基于單片機的機械小車自動技術(shù)實訓(xùn)

南春巖

摘 要：在本文中機械小車主要以80C51單片機為控制核心，此芯片具有易用性和多功能性，在目前市場上受到廣大使用者的好評。此系統(tǒng)中首先通過使用傳感器對機械小車的位置、行車狀態(tài)進(jìn)行檢測，其次使用PWM脈寬調(diào)速系統(tǒng)對機械小車進(jìn)行速度調(diào)整，整個系統(tǒng)設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)相對簡單，系統(tǒng)的可靠性比較高，能夠完成對機械小車的控制功能。

關(guān)鍵詞：80C51單片機 傳感器 PWM

中圖分類號：TN710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（c）-0099-02

1 系統(tǒng)方案設(shè)計

1.1 檢測系統(tǒng)

（1）行車起始、終點及光線檢測。

在本文中通過反射式紅外線光電傳感器來進(jìn)行機械小車在行進(jìn)過程的起停，在機械小車的車底盤處放置一個紅外光電傳感器，當(dāng)機械小車通過白色跑道時，紅外發(fā)射管發(fā)出的光線經(jīng)過白色跑道反射后被接收管接受，這時會輸出高電平；相反，當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)出的光被終點黑色線吸收就不會將光線反射，導(dǎo)致接收管不能夠接收到反射光，輸出低電平，通過這樣的設(shè)置來完成機械小車的起停工作。

（2）行車距離檢測。

在本中采用紅外測距儀對機械小車的行車距離進(jìn)行檢測，紅外測距儀主要是由測距輪、遮光盤、紅外光電耦合器以及凹槽型支架組成，在測量的過程中選取單一的有效值作為測距輪的周長計數(shù)單位，與此同時將測距論安裝在機械小車的最前端中間位置，這樣的目的是為了提高機械小車的測距精度。

1.2 機械小車速度調(diào)整系統(tǒng)

在本文中通過雙極式H型脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）[1]變換器來完成機械小車的速度控制，在本文中選取PWM脈寬調(diào)速系統(tǒng)是源于此系統(tǒng)具有較高的開關(guān)頻率，通過與響應(yīng)比較快速的電機相互配合，系統(tǒng)能夠得到相對比較寬的頻帶，這樣的系統(tǒng)具有很好的響應(yīng)性能，與此同時具有很好的抗干擾能力。由于當(dāng)電子元器件處于開關(guān)狀態(tài)時，主電路的損耗非常小，這樣就使得整個系統(tǒng)具有很高的效率。通過PWM脈寬調(diào)速系統(tǒng)只是依靠電驅(qū)電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，與此同時獲得的此電流能夠達(dá)到連續(xù)，此系統(tǒng)運行很平穩(wěn)，調(diào)節(jié)的速度范圍相對較廣，能夠達(dá)到1∶10000左右。綜上所述的分析可以得出，在本文中所使用的機械小車調(diào)速系統(tǒng)能夠很好地完成對小車的速度檢測。

在本文中主要以80C51為核心板進(jìn)行機械小車的起停、行車測距、機械小車速度調(diào)整控制，整個系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)相對簡單，而且具有很好的安全可靠性，能夠完成對機械小車[2]的控制要求。

2 系統(tǒng)原理圖

本文中所使用的主控芯片是80C51芯片，此芯片在對機械小車進(jìn)行控制時具有一定的抗干擾[3]能力。小車的起停主要是由安裝在機械小車地盤上的紅外發(fā)射和接收裝置構(gòu)成，通過接與收的相互感應(yīng)使得主控芯片來完成機械小車的起停工作；機械小車的速度調(diào)整時通過PWM脈寬調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)小車的速度調(diào)整；機械小車的行車距離檢測是通過紅外測距儀來檢測完成，與此同時整個系統(tǒng)中還包括了小車形式時間、里程、速度的顯示模塊。整個系統(tǒng)設(shè)計的電路相對比較簡單，學(xué)生在時間中比較容易掌握，雖然系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但是此系統(tǒng)的可靠性比較高。系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。

3 結(jié)語

本文中所提及到的方法能夠?qū)崿F(xiàn)對機械電動車的運動狀態(tài)進(jìn)行實時控制，控制靈活、可靠、精度高，能夠滿足目前對于機械小車的控制要求，與此同時本文中所研究的智能小車控制對于考古、醫(yī)療器械等方面具有實際的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] Brenna Morris，F(xiàn)oiadelli Federica，Zaninelli Dario.New stability analysis for tuning PI controller of power converters in railway application[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，2011，58（2）：533-543.

[2] 汽車工業(yè)增長的新動力-智能汽車[J].汽車實用技術(shù)，2016（2）：5.

[3] 黃啟鋒，郭麗花，林有希，等.單片機控制系統(tǒng)軟件抗干擾方法的研究[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2016（2）：214-217.endprint