智能化自尋跡程控車模外形及其控制系統(tǒng)設計【含4張CAD圖紙+文檔全套】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 南 華 大 學 畢業(yè)設計(論文)任務書 學 院： 機 械 工 程 學 院 題 目： 智能化自尋跡程控車模外形及其控制系統(tǒng)設計 起止時間： 20** 年 12 月 25 日至 20** 年 6月 5 日 學 生 姓 名： 專 業(yè) 班 級： 指 導 老 師： 教研室主任： 院 長： 20** 年 12月 25 日 設計（論文）內容及要求： 一、 設計（論文）內容 題目：智能化自尋跡程控車模外形及其控制系統(tǒng)設計 研究內容： 1）車體設計 2）控制系統(tǒng)設計 1． 紅外遙控裝置能控制單片機，使之發(fā)出進、退、左轉、右轉控制（并給出動作指示）。 2． 使用紅外對管設計尋跡電路（即自動區(qū)別黑白道標記）。 3．根據尋跡信號設計單片機對電機的控制電路。 4．單片機采用匯編及C51進行編制，程序的下載為ISP方式。 二、 要求： 本課題主要培養(yǎng)學生的程序設計和繪圖等實際能力，通過畢業(yè)設計，學生應初步具備工程設計的實際能力。 1、程控小車的總體設計方案，設計小車外形輪廓，利用計算機繪制A0圖紙一張。 2、編寫控制小車自動尋跡的原程序一份， 3、整理，編寫設計說明書，內容包括程控小車的外形設計和程序設計，不少于20000字，英文摘要500字左右，計算機打印。 4、翻譯有關英文資料1-2篇，不少于3000字，計算機打印. 指導教師： 年 月 日 南華大學本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目 智能化自尋跡程控車模外形及其控制系統(tǒng)設計 設計（論文）題目來源 自選課題 設計（論文）題目類型　 工程設計類 起止時間 20**.12.25~20**.6.5 一、 設計（論文）依據及研究意義： 本設計利用紅外反射式傳感器實現(xiàn)小車自動尋跡導航的設計與實現(xiàn)。自動尋跡是基于自動導引小車（AGV—auto-guided vehicle）機器人系統(tǒng)，用以實現(xiàn)小車自動識別路線，判斷并自動規(guī)避障礙，以及選擇正確的路線。實驗中采用與地面顏色有較大差別的線條作引導，使用反射式紅外傳感器感知導引線和判斷障礙物。系統(tǒng)控制核心采用AT89系列單片機,系統(tǒng)驅動采用控制方式為直流電機。該技術可以應用于無人駕駛機動車，無人工廠、倉庫、服務機器人等領域 . 二、設計（論文）主要研究的內容、預期目標：（技術方案、路線） 1．車體設計 底盤設計 電機選擇 驅動方式 2．控制系統(tǒng)設計 單片機系統(tǒng)設計 系統(tǒng)程序設計 預期目標： 根據設計要求選定的參數(shù)，依照車模的結構和尺寸，進行計算及校核，總圖及零件圖的繪制。 技術路線： 1．根據任務書上的要求，搜集資料，進行程控小車的外形設計和控制系統(tǒng)設計 2．用pro/e繪制全部的三維圖及其裝配圖 三、設計（論文）的研究重點及難點： 重點：1．程控車車模外形造型 2．控制系統(tǒng)電路設計和程序設計 難點：1．控制系統(tǒng)電路及程序設計 四、設計（論文）研究方法及步驟（進度安排）： 1．20**年12月15日—20**年1月25日通過老師對智能自尋跡程控車造型內和控制系統(tǒng)設計的講解，對這一設計有一個初步的認識，并通過網絡，圖書館查 找相關資料，加強理論知識以及控制系統(tǒng)的設計知識。 2．20**年3月21日—20**年4月10日進行程控小車控制系統(tǒng)的初步設計 3．20**年4月11日—20**年4月30日車模外形設計和造型 4．20**年5 月1 日—20**年5月31日專題研究 5．20**年6月1 日—20**年6月5日編寫說明書，整理資料，準備答辯。 五、 進行設計（論文）所需條件： 1．裝有pro/e軟件的計算機一臺。 2．與設計所需理論技術有關的書籍和資料 3．制作程控小車所需的材料 四、 指導教師意見： 簽名： 年 月 日 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 摘要 本文介紹了利用紅外反射式傳感器實現(xiàn)小車自動尋跡導航的設計與實現(xiàn)。自動尋跡是基于自動導引小車（AGV—auto-guided vehicle）機器人系統(tǒng)，用以實現(xiàn)小車自動識別路線，判斷并自動規(guī)避障礙，以及選擇正確的路線。實驗中采用與地面顏色有較大差別的線條作引導，使用反射式紅外傳感器感知導引線和判斷障礙物。系統(tǒng)控制核心采用AT89S51單片機,系統(tǒng)驅動采用控制方式為單向PWM的直流電機。該技術可以應用于無人駕駛機動車，無人工廠、倉庫、服務機器人等領域 關鍵詞：自動尋跡；紅外傳感器 ；單片機 Abstrct This article introduces the design and execution of auto-searching for track by usage of the reflected infrared sensor on the auto-guided car. The auto-searching for track is on the base of the AGV-auto-guided vehicle system. It makes the car discern the routs, judge and evade the obstacles automatically. So the car can choose the right routes. In the experiment we take use of the guiding wire whose color distinguishes from the background to guide the car and the inflected infrared sensor to discern the guiding wire and obstacles. The