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1、简易智能电动车的设计与制作摘要本课题设设计制作作了一款款具有简简易智能能判断功功能的小小车，它它具有自自动寻迹迹功能（在一定范围内行驶），设计了电路图，编制了软件并完成安装、调试，形成了样机。作品以两电动机为主驱动，通过光电三极管来采集信息，送入主控单元AT89S52单片机，处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。电机驱动电路采用高电压，高电流，四通道驱动的达林顿管原理的三极管组合。其中，黑带检测采用红外线接收三极管完成；将信号送单片机处理判别方向。由控制单元处理数据后完成相应动作，实现了无人控制即可完成一系列动作，相当于简易机器人。通过本课题的设计，使我们学习了单片机技术的中断技术，更好的掌
2、握了单片机的核心内容。又巩固了模拟电路中的功率放大电路知识， 把实践和理论更好的结合。关键字：单片机机 智能能控制光电电信号收收发 寻迹迹行驶AbsttracctThiss toopicc-baasedd grroupp deesiggnedd maanuffactturees oone secctioon tto hhavee thhe iinteelliigennt jjudggmennt ffuncctioon ccar, thhe ccar hass evvadees aautoomatticaallyy boondss thhe ffuncctioon; Seeeks thee ma
3、ark (Moovinng iin aa ceertaain rannge) fuuncttionn: MMay stuudy thee emmbedddedd coontrrol as thee unniveersiity stuudennt tthe powwerfful apppliccatiion exaamplle. Thee woork takke ttwo eleectrric mottorss ass thhe ffocuus aactuuatiion, gaatheers thee innforrmattionn thhrouugh thee ellecttro-opttic
4、aal ssenssingg coompoonennt, sennds in thee maasteer cconttroll unnit AT889S552 mmonoolitthicc innteggratted cirrcuiit, aftter proocesssinng tthe datta, commpleetess thhe ccorrrespponddingg moovemmentt, aachiievees oown conntrool. Thee mootorr-drriveen eelecctriic ccirccuitt usses thee hiigh volltag
5、ge, thee hiigh eleectrric currrennt, fouur cchannnells aactuuatee Daarinngtoon ttubee. AAnd, thhe bblannkinng bbar exaaminnatiion usees tthe phootossenssitiive triiodee too coomplletee; DDeliiverrs tthe monnoliithiic iinteegraatedd ciircuuit proocesssinng ddisttincctioon ddireectiion thee siignaal.
6、Thhrouugh thiis ttopiicss deesiggn, cauusedd uss too sttudyy inn thhe mmonoolitthicc innteggratted cirrcuiit ttechhnollogyy innterrruppt ttechhnollogyy, bbettter hass grraspped monnoliithiic iinteegraatedd ciircuuits ccenttrall coonteent. Caausees uus tthe theeoreeticcal knoowleedgee whhichh sttudii
