《光电应用综合实训》实训指导书

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1、1红外遥控智能小车方案设计1.1系统的总体方案设计该系统以STC12C5A60S2单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，利用红外遥控器控制小车的启动和停止，能够轻松自如的实现小车的前进、后退、左转、右转等功能，当需要检测小车运行到黑线上来是否有循迹功能时，就可以用红外遥控器控制小车行驶到有黑线的地方，当小车遇到有黑线时，切换红外遥控按钮，小车就会自动启动循迹功能模块，让小车沿黑线跑。每个模块都是相互独立又相互协调配合，实现了小车的智能控制。系统控制框图如图1所示：蜂鸣器模块屯机驱动模块电源电路模块循迹模块红外接收模块红外遥控模块超声波模块显示模块

2、图1系统控制框图1.2主控系统采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，用来实现论文设计的性能指标。充分分析我们的系统，能够实现小车的手动控制和自动控制，单片机控制简单、方便、快捷、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。STC12C5A60S2单片机内部就自带高达60KFLASHROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且STC系列单片机支持串口程序烧写。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，能很好地保护了自己的劳动成果。根据这些分析，我选定了STC1

3、2C5A60S2单片机作为本设计的主控装置。1•3电机驱动模块线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成的H型桥式电路來驱动直流电机。用单片机控制达林顿管使Z工作在占空比可调的开关状态下，正确的调整电动机转速，便于更好的控制电机的转向。H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制，电子管的开关速度很快，稳定性较强，是一种比较广泛应用的PWM调速技术。现市面上有很多此种芯片，因此选用L293Do这种调速方式具有调速性能优良、调整平滑、调速范圉广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。1•4电源

4、模块采用两节18650可充电式锂电池7.2V,经过7805稳压电路得到5V电压，为单片机机和各模块供电。此电池的优点是体积小、重量轻，电流稳定，能够满足本次设计的要求。1-5循迹模块本设计采用两只接近反射式光电传感器RPR220,这种传感器价格低廉，性能稳定。RPR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个碑化掾红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度硅平面光电三极管。本种类的传感器可以根据地面上反射光的强度传感器的的接收器电平也会随之发生变化，将电平的变化传到运算放大器来将输出的高低电平反馈到单片机中，因此循迹模块中还需要一块运算放大器芯片LM3

5、24D。光电传感器的探测距离太近（一般最大距离为3cm）,因此在焊接过程中需要很好的控制传感器的距离。1•6显示模块常用的数码显示器件主要有LED数码显示器和LCD液晶显示器。LCD显示器具有低功耗、散热小、浅薄轻巧、显示锐利、屏幕调节方便等特点，同时又是现在市场的主流产品，价格较以往也有大幅的下降。因此我选定LCD1602作为小车的显示装置。1.7蜂鸣器模块因为在小车在循迹过程中，当两边的红外传感器都检测到有障碍时，需要设计一个报警功能，因此本设计选择5V有源蜂鸣器作为小车的报警器。1•8红外遥控模块木设计需要对小车进行红外遥控小车的行驶路线，因此需要

6、一个红外遥控模块，因为这个模块有现成的产品，所以就肓接购买红外解码遥控器。1.9红外接收模块综上小车需要红外遥控，在有红外的发射器的情况下还需要红外接收模块，所以本设计采用灵敏度较高的HX1838传感器，输出形式为：数字量输出，跟上面的遥控模块可以配套使用。1.10超声波测距模块本设计中小车具有测距功能因而选择采用HGSR04超声波测距模块来实现此功能，模块包括超声波发射器，接收器与控制电路。测距距离可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，精度可高达3mm。此模块也是直接购买成品。2系统硬件电路的设计2.1主控电路的设计2.1.1STC12C5A

7、60S2单片机硬件结构STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技牛产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/抗干扰强的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对肓流电机控制，强干扰场合。CLKOUT2P1.0P1.1ECIP1.2CCPOP1.3SSCCP1P1.4MOSIP1.5MISOP1.6SCLKP1.7M7RSTRXDP3.0TXDP3-1INTOP3.2I5TrrP3.3CLKOUTOP3.4C

8、LKO17T1P3.5WR.P3.6RDP3.7XTAL2XTAL1GND140