AT89S51 Single Chip Microcomputer is used for the control core in this system, and the one-way PWM direct current electromotor for the motive force or power system. This technology could serve to driverless mobile, robot factory, warehouse, service robot and etc. Key Word:Auto-searching for track; infrared sensor; Single Chip Microcomputer 2 目錄 摘要 i Abstrct ii 引言 4 第一章　設計方案與論證 5 第二章 外形設計 6 ２.1繪圖軟件的選擇 6 2.2設計方法分析 7 2.3產品外觀造型的三大美學因素 7 2.3.1造型 7 2.3.2顏色 8 2.3.3材料與結構 8 第三章 單片機介紹 9 第四章 電機驅動及控制 23 4.1H 型橋式驅動電路 23 4.2P W M 控制 27 4.3通過軟件避免直通短路 28 4.4小結 29 第五章 單元電路的設計 30 5.1黑帶檢測方案選擇 30 5.2傳感器選擇 31 5.3 紅外反射式光電傳感器特性與工作原理 32 5.4具體設計與實現(xiàn) 33 ５.４.1.硬件結構 34 ５.４.2.電路原理 35 ５.４.３程序及流程圖 38 ６．１總結 43 參考文獻 46 致謝 47 外文翻譯 48 南華大學機械工程學院畢業(yè)設計 引言 自第一臺工業(yè)機器人誕生以來，機器人的發(fā)展已經遍及機械、電子、冶金、交通、宇航、國防等領域。近年來機器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們在不斷探討、改造、認識自然的過程中，制造能替代人勞動的機器一直是人類的夢想。 隨著科學技術的發(fā)展，機器人的感覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。視覺的典型應用領域為自主式智能導航系統(tǒng)，對于視覺的各種技術而言圖像處理技術已相當發(fā)達，而基于圖像的理解技術還很落后，機器視覺需要通過大量的運算也只能識別一些結構化環(huán)境簡單的目標。視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動聚焦。但CCD傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是一種實用有效的方法。 機器人要實現(xiàn)自動導引功能和避障功能就必須要感知導引線和障礙物，感知導引線相當給機器人一個視覺功能。自動尋跡是基于自動導引小車（AGV—auto-guided vehicle）系統(tǒng)，實現(xiàn)小車自動識別路線，判斷并自動規(guī)避障礙，選擇正確的行進路線。采用與地面顏色有較大差別的線條作引導，使用傳感器感知導引線和障礙判斷 第一章　設計方案與論證 采用ATMEL公司生產的AT89S51型單片機作為我們的控制單元，因為該型單片機價格便宜，功能比較強大，性價比高，而且在市場上很容易買到。通過紅外傳感器、電感式接觸開關等器件來采集各類信息，送入主控單元單片機，處理數(shù)據后完成相應動作，以達到自身控制。其中尋跡（黑帶檢測）采用市面上通用的發(fā)射管及接收頭，經過單片機調制后發(fā)射。鐵片檢測采用電感式接近開關LJ18A3-8- Z/BX檢測。此系統(tǒng)比較靈活，更重要的是采用軟件方法來解決復雜的硬件電路部分，使系統(tǒng)硬件簡潔化，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。黑帶尋跡采用紅外線發(fā)射和接受原理。鐵片檢測采用電感式接近開關LJ18A3-8-Z/BX檢測，產生的高低電平信號經過處理后控制小車停轉。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決復雜的硬件電路部分，使系統(tǒng)硬件簡潔化，各類功能易于實現(xiàn)。 第二章 外形設計 圖２.1 最終效果如圖２.1所示。 ２.1繪圖軟件的選擇 我選用的是現(xiàn)在最流行的三維繪圖軟件PRO/E，這是一個方位的3D產品開發(fā)軟件，它集零件設計、產品裝配、墨菊開發(fā)、NC加工、鈑金件設計、鑄造件設計、造型設計、逆向工程、自動測量、機構模擬、壓力分析、產品數(shù)據管理等功能于一體。其中工業(yè)設計模塊（CAID）主要用于對產品進行幾何設計。以前在零件未制造出來時，是無法觀看零件的形狀的，只能通過二維平面圖形進行想象?，F(xiàn)在，隨著三維軟件的出現(xiàn)，設計者可以在零件未制造出來之前，觀看和評價零件的幾何外形，現(xiàn)在，3ds max軟件可以生成實體模型，但用3ds max軟件生成的模型在實際工程中是“中看不中用”。用PRO/E軟件生成的試題模型，不僅外觀真實，而且相當實用，PRO/E中文野火版中各階段的的各個工作數(shù)據庫的產生都要依賴與實體建模生成的數(shù)據。而該課題設計的遙控玩具汽車，又涉及到大量的曲面設計，而PRO/E正好有著強大的曲面設計功能，故在遙控玩具汽車外形設計這塊，我主要是選用PRO/E來進行設計。 2.2設計方法分析 設計準備：先得到掃描的數(shù)據庫，將數(shù)據資料導入Pro/ENGINEER軟件進行描線。 制作結構外觀設計時，首先根據產品需求，確定它的整體外觀尺寸。設計內部結構時，需要考慮硬件尺寸，因為在外殼里面需要放置所有零件，例如定位PCB的孔位、指示燈的位置，上下蓋的固定位置等。 然后在基礎線上取面，拆分出各個零部件，拆分方式以ID的外形圖為依據 ，若擔心強度不足，可以通過在內部拉加強筋來解決，效果遠遠好過單一的增加壁厚。然后制作裝配圖，將拆分出的各個零部件按裝配順序分別引入，選擇用參考中心重合的對齊方式，放入電子內部零件。將各個零件引入裝配圖時，應根據需要將有些零部件先做成一個組件，然后再把組件引入裝配圖。 