全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中的C題，要求設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心器件實(shí)現(xiàn)對行駛中的電動(dòng)模型汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制過程是利用反射式光電檢測器采集數(shù)據(jù)，通過軟件完成對電動(dòng)模型汽車在不同路段的行駛速度實(shí)時(shí)控制，用數(shù)碼管對指定行程和所用的時(shí)間進(jìn)行顯示，同時(shí)利用紅外數(shù)傳方式將在限速區(qū)、終點(diǎn)區(qū)和返回到起點(diǎn)區(qū)后的時(shí)間和距離數(shù)據(jù)向手持顯示裝置單向傳送。系統(tǒng)將鍵盤設(shè)在小汽車中對其速度的控制調(diào)整更加方便、更加精確。

方案論證

根據(jù)題目的基本要求，設(shè)計(jì)任務(wù)主要是完成電動(dòng)小汽車在規(guī)定行駛路線中的速度控制，根據(jù)不同的行駛路段采用變速行進(jìn)，對行程中的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理顯示。為了使汽車與固定點(diǎn)保持聯(lián)絡(luò)，本系統(tǒng)加裝了紅外數(shù)碼傳感器裝置，以實(shí)現(xiàn)對汽車的行駛過程定位。下面對系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行論證。

1．?dāng)?shù)據(jù)采集方案的選擇數(shù)據(jù)采集一般可采用以下幾種方案：(1)使用發(fā)光二極管和光敏三極管組合；(2)使用紅外發(fā)光二極管和接收管組合；(3)利用激光。

通過對比，在本設(shè)計(jì)中由于是近距離探測，我們采用方案二來完成數(shù)據(jù)的采集。由于紅外光的波長比可見光長，因此受可見光的影響較小。同時(shí)紅外系統(tǒng)還具有尺寸小、重量輕、能有效防止可見光波的干擾、對輔助裝置要求最少、對人眼無傷害等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然紅外光也有一定的缺點(diǎn)，如在潮濕的大氣、霧和云中傳播時(shí)會(huì)衰減，所以只適合于室內(nèi)通信。我們選用的反射式光電檢測器具有體積小、靈敏度高、線性好等特點(diǎn)，外圍電路及電路設(shè)計(jì)簡單、安裝方便、電源要求不高、性能穩(wěn)定可靠，用它作為近距離傳感器是較理想的選擇。

2．顯示裝置的選擇車載顯示我們采用了數(shù)碼管，對時(shí)間和路程通過按鍵選擇顯示內(nèi)容。

3．通信方式的選擇可用無線電或紅外光方式，無線電方式通信距離較遠(yuǎn)，但電路較復(fù)雜；而紅外光方式適合于近距離通信，電路較簡單。目前只考慮單向傳輸，所以我們選擇了紅外光作為載波來傳送信息。

4．電源供電及車載重量的選擇考慮電動(dòng)車馬力和車載重量及摩擦阻力等問題，電路器件應(yīng)從功耗小、體積小和重量輕三方面進(jìn)行選擇，所以電源采用6節(jié)5號電池組成9伏直流電源。

系統(tǒng)框圖及工作原理

上圖給出系統(tǒng)組成框圖，數(shù)據(jù)采集通過光電傳感器完成對不同標(biāo)志的檢測，并以電信號脈沖的形式送人單片機(jī)的INTO和Tl口。單片機(jī)對送來的信號進(jìn)行分析、運(yùn)算、處理，從Pl.1口輸出信號控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使電動(dòng)車的行駛速度得以調(diào)整；電動(dòng)車返回起點(diǎn)后，立即從單片機(jī)的串行通信口輸出數(shù)據(jù)顯示已行駛的距離和所用時(shí)間。另外，單片機(jī)從Pl.7口輸出數(shù)據(jù)通過紅外方式在指定位置向手持接收系統(tǒng)發(fā)送，手持接收系統(tǒng)也是由一單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣我們可以隨時(shí)知道電動(dòng)車運(yùn)行的時(shí)間和位置情況。鍵盤是便于在調(diào)試時(shí)參數(shù)的設(shè)置，使小車的速度和位置更精確。