的排針代替，電路是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的ISP下載線來設(shè)計(jì)的，與常用

6、的并口下載線，串口下載線和筆記本用的USBASP下載線兼容，只需將下載線接口插到本接口上就可以直接向單片機(jī)燒寫程序，免去了不斷拔插單片機(jī)芯片的煩惱。2.3循跡模塊設(shè)計(jì)循跡模塊完成的是跑道黑線的識別功能，根據(jù)跑道黑白部分對7紅外光線的反射能力的不同的原理，我們小組使用紅外光電管來進(jìn)行跑到黑線的識別。紅外光電管有兩部分組成，一部分為無色透明類似于LED，這是紅外的發(fā)射部分，給它通電后能夠產(chǎn)生人眼不可見的紅外光，另外一部分為黑色的紅外接收部分，它的電阻會隨著接收到紅外光的多少而變化，由于它們也是二極管，因此可以用判斷二極管的方法辨別極性，判斷光電管好壞的測試方法為

7、用萬用表的歐姆檔連接接收管的兩端，然后將接收管放入臺燈下觀察阻值的變化，當(dāng)接收管接近臺燈光源時(shí)，其電阻將會有明顯的減小。紅外光電管檢測黑線的原理為，由于黑色吸光，當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)出的光照射在上面后反射的部分就較小，接收管接收到的紅外線也就較少，表現(xiàn)為電阻比較大，通過外接的電路就可以讀出檢測的狀態(tài)，同理當(dāng)照射在白色表面時(shí)發(fā)射的紅外線就比較多，表現(xiàn)為接收管的電阻就比較小。我們使用的LM339專業(yè)電壓比較器，一片LM339內(nèi)部含有四路比較器，對于我們的8路紅外光電管，需要兩片LM339，在使用LM339時(shí)送單片機(jī)的輸出端需加約2K歐姆的上拉電阻連至5V，這樣才能保證

8、比較器在輸出高電平時(shí)有5V左右的高電平輸出。若電路工