遙控玩具汽車外型設計總圖復雜，用到的建模功能非常多，需要使用掃描特征、混合特征、延伸、拉伸曲面以及曲面合并等工具來實現(xiàn) 2.3產品外觀造型的三大美學因素 一件產品的美并不是由唯一的因素造成的，它會牽涉到造型、色彩、材質、結構等多方面的美學因素，以及受到獨特的地區(qū)生活習慣，社會文化和流行特征的影響。我們很難用一套固定的模式，表達所有不同種類產品的造型美感，只能用以下的三大美學因素分類說明。 2.3.1造型 造型就是外型，產品造型是否美觀，總是客戶第一眼看見的。所以，造型將是產品設計的核心而造型設計所需的基礎幾何技法有點、線、面、形狀韻律、造型、模塊、紋理、對稱、平衡、統(tǒng)一、空間和體積。這是第一階段的美學規(guī)律。而造型設計第二階段所需的高級技法有對比、調和、漸變、質量和重點。，當然，還有一部分的造型美技法，需要我們在生活中的美學體驗，以上的技法必須予以混合運用，才能達到良好的效果。 2.3.2顏色 顏色就是色彩，它是構成產品形態(tài)的美的重要組成部分，而造型設計也需要熟悉色彩學。色彩的配置在產品造型設計中是非常重要的部分，有一些應用，如對比，調和等。對造型設計者而言，除了需要了解色彩的基本常識以外，我們還必須了解色彩心理學，這更加有助于設計時的配色參考重點。色彩的心理感受有以下幾類，冷暖色感、輕重色感、軟硬色感、前后色感、大小色感、華樸色感、活沉色感和燥靜色感?；谖覀冞@個設計是遙控玩具汽車，它的消費群體主要是廣大的兒童，所以在它外型的顏色搭配上，我們應該更多地選用暖色調。而在配色時，針對它的消費群體的特殊性，配色的主題應該為動感，這種最鮮艷的色彩組合通常中央都有原色（黃色）。黃色代表帶給萬物生機的太陽，活力和永恒的動感。當黃色加入白色后，它的光亮的特質就會增加，并產生出格外耀眼的全盤效果，動感色的應用：高度對比的配色設計，如黃色和它的補色紫色，就含有活力和行動的意味，尤其是出現(xiàn)在圓形的空間里面，身處于黃色或其它的任何一個明色的環(huán)境，幾乎是不會感到沮喪的，這點很符合小朋友的心理。 2.3.3材料與結構 商品的美感與構成它的材料、結構和質感是分不開的。由于本設計的材料比較明確，那就是塑料。所以在材料對造型美感的影響我們可以忽略。 第三章 單片機介紹 AT89S51是美國ATMEL公司生產的低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準8051指令系統(tǒng)及弓}腳。它集Flash程序存儲器既可在線編程(ISP)也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，，ATMEL公司的功能強大，低價位AT89S51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。 主要性能參數(shù): ·MCS-51產品指令系統(tǒng)完全兼容 ·4k字節(jié)在系統(tǒng)編程(ISP)Flash閃速存儲器 ·1000次擦寫周期 · 4. 0-5.5V的工作電壓范圍 ·全靜態(tài)工作模式:OHz-33MHz ·三級程序加密鎖 ·128X8字節(jié)內部 RAM ·32個可編程I/0口線 ·2個16位定時/計數(shù)器 ·6個中斷源 ·全雙工串行UART通道 ·低功耗空閑和掉電模式 ·中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) ·看門狗(WDT)及雙數(shù)據指針 ·掉電標識和快速編程特性 ·靈活的在系統(tǒng)編程(ISP一字節(jié)或頁寫模式) 圖3.1 功能特性概述: AT89S51提供以下標準功能:4k字竹Flash閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM, 32個I/O口線，看門狗(WDT ),兩個數(shù)據指針，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5 向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89S51可降至OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電力式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 圖3.2 邏輯門電路，對端口寫"1”可一作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址(低8位)和數(shù)據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。 在Flash編程時，PO口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 Pl口:P1是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯 門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)，F(xiàn)lash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。 表3.1 P2口:P2是一個帶有內部上拉電組的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(I)。 在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據存儲器(例如執(zhí)行MOVX @DPTR指令)時，P2口送出高8位地址數(shù)據。在訪問8位地址的外部數(shù)據存儲器(如執(zhí)行MOVX @Ri指令)時，P2口線上的內容(也即特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中 P2寄存器的內容)，在整個訪問期間小改變。 Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和其它控制信號 P3口:P3口是一組帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對P3口寫“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流(I)。 P3口除了作為一般的I/0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示:P3口還接收一此用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 表3.2 RST:復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設置SFR AUXR的DISRTO位(地址8EH )可打開或關閉該功能。DISRTO位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。 ALE/PROG:當訪問外部程序存儲器或數(shù)據存儲器時，ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是:每當訪問外部數(shù)據存儲器時將跳過一個ALE脈沖。 對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖(PROG )如有必要，可通過對特殊功能寄存器(SFR)的8FH單元的DO位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令ALE才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE無效。 PSEN:程序儲存允許(PSEN)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S51由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據)時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。當訪問外部數(shù)據存儲器，沒有兩次有效的PSET信號。 EA/VPP:外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器(地址為OOOOH-FFFFH ) ， EA端必須保持低電平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態(tài) 如EA端為高電平(接Vcc端)，CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。 XTAL1:振蕩器反相放人器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2:振蕩器反相放人器的輸出端 特殊功能寄存器: 特殊功能寄存器的于片內的空間分布如表3.3所示 這此地址并沒有全部占用，沒有占用的地址亦小可使用，讀這此地址將得到一個隨意的數(shù)值。而寫這此地址單元將不能得到預期的結果。 表3.3 AT89S51特殊功能寄存器分布圖及復位值 表3.3 不要軟件訪問這些未定義的單元，這些單元是留作以后產品擴展用途的，復位后這此新的位將為0。 中斷寄存器: 各中斷允許控制位于IE寄存器，5個中斷源的中斷優(yōu)先級控制位于IP寄存器。 表3.4 AUXR輔助寄存器 表3.4 雙時鐘指針寄存器:為更方便地訪問內部和外部數(shù)據存儲器，提供了兩個16位數(shù)據指針寄存器:DPO位于SFR(特殊功能寄存器)區(qū)塊中的地址82H, 83H和DPl位于地址84H, 85H, 當 SFR 中的位DPS=0選擇DPO，而DPS=1則選擇DPlo用戶應在訪問相應的數(shù)據指針寄存器前初始化DPS位。 表3.5 電源空閑標志:電源空閑標志(POF)在特殊功能寄存器SFR中PCON的第4位(PCON. 4 )，電源打開時POF置“1”，它可山軟件設置睡眠狀態(tài)并不為復位所影響。 存儲器結構:MCS-51單片機內核采用程序存儲器和數(shù)據存儲器空間分開的結構，均具有64KB外部程序和數(shù)據的尋址空間。 程序存儲器:如果EA引腳接地(GND ),全部程序均執(zhí)行外部存儲器在AT89S51，假如EA接至Vcc(電源+)，程序首先執(zhí)行地址從OOOOH-OFFFH (4KB)內部程序存儲器，再執(zhí)行地址為1000H-FFFFH (60KB)的外部程序存儲器。 數(shù)據存儲器:AT89S51的具有128字節(jié)的內部RAM，這128字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問，堆棧操作可利用間接尋址方式進行，128字節(jié)均可設置為堆棧區(qū)空間。 看門狗定時器(WDT ):WDT是為了解決CPU程序運行時可能進入混亂或死循環(huán)而設置，它山一個14bit計數(shù)器和看門狗復位SFR (WDTRST)構成。外部復位時，WDT默認為關閉狀態(tài)，要打開WDT，用戶必須按順序將O1EH和OE1H寫到WDTRST寄存器(SFR地址為0A6H ) ,當啟動了WDT，它會隨晶體振蕩器在每個機器周期計數(shù)，除硬件復位或WDT溢出復位外沒有其它力法關閉WDT,當WDT溢出，將使RST引腳輸出高電平的復位脈沖 使用看門狗(WDT ):打開WDT需按次序寫O1EH和OE1H到WDTRST寄存器(SFR的地址為OA6H ),當WDT打開后，需在一定的時候寫O1EH和OE1H到WDTRST寄存器以避免WDT計數(shù)溢出。14位WDT計數(shù)器計數(shù)達到16383 (3FFFH), WDT將溢出并使器件復位。WDT打開時，它會隨晶體振蕩器在每個機器周期計數(shù)，這意味著用戶必須在小于每個16383機器周期內復位WDT，也即寫O1EH和OE1H到WDTRST寄存器，WDTRST為只寫寄存器o WDT計數(shù)器既不可讀也不可寫，當 WDT溢出時，通常將使RST引腳輸出高電平的復位脈沖。