7、es to appply in thee prractticee, ccaussed thee prractticee annd tthe theeoryy obbtaiinedd a bettterr unnionn. key worrds: Moonollithhic iinteegraatedd ciircuuit iinteelliigennt cconttroll ellecttro-opttic siggnall reeceiivinng aand disspattchiing seeeks thee maark traavell 第一章单单片机及及其应用用一、什么么是单片片机所谓
8、单片片机就是是将计算算机的基基本部件件微型化化并集成成到一块块芯片上上，具备备独特功功能的微微型计算算机。通通常一个个最基本本的单片片机片内内都含有有CPUU、ROOM、RRAM、并并行I/O口、定定时器/计数器器、中断断控制、系系统时钟钟及系统统总线等等。单片片机全称称为单片片微型计计算机（SSinggle-Chiip MMicrrocoompuuterr），又又称微控控制器或或嵌入式式控制器器。二、单片片机的发发展与系系列产品品1、单片片机发展展可分为为三个主主要阶段段：（1） 低性能初初级阶段段以19776年IInteel公司司推出的的MCSS48系系列为代代表，采采用将88位CPPU、
9、88位并行行I/OO接口、88位定时时器/计计数器、RRAM和和ROMM等集成成于一块块半导体体芯片上上的单片片结构，虽虽然其寻寻址范围围有限（不不大于44KB），也也没有串串行I/O口，而而且RAAM、RROM容容量小，中中断系统统简单，指指令系统统功能也也不强，但但功能可可满足一一般工业业控制和和智能化化仪器、仪仪表等需需要。（2） 高性能提提高阶段段以Inttel公公司的MMCS51系系列为代代表，在在这一阶阶段推出出的单片片机普遍遍带有串串行I/O接口口，有多多级中断断处理系系统及116位定定时器/计数器器。片内内RAMM、ROOM容量量加大，且且寻址范范围可达达64KKB,有有的片内
10、内还带有有A/DD转换接接口。（3）88位机巩巩固发展展及多品品种共存存阶段19833年，IInteel推出出MCSS96系系列单片片机是最最具代表表性的，片片内集成成16位位的CPPU,RRAM和和ROMM的容量量也进一一步增大大，并且且带有高高速I/O接口口，带有有多通道道A/DD转换器器，8级级中断处处理能力力使其具具有更强强的实时时处理功功能。近近年来，已已有322位单片片机进入入试用阶阶段。同同时高档档8位单单片机也也在不断断改善其其结构，各各厂家纷纷纷以MMCS51为为内核，融融入自身身的优势势，推出出了许多多的MCCS51兼兼容机，强强化了微微型控制制器的特特征，进进一步巩巩固和
11、发发展了88位机的的主流地地位。2、单片片机的发发展趋势势（1）低低功耗CCMOSS化在许多应应用场合合，单片片机不仅仅要有小小的体积积，而且且还需要要较低的的工作电电压和极极小的功功耗。现现在各个个单片机机制造商商都采用用了CMMOS工工艺，并并设有空空闲和掉掉电两种种工作方方式。（2）内内部资源源丰富、外外部电路路内装化化，整体体微型化化（3）大大容量、高高性能3、单片片机系列列产品Inteel公司司的MCCS51系系列单片片机Inteel公司司的MCCS51系系列、增增强系列列和166位单片片机MCCS96系系列。AAtmeel公司司融入FFlassh存储储技术的的AT889系列列和AT
