陳 林

（湖北工業(yè)職業(yè)技術學院，十堰 442000）

0 引言

目前高職院校汽車電子技術專業(yè)開設了微機控制課程（如汽車單片機及車聯(lián)網(wǎng)技術）內容廣、深奧、入門難、技術性強。要求學生除了掌握電路理論知識外，還需要具備一定的繪制和設計硬件電路以及軟件編程的能力。設計四驅智能小車，用此作為載體，能很好的調動學生的積極性，提高學生的興趣及主動學習能力，真正讓學生做到學中做，做中學，理實相結合。

1 智能小車硬件設計

1.1 硬件系統(tǒng)整體設計

四驅智能小車選用STC15W4K48S4單片機作為主控芯片，該芯片參考資料多，便于無基礎的學生開發(fā)學習，降低設計難度。，采用RPR220紅外光電對管構成四路循跡，利用單片機的P1^0～P1^3雙向IO口對循跡信號進行檢測。利用P6^4 ～P6^7雙向IO口對電機進行控制。同時在硬件電路上還設計的有功能按鍵，便于調整電機的循跡速度。

1.2 循跡電路設計

四路循跡利用光電傳感器來檢測信號，信號經(jīng)過LM324四路電壓比較器來進行處理。LM324是低成本的四路運算放大器，具有真正的差分輸入。在單電源應用中，它們與標準運算放大器類型相比具有幾個明顯的優(yōu)勢。循跡時采用黑白對比，當傳感器在白線上時，電壓對比后，輸出高電平給主控芯片，循跡指示燈不亮；傳感器在黑線上時，電壓對比后，輸出低電平給主控芯片，循跡指示燈亮。

1.3 電機驅動電路設計

電機驅動芯片為L298N，將2個H-橋電路集成到一個芯片上，這樣可以同時控制2個電機。其中每個H橋可以提供2A的電流，功率部分的供電電壓范圍是2.5-48v，邏輯部分5v供電，接受5vTTL電平。通過單片機調整PWM占空比來控制電機的速度。獨立驅動電路如下圖：

2 智能小車循跡軟件設計

智能小車具有紅外循跡功能，利用C語言編程來完成軟件設計。其中STC15W4K48S4單片機的P1^0 ～P1^3雙向IO口對循跡信號進行檢測。P6^4 ～P6^7雙向IO口對電機進行控制，并通過改變PWM占空比來控制電機的速度。部分控制程序（PWM控制、循跡控制）如下：

void PWM7_2_Control（u16 PWM7num，u16 PWM2num）

{

//15位寄存器第一次翻轉計數(shù) 第一次翻轉是指從低電平翻轉到高電平的計時

P_SW2=0x80； //最高位置1才能訪問和 PWM 相關的特殊寄存器

PWM7T2H=PWM7num＞＞8；

PWM7T2L=PWM7num；

PWM2T2H=PWM2num＞＞8；

PWM2T2L=PWM2num；

P_SW2 &=～0x80 ； //最高位置0，關閉訪問和 PWM相關的特殊寄存器

}

/**小車循跡程序**/

void FollowLine（void）

{

switch（XunJi&0X0F）

{

case 0x0C：PWM7_2_Control（32，32）；MOTOR_GO_RIGHT ； break ；

case 0x0D：PWM7_2_Control（32，32）；MOTOR_GO_RIGHT ； break ；

case 0x0E：PWM7_2_Control（32，32）；MOTOR_GO_RIGHT ； break ；

case 0x03：PWM7_2_Control（32，32）；MOTOR_GO_LEFT ； break ；

case 0x07：PWM7_2_Control（32，32）；MOTOR_GO_LEFT ； break ；

case 0x0B：PWM7_2_Control（32，32）；MOTOR_GO_LEFT ； break ；

case 0x00：MOTOR_GO_STOP ；break；

case 0x0F：

{PWM7_2_Control（26，26）；MOTOR_GO_FORWARD；break；}

default：PWM7_2_Control（26，26）；MOTOR_GO_FORWARD ； break ；

}

}

3 結束語

智能網(wǎng)聯(lián)汽車成為發(fā)展趨勢，對汽車的微機控制課程的學習刻不容緩。為了很好的入門及專研，必須在課堂教學中，理論結合實際，學以致用。四驅智能小車循跡的設計，將其運用于課程教學中，學生所學與汽車發(fā)展接軌。也可運用于專業(yè)競賽中，提升學生的能力。