直流電機(jī)位置伺服系統(tǒng)驅(qū)動器設(shè)計(jì)

摘要：介紹了兩個(gè)以AT89S51芯片為核心的智能自動小車設(shè)計(jì)。第一個(gè)方案采用H橋電路，通過紅外光電傳感器對地面狀態(tài)進(jìn)行判斷并把信號傳送到CPU進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。整個(gè)系統(tǒng)能完成小車的正向和反向運(yùn)行，并有定時(shí)倒車等功能。第二個(gè)方案設(shè)計(jì)的光電電動小車能夠?qū)崟r(shí)顯示時(shí)間、速度、里程，可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車等。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；智能小車；傳感器；H橋

方案一設(shè)計(jì)的自動小車是受到參考文獻(xiàn)[1]的啟發(fā)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。
原方案[1-2]采用兩塊單片機(jī)(AT89C51和AT89C2051)作為智能小車的檢測和控制核心，實(shí)現(xiàn)小車識別路線、判斷并自動躲避障礙、選擇正確的行進(jìn)路線。驅(qū)動電機(jī)采用直流電機(jī)，電機(jī)控制方式為單向PWM控制。電機(jī)控制核心采用AT89C2051單片機(jī)，控制系統(tǒng)與電路用光電耦合器完全隔離以避免干擾。
本設(shè)計(jì)采用一塊單片機(jī)（AT89S52）作為智能小車的檢測和控制核心，是一種分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，分為電機(jī)模塊、傳感器模塊和驅(qū)動模塊三部份。小車模型采用5 V電池驅(qū)動，通過改變PWM占空比調(diào)速。小車可以在不完全確定的道路環(huán)境下，通過自我判斷，對周圍環(huán)境進(jìn)行探測，并做出相應(yīng)的反應(yīng)，如左拐彎、右拐彎和改變速度等，還可以自動后退。目前用在機(jī)器人上的多為價(jià)格較貴的超聲波傳感器和紅外傳感器等，本設(shè)計(jì)采用價(jià)格便宜的反射式光電傳感器來完成對周圍環(huán)境的感知。
1 方案一的設(shè)計(jì)功能概述
1.1 設(shè)計(jì)概述
設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能自動往返于起跑線與終點(diǎn)線間的小汽車。允許用玩具汽車改裝，但不能用人工遙控（包括有線和無線遙控）,如圖1所示。

1.2 設(shè)計(jì)要求
(1)車輛從起跑線出發(fā)(出發(fā)前，車體不得超出起跑線)，到達(dá)終點(diǎn)線后停留10 s，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。往返一次的時(shí)間應(yīng)力求最短（從合上汽車電源開關(guān)開始計(jì)時(shí)）。
(2)到達(dá)終點(diǎn)線和返回起跑線時(shí)，停車位置離起跑線和終點(diǎn)線偏差應(yīng)最?。ㄒ攒囕v中心點(diǎn)與終點(diǎn)線或起跑線中心線之間距離作為偏差的測量值）。
(3)D～E間為限速區(qū)，車輛要求以低速通過，通過時(shí)間不得少于8 s，但不允許在限速區(qū)內(nèi)停車。
(4)可以設(shè)計(jì)自動記錄、顯示定時(shí)時(shí)間（記錄顯示裝置要求安裝在車上）。
(5)不允許在跑道內(nèi)外區(qū)域另外設(shè)置任何標(biāo)志或檢測裝置。
(6)車輛（含在車體上附加的任何裝置）外圍尺寸的限制：長度≤35 cm，寬度≤15 cm。