復位脈沖持續(xù)時間為98xTOSC，而TOSC=1/FOSC(晶體振蕩頻率)為使WDT工作最優(yōu)化，必須在合適的程序代碼時間段周期地復位WDT防止WDT溢出。 掉電和空閑狀態(tài)時的WDT:掉電時期，晶體振蕩停止, WDT也停止。掉電模式下，用戶不能再復位WDT。有兩種方法可退出掉電模式:硬件復位或通過激活外部中斷。當硬件復位退出掉電模式時，處理WDT可通常的上電復位一樣。當由中斷退出掉電模式則有所不同，中斷低電平狀態(tài)持續(xù)到晶體振蕩穩(wěn)定，當中斷電平變?yōu)楦呒错憫袛喾?。為防止中斷誤復位，當器件復位，中斷引腳持續(xù)為低時，WDT并未開始計數(shù)，直到中斷引腳被拉高為止。這為在掉電模式下的中斷執(zhí)行中斷服務程序而設置為保證WDT在退出掉電模式時極端情況下溢出，最好在進入掉電模式前復位WDT在進入空閑模式前，WDT打開時，WDT是否繼續(xù)計數(shù)由SFR中的AUXR的WDIDLE位決定，在IDLE期間(位WDIDLE=0)默認狀態(tài)是繼續(xù)計數(shù)。為防止AT89S51從空閑模式中復位，用戶應周期性地設置定時器，重新進入空閑模式。當位WDIDLE被置位，在空閑模式中WDT將停止計數(shù)，直到從空閑(IDLE)模式中退出重新開始計數(shù) ·UAR7，一通用異步通信:AT89S51的DART操作與AT89C51一樣，有關更詳細的資料請參考ATMEL公司的網站(www.atmel.com)，從主頁選擇“Products"—"8051-Architecture Flash Microcontroller"—"Product Overview" ·定時器0和定時器1:AT89S51的定時器0和定時器1操作與AT89C51一樣，有關更詳細的資料請參考ATMEL公司的網站(www.atmel.com)，從主頁選擇“Products"——"8051-Architecture Flash Microcontroller"——"Product Overview"。 ·中斷:AT89S51共有5個中斷向量: 2個外中斷(INTO和INT1)，2個定時中斷(TimerO和Timer1)和一個串行中斷。這些中斷如圖1。這些中斷源各自的禁止和使能位參見特殊功能寄存器的IE。 IE也包含總中斷控制位EA, EA清0，將關閉所有中斷。值得注意的是表4 中的IE.6和IE.5沒有定義，用戶不要訪問這些位，它是保留為以后的AT89產品作擴展用途定時器0和定時器1的中斷標志TFO和TF1，它是定時器溢出時的S5P2時序周期被置位，該標志保留至下個時序周期。 表3.6:中斷控制寄存器 表3.6 圖3.3 中斷源方框圖 圖3.3 ·品體振蕩器特性: AT89S51中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩電路參見圖5外接石英晶體(或陶瓷諧振器)及電容C1, C2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1, C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF士10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF士lOpF。用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖5右圖所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內部時鐘，發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產品技術條件的要求。 圖3.4晶體接線圖和外接時鐘線路圖 圖3.4 ·空閑節(jié)電模式: 在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內的外設仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產生。此時片內RAM和所有特殊功能寄存器的內容保持不變。空閑模式可由任何允許的中斷請求或硬件復位終止。 需要注意的是，當硬件復位來終止空閑工作模式時，CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內部復位操作，硬件復位脈沖要保持兩個機器周期(24個時鐘周期)有效，在這種情況下，內部禁止 CPU訪問片內RAM，而允許訪問其它端口。為了避免在復位結束時可能對端口產生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。 ·掉電模式: 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內RAM和特殊功能寄存器的內容在終止掉電模式前被凍結。退出掉電模式的方法是硬件復位或山處于使能狀態(tài)的外中斷INTO和INT1激活。復位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內容，在Vcc恢復到正常工作電平前，復位應無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。 表3.7空閑和掉電期間外部引腳狀態(tài) 表3.7 ·程序存儲器的加密:AT89S51可使用對芯片上的3個加密位LB1, LB2, LB3進行編程(P或不編程(U)來得到如下表所示的功能: 注:表中的U—表示未編程，P—表示編程 表3.8 當加密位LB1被編程時，在復位期間，EA端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機上電后一直沒有復位，則鎖存起的初始值是一個隨機數(shù)，且這個隨機數(shù)會一直保存到真正復位為止。為使單片機能正常工作，被鎖存的EA電平值必須與該引腳當前的邏輯電平一致。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。 ·Flash閃速存儲器的并行編程:AT89S51單片機內部有4k字節(jié)的可快速編程的Flash存儲陣列。