自动往返电动小汽车系统设计
目 录
自动往返行驶小汽车的设计 (摘要) …………………………………2
第一章 设计任务 ……………………………………………………4
第二章 系统原理框图 ………………………………………………7
第三章 主要电路设计 ………………………………………………12
第四章 系统软件设计 ………………………………………………15
结 束 语 ………………………………………………………………26
参考文献 ………………………………………………………………27
第一章 设计任务
设计任务
设计一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。跑道宽度0.5m，表面贴有白纸。
一、任务
设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。
跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。
二、要求
1．基本要求
（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。
（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。
（3）D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。
2．发挥部分
（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。
（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。
（3）其它特色与创新。
三、方案设计与论证
方案（1）：这是一种全模拟系统。利用脉冲或电容来控制系统内部的选通器。由此来实现对小汽车的速度控制，但此方案所需电路较为复杂，且对速度的控制精度也不高。其原理图如图1所示：
图1
方案（2）：采用96系列的单片机作为主控器件，虽然片子本身具有相应的技术功能，但96系列的外围器件要求的比较多，因此不仅相对的耗电量增大了，而且成本也随之提高。
图2
方案（3）：此方案使用MC-51系列中89C51做主控器件，此芯片内部具有4k的EPROM，所以程序较少的情况下，不用再外扩程序存储器，从而使其外围电路相对简单，也大大降低了外围电路的耗电量，以满足小汽车供电系统的节能需求。由采集电路将光电信号转换成电信号，89C51对其进行计数以实现对小汽车的行驶速度、距离等的统计功能。由采集电路转换得到的电信号比较微弱，无法满足CPU的识别要求，我们采用了电压比较器对信号进行放大。原理框图如图3所示：
图3
综上所述，第三种方案与前两种方案相比：电路简单、耗电量少。故我们采用了第三种方案。797