专利名称：一种基于avr单片机的模型车用方向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到模型车智能化控制领域，尤其涉及一种基于AVR单片机的 模型车用方向控制装置。
背景技术：
随着近年来高集成度与高速数字技术的飞速发展，控制技术的进一步发 展和完善，再加上新的更先进的制造工艺的不断产生，从而使得模型车领域 发生了翻天覆地的变化。同时电子技术，信息技术在模型车方面的大量应用， 使得模型车在自动控制方面有了深远的进步，进一步推动了模型车的技术朝 着自动化，智能化的方向发展。要实现模型车的自动化及智能化，最重要的 就是要能控制模型车进行自动转向。虽然现在市场上的模型车琳琅满目，但 是大多数都是需要通过人工遥控的方法来达到方向控制的目的，极少数的模 型车可以自动控制转向，自足循迹，从而安全平稳的行驶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于AVR单片机的模型车用方向控制装置。 它能够解决模型车的方向控制问题，即通过AVR单片机来处理传感器单元采 集的信息，然后将处理后的转向控制信号传送给转向驱动电路。从而达到模 型车自足循迹，自动控制转向的目的。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现
4一种基于AVR单片机的模型车用方向控制装置，包括电动遥控模型车， 传感器单元，自动控制单元，H桥单元。其中传感器单元，自动控制单元，H 桥单元都安装在电动遥控模型车的车架上。另外传感器单元，H桥单元分别 与自动控制单元相连接，并全部用电动遥控模型车自动的5V电源进行供电。
所述电动遥控模型车，其具有设置在车架上的前轮舵机，后轮驱动电机。
所述传感器单元包括TCRT5000反射式红外光电传感器和运算放大器 LM324,其会实时主动采集道路路面信息，并对采集到的信息进行放大整形， 然后将整形后的道路路面信息传送到自动控制单元。
所述自动控制单元采用Atmel公司生产的AVR单片机ATMEGA16，其能实 时的接收传感器单元所传送过来的道路路面信息，并对这些信息进行快速准 确的处理，然后向转向驱动电路输出处理后的控制信号。
所述H桥单元为全桥电路，其能实时的接收自动控制单元所输出的控制信 号，然后根据控制信号来控制模型车的转向。
所述电动遥控模型车采用环奇塑料玩具有限公司生产的捷思达1:24仿比 例遥控模型车；
所述传感器单元采用最简单的"一 "字形排列方式。
本发明根据传感器单元所采集的道路路面信息，判断模型车是处于直道还 是弯道，从而控制模型车直行，左转或右转。这种控制方法具有制作方便， 电路简单，响应快速，控制准确，'成本低等特点。
图l为本发明的结构示意图。
图2为传感器单元的安装示意图。
图3为TCRT5000反射式红外光电传感器测量原理图.图4为全桥电路的电路原理图。 图5为自动控制单元的引脚接线原理图。
具体实施例方式
本发明采用环奇塑料玩具有限公司生产的捷思达1: 24仿比例遥控车，这 种遥控模型车能实现加速，减速，转向等功能。
自动控制单元采用Atmd公司生产的ATMEGA16单片机，其包含高性能、 低功耗的8位微处理器，先进的RISC结构，512字节的EEPR0M可擦写 10,000次，四通道PWM， 8路10位ADC.
参照
图1，传感器单元，H桥单元分别与自动控制单元相连接。电动遥 控模型车自带的5V电源分别给传感器单元，H桥单元和自动控制单元供电。
参照图2，传感器单元由7个TCRT5000反射式红外光电传感器组成， 它们不等距的并排安装成"一 "字形，其中传感器3和4以及4和5之间的 距离为20mm，传感器2和3以及5禾卩6之间的距离为25mm，传感器1和2 以及6和7之间的距离为27mm。另外传感器单元中还有三个可调的10K电 阻和两个LM324。 7个红外光电传感器和3个可调电阻分别与2个LM324 相连接。
参照图3，红外光电传感器的发射端的正负极2和1分别接+5V和地，接收 端的正极3接+5V，负极8与LM324的输入电压引脚6相连接;可调电阻的输出 端9与LM324的比较电压引脚5相连接，LM324的输出电压引脚7与单片机的 PD口相连接，正负极引脚4和ll分别接+5v和地。红外光电传感器的发射端会 持续不断的发射出红外线，当红外线遇到不同的反射表面时，接收端就能接 收到不同数量的反射回来的红外线。当道路路面的颜色为白色时，接收端接收到的红外线较多，则传感器内部的电阻就较小，输出的电压就较大。使得
LM324第6管脚的电压大于第5管脚的比较电压，经过放大整形后，第7管脚输 出低电平。反之，当道路路面的颜色为黑色时，第7管脚输出高电平。