編程方法可通過傳統(tǒng)的EPROM編程器使用高電壓(+12V)和協(xié)調的控制信號進行編程AT89S51的代碼是逐一字節(jié)進行編程的。 編程方法:編程前，須按編程模式表所示設置好地址、數(shù)據及控制信號，AT89S51編程方法如下: 1.在地址線上加上要編程單元的地址信號。 2.在數(shù)據線上加上要寫入的數(shù)據字節(jié)。 3.激活相應的控制信號。 4.將EA/Vpp端加上+12V編程電壓。 5.每對Flash存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個ALE/PROG編程脈沖。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，人多數(shù)約為50us。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據，重復1-5步驟，直到全部文件編程結束。 ·數(shù)據查詢:AT89S51單片機用數(shù)據查詢方式來檢測一個寫周期是否結束，在一個寫周期中，如需讀取最后寫入的那個字節(jié)，則讀出的數(shù)據的最高位(P0.7)是原來寫入字節(jié)最高位的反碼。寫周期完成后，有效的數(shù)據就會出現(xiàn)在所有輸出端上，此時，可進入下一個字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，可在任意時刻進行數(shù)據查詢。 · Ready/Busy:字節(jié)編程的進度可通過“RDY/BSY輸出信號監(jiān)測，編程期間，ALE變?yōu)楦唠娖健癏”后P3.0端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)(忙狀態(tài))。編程完成后，P3.0變?yōu)楦唠娖奖硎緶蕚渚途w狀態(tài)。 ·程序校驗:如果加密位LB1, LB2沒有進行編程，則代碼數(shù)據可通過地址和數(shù)據線讀回原編寫的數(shù)據，各加密位也可通過直接回讀進行校驗。 ·讀片內簽名字節(jié): AT89S51單片機內有3個簽名字節(jié)，地址為OOOH, 100H和200H。用于聲明該器件的廠商和型號等信息，讀簽名字節(jié)的過程和正常校驗相仿，只需將P3.6和P3.7保持低電平，返回值意義如下: (OOOH) =1EH聲明產品由ATMEL公司制造 (100H) =51H聲明為AT89S51單片機 (200H) =06H ·芯片擦除:在并行編程模式，利用控制信號的正確組合并保持ALE/PROG引腳200ns-500ns的低電平脈沖寬度即可完成擦除操作。在串行編程模式，芯片擦除操作是利用擦除指令進行。在這種力式，擦除周期是自身定時的，人約為500ms擦除期間，用串行方式讀任何地址數(shù)據，返回值均為OOH。 ·Flash閃速存儲器的串行編程:將RST接至Vcc,程序代碼存儲陣列可通過串行ISP接口進行編程，串行接口包含SCK線、MOSI(輸入)和MISO輸出)線。將RST拉高后，在其它操作前必須發(fā)出編程使能指令，編程前需將芯片擦除。芯片擦除則將存儲代碼陣列全寫為FFH外部系統(tǒng)時鐘信號需接至XTAL1端或在XTAL1和XTAL2接上晶體振蕩器。最高的串行時鐘(SCK)不超過1/16晶體時鐘,當晶體為33MHz時，最大SCK頻率為2MHz。 第四章 電機驅動及控制 一個電動小車整體的運行性能，首 先取決于它的電池系統(tǒng)和電機驅動系統(tǒng)。 電動小車的驅動系統(tǒng)一般由控制器、功率變換器及電動機三個主要部分組成。 電動小車的驅動不但要求電機驅動系統(tǒng) 具有高轉矩重量比、寬調速范圍、高可靠 性，而且電機的轉矩-轉速特性受電源功 率的影響，這就要求驅動具有盡可能寬 的高效率區(qū)。我們所使用的電機一般為 直流電機，主要用到永磁直流電機、伺服 電機及步進電機三種。直流電機的控制 很簡單，性能出眾，直流電源也容易實 現(xiàn)。這里主要介紹這種直流電機的驅 動及控制。 4.1H 型橋式驅動電路 直流電機驅動電路使用最廣泛的就 是H型全橋式電路，這種驅動電路可以 很方便實現(xiàn)直流電機的四象限運行，分 別對應正轉、正轉制動、反轉、反轉制動。 它的基本原理圖如圖4.1所示。 全橋式驅動電路的4只開關管都工 作在斬波狀態(tài)，S1、S2為一組，S3、S4 為另一組，兩組的狀態(tài)互補，一組導通則 另一組必須關斷。當S1、S2導通時，S3、 S4關斷，電機兩端加正向電壓，可以實 現(xiàn)電機的正轉或反轉制動；當S3、S4導 通時，S1、S2關斷，電機兩端為反向電 壓，電機反轉或正轉制動。 圖4.1 在小車動作的過程中，我們要不斷 地使電機在四個象限之間切換，即在正 轉和反轉之間切換，也就是在S1、S2導 通且S3、S4關斷，到S1、S2關斷且S3、 S4導通，這兩種狀態(tài)之間轉換。在這種 情況下，理論上要求兩組控制信號完全 互補，但是，由于實際的開關器件都存在 開通和關斷時間，絕對的互補控制邏輯 必然導致上下橋臂直通短路，比如在上 橋臂關斷的過程中，下橋臂導通了。這個過程可用圖4.2說明。 圖4.2 因此，為了避免直通 短路且保證各個開關管動作之間的協(xié)同 性和同步性，兩組控制信號在理論上要 求互為倒相的邏輯關系，而實際上卻必須相差一個足夠的死區(qū)時間，這個矯正過程既可以通過硬件實現(xiàn)，即在上下橋 臂的兩組控制信號之間增加延時，也可 以通過軟件實現(xiàn)（具體方法參看后文）。 驅動電流不僅可以通過主開關管流通，而且還可以通過續(xù)流二極管流通。當電機處于制動狀態(tài)時，電機便工作在發(fā)電狀態(tài)，轉子電流必須通過續(xù)流二極管流通，否則電機就會發(fā)熱，嚴重時燒毀。 開關管的選擇對驅動電路的影響很大，開關管的選擇宜遵循以下原則： (1)由于驅動電路是功率輸出，要求開關管輸出功率較大； (2)開關管的開通 和關斷時間應盡可能?。? (3)小車使用的電源電壓不高，因此開關管的飽和壓降應該盡量低。 