12、T90系系列。880522/87752/80332将原原来的880511/87751/80331进行行了扩展展，数据据存储容容量增至至2566字节，程程序存储储容量增增至8KKB，定定时器/计数器器增至三三个166位计数数器，有有6个中中断源。80C551/887C551/880C331采用用低功耗耗地CMMOS工工艺，允允许电源源波动的的范围较较大，并并有三种种功耗控控制方式式。8XXC522系列在在80552的基基础上，采采用CHHMOSS工艺将将MCSS96系系列中的的一些高高速输出出、脉冲冲宽度调调制、定定时器/计数器器移植进进来构成成新一代代MCSS51高高性能产产品。三、单片片机的
13、特特点与应应用1、单片片机与通通用微机机相比具具有以下下优点：（1） 控制功能能强 CCPU可可以直接接对I/O端口口进行操操作，位位操作能能力更是是其他计计算机无无法比拟拟的。近近期推出出的单片片机产品品，扩展展了接口口电路功功能。如如增加了了高速II/O接接口，扩扩展了II/O口口引线数数目，在在部分型型号中，集集成了AADC转转换器、PPWM脉脉冲宽度度调制输输出接口口、可编编程计数数阵列PPCA。（2） 抗干扰性性强，可可靠性高高，工作作温度范范围宽 CCPU、存存储器及及I/OO接口集集成在同同一芯片片内，各各部件的的连接紧紧凑，数数据在传传送时受受干扰的的影响较较小，且且不易受受环
14、境条条件的影影响，可可靠性非非常高。目目前单片片机适用用的环境境温度划划分为三三个等级级：民用用级0+70，工业业级-440-+855，军用用级-665- +1225。（3） 开发周期期短，性性价比高高，易于于产品化化 将不不同功能能的接口口电路嵌嵌入基本本型单片片机芯片片后，用用户就可可以根据据用途选选择相应应型号的的单片机机芯片，无无须通过过外部扩扩展，减减少了芯芯片数目目，从而而减少了了印刷电电路板的的面积。接接插件减减少，安安装简单单方便，价价格明显显降低，开开发周期期短，在在达到同同样功能能的条件件下，具具有很高高的性价价比。2、单片片机的应应用领域域单片机主主要面向向控制领领域，能
15、能够实现现系统的的在线控控制。目目前，单单片机的的应用日日益广泛泛，下面面简单介介绍其典典型的应应用领域域。（1）单单机应用用在一个应应用系统统中，只只使用一一片单片片机，这这是目前前应用最最多的方方式，单单片机应应用的主主要领域域：（2）测测控系统统用单片机机可以构构成各种种工业控控制系统统、自适适应控制制系统等等。例如如，温室室人工气气候控制制、水闸闸自动控控制、电电镀生产产线自动动控制、汽汽轮机电电液调节节系统、车车辆检测测系统、机机器人轴轴处理器器等。（3）智智能仪表表用单片机机改造原原有的测测量、控控制仪表表,能促促进仪表表向数字字化、智智能化、多多功能化化、综合合化、柔柔软化发发展
16、。如如温度、压压力、流流量、浓浓度显示示、控制制仪表等等。通过过采用单单片机软软件编程程技术，使使长期以以来测量量仪表中中的误差差修正、线线性化处处理等难难题迎刃刃而解。（4）机机电一体体化产品品单片机与与传统的的机械产产品结合合，使传传统机械械产品结结构简化化，控制制智能化化，构成成新一代代的机、电电一体化化产品。例例如，在在电传打打字机的的设计中中由于采采用了单单片机，取取代了近近千个机机械部件件；在数数控机床床的简易易控制机机中，采采用单片片机可提提高可靠靠性及增增强功能能，降低低控制机机成本。（5）智智能接口口在计算机机系统，特特别是较较大型的的工业测测、控系系统中，如如果用单单片机进
17、进行接口口的控制制与管理理，单片片机与主主机可并并行工作作，可以以大大提提高系统统的运行行速度。例例如，在在大型数数据采集集系统中中，用单单片机对对模/数数转换接接口进行行控制不不仅提高高采集速速度，还还可以对对数据进进行预处处理，如如数字滤滤波、线线性化处处理、误误差修正正等。四、MCCS-551系列列单片机机的基础础知识1、结构构特点80511是MCCS-551系列列单片机机的一个个产品。MMCS-51系系列单片片机是IInteel公司司推出的的通用型型单片机机。它的的基本型型产品是是80551、880311和87751。除除片内RROM类类型不同同外，880511、80031、88751