参照图4， T1,T2为8050三极管，T3,T4，为9013三极管，T5,T6为8550三极 管，Tl的基极l，接收极2和发射极3分别与T3的发射极3， T5的发射极3，地 相连接；T2的基极l，接收极2和发射极3分别与T4的发射极3， T6的发射极3， 地相连接；T3的基极l，接收极2和发射极3分别与单片机的PB1口， T6的基极 1， Tl的基极l相连接；T4的基极l，接收极2和发射极3分别与单片机的PB3 口， T5的基极l， T2的基极l相连接；T5的基极l，接收极2和发射极3分别与 T4的接收极2， +5V， Tl的接收极2相连接；T6的基极l，接收极2和发射极3 分别与T3的接收极2， +5V， T2的接收极2相连接；直流电机的正极与T1的接 收极和T5的发射极相连接，负极与T2的接收极和T6的发射极相连接。当单片 机信号端PB3口输出高电平信号时，三极管T4、 T5、 T2导通，使得舵机中经 过的电流方向为从左到右。相反，当单片机信号端口PB1输出高电平信号时， 三极管T3、 Tl、 T6导通，使得舵机中经过的电流方向为从右到左。
参照图5，把单片机的10号管脚与电源正极相连，31号管脚与电源负极 相连，PD0-PD6端口分别接7个TCRT5000反射式红外光电传感，编号为卜7， PB1端口为舵机左转信号端，PB3为舵机右转信号端。结合图2，图3和图4， 当l， 2或者3号的传感器探测到黑色时，LM324的输出端分别向PD0， PD1 或者PD2管脚输入高电平，此时单片机控制PB1管脚输出高电平，舵机左转， 所以模型车就向左转向。当4号传感器探测到黑色时，LM324的输出端向PD3 管脚输入高电平，此时单片机控制PB1和PB2管脚输出低电平，舵机不转向；当5， 6或者7号的传感器探测到黑色时，LM324的输出端分别向PD4， PD5 或者PD6管脚输入高电平，此时单片机控制PB3管脚输出高电平，舵机右转， 所以模型车就向右转向。从而实现模型车的自动寻迹，根据道路路面信息自 动控制其转向。
权利要求
1、一种基于AVR单片机的模型车用方向控制装置，其特征在于，包括电动遥控模型车，传感器单元，自动控制单元，H桥单元，其中传感器单元，自动控制单元，H桥单元都安装在电动遥控模型车上，传感器单元，H桥单元分别与自动控制单元相连接，并全部用5V电源进行供电。
2、 根据权利要求1所述的基于AVR单片机的模型车用方向控制装置，其 特征在于，所述传感器单元包括TCRT5000反射式红外光电传感器和运算放大 器LM324，红外光电传感器发射端的正负极2和1分别接+5V和地，接收端的 正极3接+5V，负极8与LM324的输入电压引脚6相连接;可调电阻的输出端9与 LM324的比较电压引脚5相连接，LM324的输出电压引脚7与单片机的PD口相 连接，正负极引脚4和ll分别接+5v和地。
3、 根据权利要求1所述的基于AVR单片机的模型车用方向控制装置，其 特征在于，所述自动控制单元采用Atmel公司生产的AVR单片机ATMEGA16。
4、 根据权利要求1所述的基于AVR单片机的模型车用方向控制装置，其 特征在于，所述H桥单元为全桥电路，三极管T1的基极1，接收极2和发射极3 分别与T3的发射极3，三极管T5的发射极3，地相连接；三极管T2的基极1， 接收极2和发射极3分别与三极管T4的发射极3，三极管T6的发射极3，地相连 接；三极管T3的基极1，接收极2和发射极3分别与单片机的PB1口，三极管T6 的基极l，三极管T1的基极1相连接；三极管T4的基极1，接收极2和发射极3 分别与单片机的PB3口，三极管T5的基极1，三极管T2的基极1相连接；三极 管T5的基极1，接收极2和发射极3分别与T4的接收极2， +5V， Tl的接收极2 相连接；三极管T6的基极1，接收极2和发射极3分别与三极管T3的接收极2，+5V， T2的接收极2相连接；直流电机的正极与三极管T1的接收极和三极管 T5的发射极相连接，负极与三极管T2的接收极和三极管T6的发射极相连接。
5、根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机的模型车用方向控制装置， 其特征在于，T1,T2为8050三极管，T3，T4,为9013三极管，T5,T6为8550三极管。
全文摘要
本发明公开了一种基于AVR单片机的模型车用方向控制装置，该装置包括电动遥控模型车，传感器单元，自动控制单元，H桥单元，其中传感器单元，自动控制单元，H桥单元都安装在电动遥控模型车上，传感器单元，H桥单元分别与自动控制单元相连接，并全部用5V电源进行供电。本发明具有制作方便，电路简单，响应快速，控制准确，成本低等特点。
文档编号A63H17/395GK101584940SQ200910022948
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月16日 优先权日2009年6月16日
发明者雷 吉, 吴初娜, 吴海伟, 张伟方, 晏国强, 李山虎, 娜 甄, 毅 韩 申请人:长安大学