在實際制作中，我們選用大功率達林頓管TIP122或場效應管IRF530，效果都還不錯，為了使電路簡化，建議使用集成有橋式電路的電機專用驅動芯片，如L298、LMD18200，性能比較穩(wěn)定可靠。 由于電機在正常工作時對電源的干擾很大，如果只用一組電源時會影響單片機的正常工作，所以我們選用雙電源供電。一組 5V給單片機和控制電路供電， 另外一組9V給電機供電。在控制部分和電機驅動部分之間用光耦隔開，以免影響控制部分電源的品質，并在達林頓管的基極加三極管驅動，可以給達林頓管提供足 夠大的基極電流。圖4.3所示為采用TIP122的驅動電機電路，IOB8口為“0”，IOB9口輸入PWM波時，電機正轉，通過 改變PWM的占空比可以調節(jié)電機的速度。而當IOB9口為“0”，IOB8口輸入PWM 波時，電機反轉，同樣通過改變PWM的占空比來調節(jié)電機的速度。 圖4.3 圖4.4為采用內部集成有兩個橋式電 路的專用芯片L298所組成的電機驅動電路。驅動芯片L298是驅動二相和四相步進電機的專用芯片，我們利用它內部的 橋式電路來驅動直流電機，這種方法有一系列的優(yōu)點。每一組PWM波用來控制一個電機的速度，而另外兩個I/O口可以控制電機的正反轉，控制比較簡單，電路 也很簡單，一個芯片內包含有8個功率管，這樣簡化了電路的復雜性，如圖所示IOB10、IOB11控制第一個電機的方向，IOB8輸入的PWM控制第一個 電機的速度；IOB12、IOB13控制第二個電機的方向，IOB9輸入的PWM控制第二個電機的速度。 圖4.4 LMD18200是美國國家半導體公司推出的專用于直流電動機驅動的H橋組件，同一芯片上集成有CMOS控制電路和DMOS功率器件。此種芯片瞬間驅動電 流可達6A，正常工作電流可達3A，具有很強的驅動能力，無“shot-through”電流，而且此種芯片內部還具有過流保護的測量電路，只需要在 LMD18200的8腳輸出端測出電壓和給定的電壓比較即可保護電路過流，從而實現(xiàn)電路的過流保護功能。由LMD18200組成的電機驅動電路如圖5所 示。LMD18200的5腳為PWM 波輸入端，通過改變PWM的占空比就可調節(jié)電機的速度，改變3腳的高低電平即可控制電機的正反轉。此電路和以上幾種驅動電路比較具有明顯的優(yōu)點，驅動功率 大，穩(wěn)定性好，實現(xiàn)方便，安全可靠。 圖4.5 4.2P W M 控制 PWM（脈沖寬度調制）控制，通常 配合橋式驅動電路實現(xiàn)直流電機調速， 非常簡單，且調速范圍大，它的原理就 是直流斬波原理。如圖1所示，若S3、S4 關斷，S1、S2受PWM控制，假設高電平 導通，忽略開關管損耗，則在一個周期 內的導通時間為t，周期為T，波形如圖 4.6，則電機兩端的平均電壓為： U=Vcc t/ T=αVcc ，其中，α=t/T稱為占空比，Vcc為電源電壓（電源電壓減去兩個開關 管的飽和壓降）。 圖4.6 電機的轉速與電機兩端的電壓成比例，而電機兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機的速度與占空比成比例，占空比越大，電機轉得越快，當占空比α＝1時，電機轉速最大。 PWM控制波形的實現(xiàn)可以通過模擬 電路或數(shù)字電路實現(xiàn)，例如用555搭成的觸發(fā)電路，但是，這種電路的占空比不能自動調節(jié)，不能用于自動控制小車的調 速。而目前使用的大多數(shù)單片機都可以直接輸出這種PWM波形，或通過時序模擬輸出，最適合小車的調速。我們使用的是ATMEL公司的AT89S51單片機，它是 16位單片機，頻率最高達到49MHz，可提供2路PWM 直接輸出，頻率可調，占空比16級可調，控制電機的調速范圍大，使用方便。SPCE061單片機有32個I/O口， 內部設有2個獨立的計數(shù)器，完全可以模擬任意頻率、占空比隨意調節(jié)的PWM信號輸出，用以控制電機調速。 在實際制作過程中，我們認為控制信號的頻率不需要太高，一般在400Hz以下為宜，占空比16級調節(jié)也完全可以滿足調速要求，并且在小車行進的過程中，占 空比不應該太高，在直線前進和轉彎 的時候應該區(qū)別對待。若車速太快，則在 轉彎的時候，方向不易控制；而車速太慢，則很浪費時間。這時圖6可以根據具體情況慢慢調節(jié)。在2003年“簡易智能電動車”的實際制作中，我們的小車驅動 信號的占空比一般在8/16以下。 4.3通過軟件避免直通短路 從前面的分析可知，橋式驅動電路中，由于開關管有開通和關斷時間，因此存在上下橋臂直通 短路的問題。直通短路的存在，容易使開關管發(fā)熱，嚴重時燒毀開關管，同時也增加了開關管的能量損耗，浪費了小車寶貴的能量。由于現(xiàn)在的許多集成驅動芯片內 部已經內置了死區(qū)保護（如LMD18200），這里主要介紹的是利用開關管等分立元件以及沒有死區(qū)保護的集成芯片制作驅動電路時增加死區(qū)的方法。 死區(qū)時間的問題，只有在正轉變?yōu)榉崔D的時候才存在，而在正轉啟動或反轉啟動的時候并沒有，因此不需要修正。如果開關 管的開通和關斷時間非常小，或者在硬件電路中增加延時環(huán)節(jié)，都可以降低開關管的損耗和發(fā)熱。當然，通過軟件避免直通短路是最好的辦法，它的操作簡單，控制 靈活。通過軟件實現(xiàn)死區(qū)時間，就是在突然換向的時候，插入一個延時的環(huán)節(jié)，待開關管關斷之后，再開通應該開通的開關管。圖2.1為利用軟件修正死區(qū)時間的流程 圖，在開關管每次換向的時候，不立即進行方向的切換，而是先使開關管關斷一段時間，使其完全關斷后再換向打開另外的開關管。這個關斷時間由單片機軟件延時 實現(xiàn)。 圖4.7 4.4小結 以上主要分析了電機的全橋式驅動電路，這是直流電機調速使用最多的調速方法。目前市場上 有很多種電機驅動的集成電路，效率高，電路簡單，使用也比較廣泛，但是其驅動方法大多與全橋式驅動一樣。PWM控制方法配合橋式驅動電路，是目前直流電機 調速最普遍的方法。 第五章 單元電路的設計 5.1黑帶檢測方案選擇 方案一：采用發(fā)光二極管發(fā)光，用光敏二極管接收。 　　當發(fā)光二極管發(fā)出的可見光照射到黑帶時，光線被黑帶吸收，光敏二極管為檢測到信號，呈高阻抗，使輸出端為低電平。