18、1的其它它性能完完全相同同，其结结构特点点如下：8位CCPU； 32根根I/OO线； 片内振振荡器及及时钟电电路；外部存存贮器寻寻址范围围ROMM、RAAM各664K；2个116位的的定时器器/计数数器；5个中中断源，22个中断断优先级级；5个中中断源，22个中断断优先级级；全双工工串行口口； 布尔处处理器。2、单片片机的工工作方式式包括：复复位方式式、程序序执行方方式、单单步执行行方式、低低功耗操操作方式式以及EEPROOM编程程和校验验方式。3、80051的的系统扩扩展在很多应应用场合合，80051自自身的存存贮器和和I/OO资源不不能满足足要求，这这时就要要进行系系统扩展展。（1）外外部
19、总线线的扩展展 （2）外外部程序序存贮器器的扩展展（3）外外部数据据存贮器器的扩展展4、80051指指令系统统（1）寻寻址方式式： （2）指指令说明明a.寄存存器寻址址 b.直接接寻址 a. 数据据传送指指令c.寄存存器间接接寻址 b. 转移移指令d.立即即寻址 c. 算术术运算指指令e.变址址寻址 d. 逻辑辑运算操操作f.相对对寻址 e. 十进进制指令令g.位寻寻址 ff. 伪伪指令五、单片片机的工工作过程程单片机的的工作过过程实质质上是执执行用户户编制程程序的过过程，一一般程序序的机器器码都已已固化到到存储器器中（例例如实训训1中的的步骤22），因因此开机机复位后后，就可可以执行行指令。
20、执执行指令令又是取取指令和和执行指指令的周周而复始始的过程程。假设机器器码744H、EE0H已已存在000000H开始始的单元元中，则则此表示示把E00H这个个值送入入A累加加器。下下面我们们来说明明单片机机的工作作过程。接通电源源开机后后，PCC=00000HH,取指指令过程程如下：（1） PC中的的00000H送送到片内内的地址址寄存器器；（2） PC的内内容自动动加一变变为00001HH，指向向下一个个指令字字节；（3） 地址寄存存器中的的内容000000H通过过地址总总线送到到存储器器，经存储器中中的地址址译码选选中00000HH单元；（4） CPU通通过控制制总线发发出读命命令；（5
21、） 被选中单单元的内内容744H送内内部数据据总线上上，该内内容通过过内部数数据总线线送到单单片机内内部的指指令寄存存器。到到此，取取指令过过程结束束，进入入执行指指令过程程。执行行指令的的过程：指令寄存存器中的的内容经经指令译译码器译译码后，说说明这条条指令是取数命命令，即即把一个个立即数数送到AA中；PPC的内内容为000011H，送送地址寄寄存器，译译码后选选中00001HH单元，同同时PCC的内容容自动加加1变为000022H；CCPU同同样通过过控制总总线发出出读命令令；00001HH单元的的内容EE0H读读出经内内部数据据总线送送至A。至此，本本指令执执行结束束。PCC=00002
22、HH，机器器又进入入下一条条指令的的取指令令过程。机机器一直直重复上上述过程程直到程程序中的的所有指指令执行行完毕，这这就是单单片机的的基本工工作过程程。第二章 硬件设设计一、单片片机最小小系统的的设计1、什么么是最小小系统在智能化化仪器仪仪表中，控控制核心心均为微微处理器器，而单单片机以以高性能能、高速速度、体体积小、价价格低廉廉、稳定定可靠而而得到广广泛应用用，是设设计智能能化仪器器仪表的的首选微微控制器器，单片片机结合合简单的的接口电电路即可可构成单单片机最最小系统统，它是是智能化化仪器仪仪表的基基础，也也是测控控。监控控的重要要组成部部分。2、最小小系统的的构成单片机最最小系统统可以飞
23、飞为四个个部分：一是时时钟系统统：一般般用122M的晶晶振。二二是复位位系统，一一旦复位位，CPPU将从从00000H开开始执行行程序。三三是电源源部分，采采用+55V的电电源，要要加一个个LEDD用来指指示电源源接通。四四是311管脚接接高电平平表示使使用内部部的程序序区。（1）时时钟系统统电路系统的时时钟电路路设计是是采用的的内部方方式，即即利用芯芯片内部部的振荡荡电路。AAT899单片机机内部有有一个用用于构成成振荡器器的高增增益反相相放大器器。引脚脚XTAAL1和和XTAAL2分分别是此此放大器器的输入入端和输输出端。这这个放大大器与作作为反馈馈元件的的片外晶晶体谐振振器一起起构成一一
