普通的無線遙控車大家都很熟悉，任天堂的電玩wii大家也都覺得很神奇。熟悉的不好玩，神奇的又玩不起，可能是很多人遇到的共同問題。本設(shè)計(jì)從全新的思維角度出發(fā)，制作一個日常生活可以玩的智能小車，以饗有共同愛好的讀者。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

智能小車系統(tǒng)原理是，將三維坐標(biāo)傳感器安裝在小車上，小車即具有智能感知功能，就會隨著目標(biāo)物的前后左右移動而跟著移動。系統(tǒng)主要有3個組件：一為三維坐標(biāo)光感傳感器（etoms-et21x111）,用于采集目標(biāo)物的移動坐標(biāo)，該傳感器使用非常簡單；二為mcu（emc-em78p156），讀取傳感器數(shù)據(jù)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動，em78p156是市面上常見的mcu，使用簡單，價格便宜；三是馬達(dá)，馬達(dá)選用普通直流馬達(dá)即可，采用pwm控制。系統(tǒng)整體框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體框架

該設(shè)計(jì)的整體功能簡單概括起來就是：讓小車能夠跟著人（或是目標(biāo)物）走。分開來講需要實(shí)現(xiàn)以下3個小功能：傳感器能夠正確讀取x、y、z的坐標(biāo)值，這是首要條件。mcu能夠正確判斷x、z坐標(biāo)值的大小變化，這是關(guān)鍵�？赡苡腥藭幸蓡�，為什么不判斷y坐標(biāo)變化呢？那是因?yàn)樾≤嚥荒苌舷绿S（上下方為y軸）。mcu根據(jù)坐標(biāo)值的大小變化控制馬達(dá)轉(zhuǎn)向及馬達(dá)pwm的時間，這是結(jié)果。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 傳感器周邊電路設(shè)計(jì)

etoms-et21x111是一款高性能具有x、y、z坐標(biāo)資料輸出功能的光感傳感器。具有如下特點(diǎn)：高速資料輸出，每秒鐘輸出坐標(biāo)資料高達(dá)75frame；低電壓工作，電壓范圍2.7～3.5v；采用標(biāo)準(zhǔn)rs232串行資料輸出格式輸出坐標(biāo)值；使用外部晶振，范圍0.5～12mhz，通常采用3.58mhz；具有可控制曝光接口eo4～eo7。

eo4～eo7這四個接口是用于曝光控制的，既可以用軟件進(jìn)行控制，也可以用硬件的方式進(jìn)行控制。根據(jù)自己的需要選擇合適的即可。本設(shè)計(jì)采用硬件的方式將這四個接口全部置為高電平。

傳感器周邊詳細(xì)的接口電路如圖2所示，從圖2中可知eo4～eo7為高，這是曝光設(shè)置為硬件拉高，也可以在軟件中設(shè)置。ic正常工作時，坐標(biāo)數(shù)據(jù)由rs232端口輸出。注意圖2中的4個led為紅外led。ic工作電壓是3.3v，系統(tǒng)采用5v供電。ic采用3.58mhz外接晶振，上電自動復(fù)位后即可正常工作。

圖2 傳感器接口電路

2 mcu接口電路設(shè)計(jì)

mcu周邊控制電路詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖3所示。圖3中l(wèi)、l+控制左邊路馬達(dá)pwm，r、r+控制右路馬達(dá)pwm。rs232接收傳感器坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入。ic工作于3.3v電壓，上電后自動復(fù)位。系統(tǒng)時鐘采用4mhz外接晶振。

圖3 mcu接口電路

3 左路馬達(dá)控制電路

左路馬達(dá)控制電路如圖4所示。右路馬達(dá)控制電路同左路的一樣，圖中q3、q4采用pnp管，l和l+不可同時為low，以免造成短路。

圖4 左路馬達(dá)控制電路

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行初始化，對emc78p156的寄存器進(jìn)行設(shè)置，使能中斷標(biāo)志寄存器，等待中斷。圖5是主程序流程圖。

圖5 主程序流程圖

中斷產(chǎn)生時進(jìn)入中斷處理子程序，首先要關(guān)閉中斷標(biāo)志且保護(hù)好現(xiàn)場，然后讀取并解析xyz坐標(biāo)值，分成以下幾種情況。

（1）判斷x軸變化，如果x值在大于14小于等于17時，馬達(dá)不左右轉(zhuǎn)動，然后再判斷z軸坐標(biāo)值的變化，如果z值也在大于14小于等于17時，馬達(dá)不前后轉(zhuǎn)動。

（2）如果x軸坐標(biāo)值大于17，判斷z軸坐標(biāo)，若z值大于17，則反轉(zhuǎn)右馬達(dá)，之后左右馬達(dá)后轉(zhuǎn)；若z值小于14，則正轉(zhuǎn)左馬達(dá)，之后左右馬達(dá)前轉(zhuǎn)；否則馬達(dá)不轉(zhuǎn)動。

（3）如果x軸坐標(biāo)值小于14，判斷z軸坐標(biāo)，若z值大于17，則反轉(zhuǎn)左馬達(dá)，之后左右馬達(dá)后轉(zhuǎn)；若z值小于14，則正轉(zhuǎn)右馬達(dá)，之后左右馬達(dá)前轉(zhuǎn)；否則馬達(dá)不轉(zhuǎn)動。

中斷處理子程序的流程如圖6所示。

圖6 中斷處理子程序流程

設(shè)計(jì)技巧

1 傳感器的設(shè)計(jì)技巧

et21x111對紅外線的光譜響應(yīng)最好，但自然光中含有大量的紅外線，所以強(qiáng)烈的自