光電傳感器在智能小車設計中的應用

沈芳

摘 要：本文簡要分析了電傳感器的結構及其工作的原理。并從光電傳感器的工作原理為基礎，對智能小車的運作加以設計，本文首先指出了光電傳感器在智能小車中的應用的相關部件，并對這些部件的作用加以簡單的介紹。此后光有對電傳感器在智能小車中的應用加以詳細的編程，分析其運作的程序。

關鍵詞：光電傳感器 智能小車 應用

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0207-01

在當今社會中，隨著科學技術的日新月異，單片機與光電傳感器接口程序的實際應用愈來愈普遍。光電傳感器作為傳感器的一張新形式具有，體積小、性能高、不觸碰被測物體，精準測量被測物體的運轉形式等優點。光電傳感器普遍應用于多費率電表、IC卡壓力表與電能轉換裝置轉速測量等諸多測量計數的工具。

1 光電傳感器概述

1.1 光電傳感器的結構分析

以光電器件作為程序元件的傳感器就是光電式傳感器。它能夠用于測量更替為光量轉換的其他非電量，如部件半徑、表面光滑度、更替、移動、振動、速度，以及被測物體的體積、工作途徑的認定等；也能夠用來測量直接引起光量轉換的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等。

光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等突出特點，因此在工業自動化裝置和機器人中獲得普遍應用。新的光電器件持續涌現，尤其是CCD圖像傳感器的出現，為光電傳感器的進一步應用開創了新的歷史紀元。光電傳感器一般由發送器、接收器和測量程序等三部分構成。

1.2 光電傳感器工作原理

依據光通量對光電部件的作用原理不同所設計的光學控制程序的形式是繁多復雜的，依照光學測控程序發出量性質能夠把測控程序分為兩種，即模擬式光電傳感器與開關式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測量物體更替成不斷轉換的光電流，它與被測量物體之間呈單值關系。模擬式光電傳感器依據被測量（測量目標物體）途徑能夠分為透射（吸收）式，漫反射式與遮光式（光線阻檔）三大種類。

透射式指的是被測物體放在光路程序中，恒光源射發的光能量穿過被測物，部份被吸收后，透射光投射到光電元件上；漫反射式指的是恒光源射發的光投然后由被測物體的表面反射到光電元件上；遮光式指的是當光源射發的光通量經被測物光遮其中的一部份，使投射到光電元件上的光通量更替，更替的幅度與被測物體在光路路徑相關。

光電傳感器是利用把光強度的轉換更替成電紅外線的轉換來落實驅動的。發送器對準目標投射光線，投射的光線普遍來源于半導體光源、吸光二極管還有紅外投射二極管。光線持續地投射，或更替脈沖寬度。接收器包括光電二極管、光電三極管、光電池等構成部件。在接收器的前端，配置了透鏡和光圈等光學元件。在其背部則是測量程序，它可以篩選出有效紅外線，并對該紅外線加以應用。

2 光電傳感器在智能小車中的設計與運用

2.1 光電傳感器在智能小車中的應用的相關部件

光電傳感器在智能小車中的應用程序主要包括單片機驅動、光電測量、電能轉換裝置運作以及表現運作等四部分構成部分。

單片機驅動程序的主要作用為：按照傳感器發出紅外線實施對應的動作，驅動電能轉換裝置運作程序使小汽車依據事先預設方向和速度運轉、運作測量工具測量智能小車的速度、運轉的長度以及運轉的時間。光電測量部分的主要作用為：測量出地面的測量紙和測量線，發出對應的脈沖紅外線，完成測量的作用。電能轉換裝置運作程序的主要作用為：擴大源于單片機驅動部分的紅外線，運作電能轉換裝置做正反轉運轉。

2.2 光電傳感器在智能小車中的應用編程

在實際應用時，當上電后該程序處于靜候狀態，當光電傳感器測量到地面上第一條測量線時，智能小車開始運轉。使用中斷方式界定小汽車到達黑線的位置并驅動小汽車的運行形式。在實際運行中，電能轉換裝置轉動時對進入單片機的高電平有干擾，即在測量到黑色測量線時，受到噪音的影響，產生了許多雜波，產生測量到了白色測量線的錯覺，導致電能轉換裝置不能正常的工作，使用軟件推后的途徑，測量到黑色測量線以后，推后一段時間，再測量有效的白線，電能轉換裝置運作對應的動作，解決了以上問題。

各程序說明如下。

主程序：主要負責落實初始化任務，設定智能小車的啟動運轉形式以及調用顯示子程序等。

初始化程序：主要完成各個單元清零以及設置定時器T1、外中斷0、外中斷1等。

外中斷0：主要落實按照光電測量器測量到的小汽車的位置驅動小汽車的運行。

SUB1：慢車子程序。實施程序時，先使電能轉換裝置反轉約180 ms，使其停止運作，然后將放大器的供電電壓降低，使電能轉換裝置慢速運轉。

SUB1：快車子程序。實施程序時，供高電壓給電能轉換裝置電源，使小汽車快速運轉。

SUB1：停車子程序。實施程序時，先使電能轉換裝置反轉約，使其剎車，然后關掉電能轉換裝置電源，再推后10 s，運作初始化，實施倒車運轉。

推遲子程序：旨在進一步增強光電測量器的測量精準度，杜絕擾亂，以及進一步改善LED的顯示成效，均調用了推遲子程序。

顯示子程序：用動態掃描的途徑運作顯示，使用一片MAX7219運作8片LED。運轉的長度用前四位顯現，運轉的總時間用后四位顯現，其中前兩位以分為顯現的時間單位，后兩位以秒為顯現的時間單位。

3 結語

本程序的設計以光電傳感器工作原理為基礎，用單片機控制程序落實了智能小車的驅動，并能很便捷地表現出智能小車的速度、運轉長度和運轉時間。實際實驗結果證明，該程序性能高，軟件編程比較靈活，具有一定的實用性。

本文所采用的程序設計只是一種簡單的形式，相信在未來的幾十年里光電傳感器的應用會越來越廣泛。

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