24、个自激激振荡器器。外接接晶体谐谐振器以以及电容容C1和和C2构构成并联联谐振电电路，接接在放大大器的反反馈回路路中。对对外接电电容的值值虽然没没有严格格的要求求，但电电容的大大小会影影响震荡荡器频率率的高低低、震荡荡器的稳稳定性、起起振的快快速性和和温度的的稳定性性。因此此，此系系统电路路的晶体体振荡器器的值为为12MMHz，电电容应尽尽可能的的选择陶陶瓷电容容，电容容值约为为22F。在在焊接刷刷电路板板时，晶晶体振荡荡器和电电容应尽尽可能安安装得与与单片机机芯片靠靠近，以以减少寄寄生电容容，更好好地保证证震荡器器稳定和和可靠地地工作。（2）复复位系统统电路复位是由由外部的的复位电电路来实实现
25、的。片片内复位位电路是是复位引引脚RSST通过过一个斯斯密特触触发器与与复位电电路相连连，斯密密特触发发器用来来抑制噪噪声，它它的输出出在每个个机器周周期的SS5P22，由复复位电路路采样一一次。复复位电路路通常采采用上电电自动复复位和按按钮复位位两种方方式，此此电路系系统采用用的是上上电与按按钮复位位电路，如如图所示示。当时时钟频率率选用66MHzz时，CC取222F，RRs约为为2000，Rkk约为11K。下面是最最小系统统的电路路图。图1 单单片机最最小系统统二、“HH桥”电动机机控制及及驱动电电路设计计1、直流流电动机机的工作作原理图2直流流电动机机的内部部结构这是分析析直流电电机的物
26、物理模型型图。 其中，固固定部分分有磁铁铁，这里里称作主主磁极；固定部部分还有有电刷。转转动部分分有环形形铁心和和绕在环环形铁心心上的绕绕组。(其中22个小圆圆圈是为为了方便便表示该该位置上上的导体体电势或或电流的的方向而而设置的的)上图图表示一一台最简简单的两两极直流流电机模模型，它它的固定定部分（定定子）上上，装设设了一对对直流励励磁的静静止的主主磁极NN和S，在在旋转部部分（转转子）上上装设电电枢铁心心。定子子与转子子之间有有一气隙隙。在电电枢铁心心上放置置了由AA和X两两根导体体连成的的电枢线线圈，线线圈的首首端和末末端分别别连到两两个圆弧弧形的铜铜片上，此此铜片称称为换向向片。换换向
27、片之之间互相相绝缘，由由换向片片构成的的整体称称为换向向器。换换向器固固定在转转轴上，换换向片与与转轴之之间亦互互相绝缘缘。在换换向片上上放置着着一对固固定不动动的电刷刷B1和和B2，当当电枢旋旋转时，电电枢线圈圈通过换换向片和和电刷与与外电路路接通。直流电机机具有响响应快速速、较大大的起动动转矩、从从零转速速至额定定转速具具备可提提供额定定转矩的的性能，但但直流电电机的优优点也正正是它的的缺点，因因为直流流电机要要产生额额定负载载下恒定定转矩的的性能，则则电枢磁磁场与转转子磁场场须恒维维持900，这这就要藉藉由碳刷刷及整流流子。碳碳刷及整整流子在在电机转转动时会会产生火火花、碳碳粉因此此除了
28、会会造成组组件损坏坏之外，使使用场合合也受到到限制。交交流电机机没有碳碳刷及整整流子，免免维护、坚坚固、应应用广，但但特性上上若要达达到相当当于直流流电机的的性能须须用复杂杂控制技技术才能能达到。现现今半导导体发展展迅速功功率组件件切换频频率加快快许多，提提升驱动动电机的的性能。微处理机速度亦越来越快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直角坐标系统中，适当控制交流电机在两轴电流分量，达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。 直流电机机的最大大弱点就就是有电电流的换换向问题题，消耗耗有色金金属较多多，成本本高，运运行中的的维护检检修也比比较麻烦烦。因此此，电机机制造业业中正在在努力改改善
29、交流流电动机机的调速速性能，并并且大量量代替直直流电动动机。不不过，近近年来在在利用可可控硅整整流装置置代替直直流发电电机方面面，已经经取得了了很大进进展。包包括直流流电机在在内的一一切旋转转电机，实实际上都都是依据据我们所所知道的的两条基基本原则则制造的的。一条条是：导线切切割磁通通产生感感应电动动势；另另一条是是：载流流导体在在磁场中中受到电电磁力的的作用。因因此，从从结构上上来看，任任何电机机都包括括磁场部部分和电电路部分分。从上上述原理理可见，任任何电机机都体现现着电和和磁的相相互作用用，是电电、磁这这两个矛矛盾着的的对立面面的统一一。我们们在这一一章里讨讨论直流流电机的的结构和和工作
