赵伟光ZHAOWei-guang
（山东省济宁市技师学院，济宁272000）
（JiningTechnicianCollegeofShandongProvince，Jining272000，China）
摘要：本设计利用凌阳SPCE061A单片机控制四相步进电机，完成智能小车前轮的连杆传动，带动前轮转向；并通过单片机控制功率放大电路，带动后轮共轴直流电机，完成正转倒转功能；其间的各种行进控制用语音识别来完成，包括前进，后退，停止，左转，右转。在智能车的前端装有两个光线传感器，可以通过对左右光线的变化识别是否将要碰撞前方障碍物，进而反馈到单片机进行转向控制，完成躲避障碍物的功能。
Abstract:ThisdesignusesSunplusSPCE061Amicrocontrollertocontrolfour-phasesteppermotor,completetheroddriveofsmartcarfrontwheel,thendrivefrontwheelsteering;throughmicrocontrollertocontrolpoweramplifiercircuit,driverearwheelshaftoftheDCmotor,completeforwardrewindfunction;thevarioustravelingcontrolareaccomplishedbyvoicerecognition,includingforward,backward,stop,turnleft,turnright.Infrontofthecarisequippedwithtwointelligentlightsensor,whichcanidentifywhetherwillcollideanobstacleinfrontthroughthechangesofleftandrightlights,andthenfedbacktothemicrocontrollerforsteeringcontrol,completethefunctionofavoidingobstacles.
关键词：SPCE061A单片机；步进电机；语音小车
Keywords:SPCE061Amicrocontroller；steppermotor；voicecar
中图分类号：F407.6文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）14-0040-02
引言
随着电子工业的蓬勃发展，各种电子产品和智能设备层出不穷，在人工智能的领域里单片机的应用有着不可忽视的作用，其硬件结构与计算机软件的完美结合，使嵌入式开发得以实现，C语言和汇编语言的相互配合使得软硬件的开发有了更深层次的理念。单片机以其良好的嵌入性能，结构的简易，及低廉的价格在电子市场上占有一席之地。
对于智能小车的开发和应用早已成为一项多层次多角度的启发性科研课题，其可以完成的任务有很多，大则航空登月的探索采集任务，小则完成寻迹智能声控等工程及娱乐任务。
1硬件部分
步进电机作为脉冲电流驱动的伺服执行元件，通常情况需要环形脉冲分配器的控制，每输入一个控制脉冲，就改变一次电机绕组的通电状态。以三相步进电机为例，在三相六拍控制方式下，A、B、C三相的通电状态转换为：A—AB—B—BC—C—CA—A……，其波形如图1所示。
如图1所示，是理想的波形，电流上升过程中，绕组电流从0能迅速上升到额定电流，对于下降的过程来说，则能从额定电流迅速下降到0，但是实际情况并非如此。通过公式（1）描述其电流上升过程，通过公式（2）描述电流的下降过程：
1.1传统的驱动方式对于传统的驱动方式来说，通常情况下包括：单电源电阻限流驱动方式和线性恒流驱动方式等。一相单电源电阻限流驱动方式的原理和线性恒流方式一相主回路原理分别如图2中a、b所示。
1.2PWM恒流控制PWM恒流控制方式针对线性恒流方式的缺点作了改进。其原理框图如图3所示。
主控制管使用功率场效应管，通过1个PWM控制器进行控制。绕组电流上升率基本相同，由于PWM方式的功耗小，它可以取更高的峰值电流，因此可以做到t1<t2。
1.3功率放大电路由于单片机的输出端功率远远不够，带不动直流电机，所以只能做使能端，做电机的控制引脚。L293就是典型的功率放大芯片，由两个输入端的正反相高低电平作为输入，分别控制直流电机的正转和反转，而两个输出端直接接在电机的两个引脚上，实现功率放大的功能。本设计就是利用L293功率放大芯片，放大功率，以完成单片机对直流电机的控制。
1.4电源电路本设计电源采用集成7805稳压电路，1脚接12伏电压并需要10欧电阻分压，且电阻两端分别需要两个并联电容100uf和0.1uf做瞬时电流缓冲电容；2脚接地；3脚输出5伏电压，且同理也要接两个并联电容100uf和0.1uf做瞬时电流缓冲电容，如此设计，图4即为7805稳压电路设计原理图。
2软件部分
本设计的关键就是利用1k时基中断的调用，编写一个可控频率和可控个数的脉冲，以此来控制步进电机的左转和右转的turn函数。再把turn函数加入语音识别中，完成声控小车转向；同理加入传感器程序，把turn函数作为判断到传感器的触发信号之后的动作函数，完成小车遇到障碍物的躲避功能。
3结束语
小车的机械连动部分还不是十分稳定，齿轮的咬合偶尔还会出现打滑的现象；轮子和轴的固定都是用手钻打孔，水平精度不是很高，连杆的传动轴也是手工打的孔，用螺丝固定作轴，摩擦力较大，还需要进一步调试和改进。
参考文献：
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