當發(fā)光二極管發(fā)出的可見光照射到地面時，它發(fā)出的可見光反射回來被光敏二極管檢測到，其阻抗迅速降低，此時輸出端為高電平。但是由于光敏二極管受環(huán)境中可見光影響較大，電路的穩(wěn)定性很差。 方案二：采用光敏電阻接受可見光檢測。 　　該電路采用T性網絡，可避免使用太大的反饋電阻，并且便于提高輸入阻抗。六組光敏電阻用于檢測可見光信號。但光敏電阻檢測到黑帶時，輸出端為低電平，但用光是電路輸出端顯示為高電平，信號返回給單片機，通過單片機控制前輪的轉向。但由于需要正負電源，同時光敏電阻易受環(huán)境影響，穩(wěn)定性也很差。 圖3 光敏電阻檢測黑帶 方案三：利用紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線，紅外線二極管進行接收。采用六組紅外光敏耦合三極管發(fā)射和接受紅外信號，外面可見光對接收信號的影響較小，再用射極輸出器對信號進行隔離。接收的紅外信號轉換為電壓信號經LM339進行比較，產生高電平或低電平返回給AT89S51。 　 LM339集成塊采用C-14型封裝，圖４為其外型及管腳排列圖。LM339類似于增益不可調的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。兩個輸入端一個稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點），另一端加一個待比較的信號電壓。當“+”端電壓高于“-”端時，輸出管截止，相當于輸出端開路。當 “-”端電壓高于“+”端時，輸出管飽和，相當于輸出端接低電位。兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉換到另一種狀態(tài)，把 LM339用在弱信號檢測等場合是比較理想的。LM339的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只上拉電阻。輸入信號Uin，即待比較電壓，它加到同相輸入端，在反相輸入端接一個參考電壓（門限電平）Ur。當輸入電壓 Uin>Ur時，輸出為高電平UOH。 　　本方案經濟實惠，易于實現(xiàn)，可靠性好，因此采用方案三。黑帶檢測電路圖如圖2.2所示。輸出信號進入LM339。穩(wěn)定性能得到提升。當小車低部的某邊紅外線收發(fā)對管遇到黑帶時輸入電平為低電平，反之為高電平。結合中斷查詢方式，通過程序控制小車往哪個方向行走。 　　 圖5.1　　LM339外型及管腳排列圖　 5.2傳感器選擇 實現(xiàn)機器人的視覺和接近覺功能有多種方式：1）可使用CCD攝像頭進行圖象采集和識別方法，但是不適用在小體積系統(tǒng)使用，并且還涉及圖象采集、圖象識別等領域。2）電容式接近傳感器，基于檢測對象表面靠近傳感元件時的電容變化。3）超聲波傳感器，根據波從發(fā)射到接收的傳播過程中所受到的影響來檢測物體的接近程度。4）紅外反射式光電傳感器，它包括一個可以發(fā)射紅外光的固態(tài)發(fā)光二極管和一個用作接收器的固態(tài)光敏二極管（或光敏三極管）。 根據使用場合的具體情況，傳感器要感知的對象是物體的有無和物體的接近程度，與精確的測距系統(tǒng)有相似之處，但又有不同，只要求判斷出簡單的閾值或提供遠、近分檔的距離。因此使用較簡單的接近傳感器實現(xiàn)小車尋跡和避障是有依據可循的并且是可行的。為了簡單起見，系統(tǒng)中使用了八個紅外反射式光電傳感器，其中三個用于尋跡，三個用于障礙判斷，兩個用于主動輪測速。 自單片機問世以來，的確給人們的生產，生活帶來很大方便，現(xiàn)如今的智能化時代，由單片機派生出的各類程序控制器也應接不暇。為此，我采用微型可編程控制器 PROG-110設計并制作了此自尋跡程控車。該實驗車是基于閉環(huán)控制原理設計制作的，它能夠檢測并且跟蹤已有的軌跡（指白色亮線），達到自動尋跡目的。產品還具有音樂、閃光、訊響等多種功能，是集機械、電子、編程和娛樂于一體的智能玩具車模。 5.3 紅外反射式光電傳感器特性與工作原理 反射式光電傳感器的光源有多種，常用的有紅外發(fā)光二極管，普通發(fā)光二極管，以及激光二極管，前兩種光源容易受到外界光源的干擾，而激光二極管發(fā)出的光的頻率較集中，傳感器只接收很窄的頻率范圍信號，不容易被干擾但價格較貴。理論上光電傳感器只要位于被測區(qū)域反射表面可受到光源照射同時又能被接收管接收到的范圍就能進行檢測，然而這是一種理想的結果。因為光的反射受到多種因素的影響，如反射表面的形狀、顏色、光潔度，日光、日光燈照射等不確定因素。如果直接用發(fā)射和接收管進行測量將因為干擾產生錯誤信號，采用對反射光強進行測量的方法可以提高系統(tǒng)的可靠性和準確性。紅外反射光強法的測量原理是將發(fā)射信號經調制后送紅外管發(fā)射，光敏管接收調制的紅外信號，原理如圖2.3 所示。 vout 發(fā) 射 反 4 射 接收電路 表 面 x/mm x 10 紅外發(fā)射接收原理 光強度相應曲線 圖5.2 反射光強度的輸出信號電壓Vout 是反射面與傳感器之間距離x的函數(shù)，設反射面物質為同種物質時，x與Vout 的響應曲線是非線性的，如圖2.3所示。設定輸出電壓達到某一閾值時作為目標，不同的目標距離閾值電壓是不同的。 5.4具體設計與實現(xiàn) 接近覺傳感器應用場合不同選擇不同，感覺的距離范圍不同，可從幾毫米到幾米。對于自動尋跡和小車輪子的測速傳感器，反射距離都在１cm左右，探測環(huán)境都在陰影之下，不易受到日光的干擾。因此，這兩種探測的傳感器都選用FS-359F反射紅外傳感器，048W型封裝。該封裝形狀規(guī)則，便于安裝。對于障礙物的檢測，可以使用超聲波傳感器，效果也較好，但電路系統(tǒng)龐大，還需占用大量MCU時間。 上文的激光傳感器雖然性能不錯，但價格較貴。從需要5—10cm垂直探測距離的要求來看，普通的紅外反射式傳感器又很難勝任。在對６個型號的傳感器測試后，選用了價格、性能基本適合的043W封裝的反射紅外傳感器。在使用約40ｍA的發(fā)射電流，沒有強烈日光干擾（在有日光燈的房間里）探測距離能達８cm，完全能滿足探測距離要求。紅外傳感器的電路有多種形式，在這