30、原原理，就就是讨论论直流电电机中的的“磁”和和“电”如如何相互互作用，相相互制约约，以及及体现两两者之间间相互关关系的物物理量和和现象（电电枢电动动势、电电磁转矩矩、电磁磁功率、电电枢反应应等）。2、电动动机控制制的基本本原理我们知道道，要控控制直流流电动机机很简单单：将直直流电源源的正、负负2根输输出线连连接到直直流电动动机的22个接线线端，直直流电动动机就会会转动，如如果将直直流电源源的正、负负两级交交换，直直流电动动机就会会向与原原来相反反的方向向转动。显然，我我们不可可能用手手去交换换电动机机的接线线，这就就需要用用采取用用电控制制的方式式去控制制变换电电路。在在电气领领域中，人人们常
31、用用继电器器来转换换触电，以以改变电电动机的的引线的的连接方方式，从从而控制制电动机机的转动动方向。用用晶体三三极管也也可以做做电子开开关。它它的灵敏敏度高、动动作速度度快、不不受尘埃埃及气体体氧化的的影响、耐耐震动、无无机械动动作、无无火花干干扰、价价格低廉廉、使用用寿命长长，因而而得到广广泛应用用。普通数字字集成电电路的功功率很小小，其输输出电流流和吸入入电流都都无法直直接驱动动小型玩玩具直流流电动机机旋转。因因此，如如果想用用普通数数字集成成电路来来控制直直流电动动机的正正转和反反转，可可以利用用晶体三三极管“H-桥桥”电路。3、“HH-桥”电动机机驱动电电路 我我们首先先用4支支开关和
32、和1支电电动机配配合，来来组成如如图3所示的的“H-桥桥”电动机机控制及及驱动电电路。由由于这个个电路结结构酷似似英文字字母“H”的形状状，故得得此大名名。“H-桥桥”的基本本原理如如下：当当开关SSW1和SWW4闭合、开开关SWW2和SWW3断开时时，电流流如图33种箭头头所示方方向流过过电动机机，电动动机的轴轴转动，假假设它是是顺时针针方向转转动。 当当开关SSW2和SWW3闭合、开开关SWW1和SWW4断开时时，电流流从另一一方向流流过电动动机，电电动机的的轴向相相反的方方向转动动，即向向逆时针针方向转转动，如如图4所示。 图图3 正转图图4 反转图5“HH-桥”电动机机驱动电电路4、用
33、晶晶体三极极管构成成的“H-桥桥”驱动电电路现在我们们将上图图中的44个开关关换成44个晶体体三极管管，就构构成了如如图5所示的的晶体三三极管“H-桥桥”电路。为为了使电电路控制制简单方方便，电电路中使使用了22种不同同极性的的晶体三三极管，即即2个PPNP型型晶体三三极管和和2个NNPN型型晶体三三极管。图图中上边边的驱动动需要提提供电流流，它使使用PNNP型晶晶体管，下下边的驱驱动需要要吸收电电流，使使用NPPN型晶晶体管。RR是晶体体三极管管的基极极限流电电阻，AA和B是是2个控控制信号号输入端端。用控制信信号恰当当的开、关关“H-桥桥”的4个个晶体三三极管是是很重要要的，晶晶体三极极管
34、是“H-桥桥”在正电电源和地地之间的的一个通通道。当A端为为低电平平“0”，B端端为高电电平“1”时，晶晶体三极极管VTT1和VTT4导通，VVT2和VTT3截止，电电流经晶晶体三极极管VTT1、电动动机左引引脚、右右引脚、晶晶体三极极管VTT4流过，电电动机的的轴正转转。而当A端端为高电电平“1”，B端端为低电电平“0”时，晶晶体三极极管VTT2和VTT3导通，VVT1和VTT4截止，电电流经晶晶体三极极管VTT2、电动动机右引引脚、左左引脚、晶晶体三极极管VTT3流过，与与上次方方向正好好相反，电电动机的的轴便朝朝着相反反的方向向转动。因此，当当“H-桥桥”的两个个输入端端A和BB分别为为
35、“0”和“1”时，电动动机正转转，而输输入端变变为“1”和“0”时，电电动机反反转。可可见在控控制电动动机正转转和反转转时，两两个输入入信号正正好相反反，也就就是“H-桥桥”需要以以对极性性（电平平）相反反的控制制信号来来驱动。输输入电平平与电动动机轴旋旋转方向向的关系系如表11所示。这里有一个额外的功能介绍一下：如果同时使两边的输入都为“1”（或者都为“0”），将得到一个意想不到的有效刹车装置。因为电动机也是一个发电机，当它运行时，会产生一个电压，如果电动机的两个引线端被连接在一起（短路），这个电压将会“抵消”电动机运转，会使电动机迅速地停止转动，它产生的效果与刹车有异曲同工之妙，只可惜在这
36、个操作里我们还用不上这个功能。4个晶体三极管的基极电阻是必须使用的，这里选用的电阻器为510，电阻值的大小和电动机的功率决定了“H-桥”电路的功率。5、“HH-桥”电动机机控制电路路光电耦合合器的作作用和原原理光电耦合合器也称称为光电电隔离器器或光耦耦合器，有有时简称称光耦。这这是一种种以光为为耦合媒媒介，通通过光信信号的传传递来实实现输人人与输出出间电隔隔离的器器件，可可在电路路或系统统之间传传输电信信号，同同时确保保这些电电路或系系统彼此此间的电电绝缘。近近年来，随随着半导导体技术术、光电电子学的的深入发发展，光光耦的结结构设计计、封装装制作技技术也不不断创新新，各种种类型产产品相继继问世
37、，数数千种型型号构成成几百个个品种系系列，研研发成为为一个独独立的种种类繁多多、性能能优良的的半导体体器件门门类，广广泛应用用于计算算机及其其外设接接口、工工控、电电信、仪仪器仪表表、数据据总线、高高速数字字系统、数数字IO口、模模数转转换、数数据发送送、单片片机接口口、电平平转换、信信号及级级间隔离离、脉冲冲放大等等范围，甚甚至在电电源技术术的线性性隔离、电电量反馈馈、电流流传感、电电量变换换等各个个场合都都有成功功的应用用，市场场需求量量持继增增长，发发展极其其迅速。图6“HH-桥”电动机机控制电电路原理：光光电耦合合器是以以光为媒媒介传输输电信号号的一种种电一光光一电转转换器件件。它由由
38、发光源源和受光光器两部部分组成成。把发发光源和和受光器器组装在在同一密密闭的壳壳体内，彼彼此间用用透明绝绝缘体隔隔离。发发光源的的引脚为为输入端端，受光光器的引引脚为输输出端，常常见的发发光源为为发光二二极管，受受光器为为光敏二二极管、光光敏三极极管等等等。光电电耦合器器的种类类较多，常常见有光光电二极极管型、光光电三极极管型、光光敏电阻阻型、光光控晶闸闸管型、光光电达林林顿型、集集成电路路型等。在在光电耦耦合器输输入端加加电信号号使发光光源发光光，光的的强度取取决于激激励电流流的大小小，此光光照射到到封装在在一起的的受光器器上后，因因光电效效应而产产生了光光电流，由由受光器器输出端端引出，这
39、这样就实实现了电电一光一一电的转转换。通常，为为了晶体体三极管管的安全全，应该该在组成成“H-桥桥”电动机机驱动电电路的VVT1VTT4，这44个晶体体管的CC、E极极之间都都反向并并联一个个晶体二二极管，用用来泄放放因电动动机线圈圈在开关关转换时时产生的的反向电电压，防防止反向向电压击击穿三极极管的CC、E极极。这个个方向电电压比电电源电压压更高，如如果不用用这4个个晶体二二级管，有有可能烧烧毁晶体体三极管管。在电动机机引脚两两端并联联的电容容器C是是抗干扰扰用的，电电动机在在运转时时，他的的电刷和和整流子子之间产产生电火火花，特特别是在在电动机机转换旋旋转方向向时，电电火花会会更大，容容易
40、干扰扰电子电电路的正正常工作作，增建建这个电电容器后后可以有有效的滤滤除干扰扰，免除除许多莫莫名其妙妙的麻烦烦。在智能电电动车的的制作中中，我们们只需要要控制一一只电动动机的正正转和反反转，就就可以使使小车作作出“直线前前进”和“后退转转弯”的动作作，表（11）给出出了电动动机状态态与小车车的行为为关系。表表（1）A端电平平 B端电平平电动机轴轴旋转方方向01正转10反转在一块集集成电路路封装内内部有44个2输输入端与与非门，我我们只使使用了其其中的22个来构构成单稳稳态触发发器延时时电路，剩剩余的22个还在在那里闲闲着无事事可干，现现在正好好派上用用场。于于是我把把IC-4的22个输入入端连
41、接接在一起起做成“反相器器”，将延延时电路路的输出出信号在在输入到到这个反反相器，在在反相器器的输出出端就可可以得到到与输入入端相反反的信号号，这22个正好好相反的的信号就就可以作作为“H-桥桥”电路的的控制信信号。三、信号号检测电电路该电路如如图7的作用用就是检检测出地地上的黑黑线并把把这个信信号传递递给单片片机，以以使单片片机做出出相应的的动作。该该电路采采用了光光电三极极管作为为检测元元件，下下面先对对光电三三极管作作一介绍绍：该电路由由光电三三极管、990133三极管管（两个个）、110K电电阻和55.1KK电阻各各一个、00.477uF电电容一个个、+55V电源源组成。光电三极极管通
42、常常只有22根引脚脚，他们们的长短短是不一一致的，对对于NPPN型的的光电三三极管而而言，较较长的一一根通常常是E极极，较短短的一根根是C极极。光电二极极管和光光电三极极管在外外观上非非常相似似，很难难把它们们区分开开来，但但可以用用万用表表加以判判断。首先将万万用表置置于R*1k电电阻挡，用用不透光光的物体体，将光光电管遮遮盖住，使使其处于于很暗的的环境中中，然后后测量光光电管两两只引脚脚之间的的正反向向电阻。如如果正反反向电阻阻都很大大，那么么所测得得光电管管是光电电三极管管;反之之如果测测量得到到的正反反向电阻阻值有非非常明显显的差别别，一个个较小而而另一个个较大，则则所测的的管子是是光
43、电二二极管。（1）电电路组成成该电路由由光电三三极管、990133三极管管（两个个）、110K电电阻和55.1KK电阻各各一个、00.477uF电电容一个个、+55V电源源。（2）电电路工作作原理该电路的的最后输输出接到到单片机机的P33.2口口即外部部中断00。当光光电三极极管没有有检测到到黑线时时，会输输出一个个低电平平信号，此此时整个个电路的的输出为为低电平平。当光光电三极极管检测测到黑线线以后，将将输出高高电平信信号，然然后该信信号经过过两级放放大，再再把放大大了的信信号传递递给单片片机。当当单片机机感受到到这一上上升沿脉脉冲信号号时，便便会产生生中断，从从而使单单片机去去执行中中断程
44、序序，最终终使小车车完成响响应的动动作。图7 信信号检测测电路四、系统统形成的的总电路路图为：图8系统统总体电电路第三章软软件设计计（一）程程序设计计根据本系系统的要要求，小小车要实实现的功功能为前前进、后后退、左左转、右右转、检检测出黑黑线并按按要求完完成相应应的动作作。按照照这个要要求，我我们编写写了下面面的程序序：1、单片片机最小小系统的的验证程程序。为了验证证我们所所设计的的单片机机最小系系统的正正确性，我我们编写写了简单单的控制制程序，通通过编程程器把程程序烧写写到ATT89SS52的的ROMM中，来来调试我我们的软软件和硬硬件。程程序如下下： ORRG 000300HLOOPP:
45、MMOV R0,#0112H MMOV R1,#0112HLOOPP1: MOVV P11,#00feHH LCAALL DELLAY MOVV P11,#00ffHH LCAALL DELLAY DJNNZ RR0,LLOOPP1 MOVV P11,#00FFHH LCAALL DELLAY11LOOPP2: MOVV P11,#00fdHH LCAALL DELLAY MOVV P11,#00ffHH LCAALL DELLAY DJNNZ RR1,LLOOPP2 MOVV P11,#00FFHH LCAALL DELLAY11 AJMMP LLOOPP DELLAY: MOOV RR2,
46、#0800H L11:MOOV RR3,#0FAAH L22:DJJNZ R3,L2 DJJNZ R2,L1 REETDELAAY1: MOOV RR4,#0C0HH L33:MOOV RR5,#0500H L44:MOOV RR6,#0500H L55:DJJNZ R6,L5 L66:DJJNZ R5,L4 DJJNZ R4,L3 REET ENND2、主程程序的设设计与编编写（1）程程序流程程图图99主程序序流程图图图10中中断程序序流程图图（2）程程序内容容 ORRG 000300HMAINN: MMOV P1,#0FFFH LLCALLL DDELAAY1 LLCALLL DDELAAY1LOOPP1: MOVV P11,#00FEHH ;前前行子程程序 LCAALL