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微控制器控制全地形车。无线电电子电气工程百科全书

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广泛的功能、相对容易的编程和低成本使得单芯片微控制器对业余无线电创意具有吸引力。该装置是作为无线电工程界的视觉辅助工具而开发的，目的是使年轻无线电爱好者更容易学习微控制器，并使这项学习直观、生动、有趣。

该产品以大型机电玩具为原型——由两台电动机驱动的履带式太空全地形车。它由可用的国产单片机KR1878BE1控制。该程序提供一系列顺序操作，自动引导机器到达光源并接近光源。所有动作都伴随着相应的语音信息，记录在华邦电子的专用芯片 Chipcorder 的内存中，读者已经很熟悉了。

下面描述的装置的工作原理如下。接通电源后，控制LED闪烁两次，表明单片机工作正常。然后，在 20 秒内，机器会告诉您它的创建原因和创建者，以及它是由单片微控制器 KR1878BE1 控制的。此外，她报告了她的任务 - 找到光源并靠近它，然后确定前方方向的照度水平，向右转动约 10°，再次测量照度。如果向右转弯后变小，则应向左转同样的10°，如果增大，则再向右转弯，再次测量照度，依此类推。也就是说，汽车转弯向增加照度的方向转动，直至不停（同时稍微跳跃到最大照度的方向），然后向反方向转一圈。

结果，确定了第一个找到的最大照度的方向。之后，汽车开始接近目标 - 它会朝着目标移动一段时间。此外，该动作序列被执行指定的次数。所有操作均通过语音留言进行评论。程序的最后一步完成后，机器报告程序已完成。（机器的10°转是由相应电机的运行时间和笔者使用的机电玩具的履带速度决定的）。

该装置的控制部分原理图如图1所示。 1. 其基础是DD1878 KR1BE1微控制器[3-1]。切换方案是典型的。时钟频率由 ZG1 石英谐振器设置。 HLXNUMX LED 用于指示单片机已正常启动且程序正在运行。

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信号源是光电二极管VD2。在运放DA2.1的帮助下，其光电流被转换为电压。电阻器R13和电容器C9构成低通滤波器。运算放大器 DA2.2 上的跟随器确保其与 ADC DA4 的输入协调。使用集成齐纳二极管DA6和限流电阻器R34产生示例性电压。电阻器 R12 选择用于 VD2 光电二极管的特定副本，以便当照明接近最大值时，ADC 输入处的电压不会超过示例电压，即 2,5 V。

该器件使用带有串行接口的 10 位 ADC TLC1549CP。这允许微控制器仅使用三个信号线来控制和接收来自 ADC 的数据。 ADC 工作时序图如图 2 所示。 21. 应用 CS 信号后，先前转换结果的最高有效位出现在 DATA 输出处。要获得下一位，您需要向 ADC 的 I/O CLOCK 输入施加脉冲。通过其下降，下一位出现在 DATA 输出处，依此类推。同时，通过 I/O CLOCK 输入处的第三个脉冲的下降，开始对来自 ADC IN 输入的输入模拟信号进行采样。当输入 I/O CLOCK 的第十个脉冲下降时，前一次转换结果的输出结束，新的转换开始。必须对 CS 输入施加高电平。 10 µs 或更长时间后，可以施加 CS 信号并可以读出转换结果。一般算法如下：首先从ADC中“推送”上一次转换中不必要的21位，然后等待至少XNUMXμs，然后读取当前转换的结果。

电动机M1和M2的电源电压通过晶体管VT1和VT2上的按键提供。当微控制器 PA2 和 TIME 的输出端出现高电平电压时，晶体管 VT1 和 VT2 打开，电动机开始旋转轨道。在该实施例中，产品可以通过制动其中一个轨道来向前移动和转向。如果需要通过反转轨道来保证倒车或转向，那么从三行（本例中还使用PA4端口）到八个按键应该有八个晶体管和一个额外的转码器芯片。笔者组装并测试了这样一种开关，但实践证明，可以不用倒档，并且电机控制装置也大大简化。

该装置的其余单元被设计用于使产品发声，它们的排除不会影响控制部分的操作。 ISD3系列[5-1400]的微电路DA4和DA6与[7]中描述的ISD4004系列的不同之处在于更短的记录时间（20秒）和更简单的接口，不需要微处理器控制。 DA3 和 DA5 芯片的包含内容与其使用文档中的描述相对应。建立时，所有短语音消息都记录在第一个中，一条长语音消息记录在第二个中。

移位寄存器DD2用于在其中累积八位地址，从该地址开始记录所需短语。在通过输出PB2开始搜索光源之前，微控制器向DA5发送信号以开始播放，并且它播放一条长消息。在指向和接近目标的过程中，微控制器通过DD2向DA3的地址输入输出所需乐句的开头地址，然后通过RVR输出发送开始播放乐句的信号。消息由基于 DA1 芯片的功率放大器放大。音量大小由微调电阻R1调节。完成指向并接近光源的指定步骤数后，模型停止。

PAO 和 PB4 引脚（A 点和 B 点）保留用于连接两个具有常闭触点的按钮（按钮的第二个引脚连接到设备的公共线）。在微控制器内部，连接到+5 V电源总线的电阻器以编程方式连接到这些引脚。当按钮触点闭合时，相应引脚的电压下降到0。如果您对这些输入处的电压降进行中断模式编程并添加中断处理例程，可以“教”汽车对障碍物做出反应。

表中给出了必须输入微控制器存储器的程序代码。 1.

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该设备通过电线由 5 V 电源供电，向前移动时（两个电机都运行）消耗约 0,5 A 的电流（取决于所使用的电机）。需要注意的是，在启动瞬间，消耗的电流要大得多。作者得到每个电机至少超过1,2A，电源电路存在干扰导致单片机重启。通过将电阻器 R2 和 R3 与电机串联可以消除这个问题。

该设备的大部分部件都安装在 125x65 mm 的面包板上（图 3）。

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对于微电路DA3和DA5，其上安装有28插座，对于DD1则安装有18插座。所有电阻器-MSC氧化电容器-K50-35或国外同类产品，其余-KM。您几乎可以使用任何光电二极管 VD2。对三种不同类型的光电二极管进行了测试，均获得了良好的结果。在这种情况下，电阻器R12的阻值从47kOhm变为820kOhm。如果使用白炽灯作为光源，则最好使用红外光电二极管，这样太阳光受到的影响会较小。可以使用 KS385A 代替集成齐纳二极管 LM2,5Z-6 (DA133)，将电阻器 R34 的阻值降低至 330 欧姆。更换 KT863A 晶体管（VT1、VT2）是不可取的（它们是根据两个参数选择的：高基极电流传输系数和低发射极-集电极饱和电压）。

录制语音信息时，将DD1微控制器从面板上取下，安装DA3芯片代替DA5，将必要的短语写入其中，然后将其放回原来的位置，DA5恢复原状。记录一条长消息。完成所有操作后，微控制器也安装到位。

发往代替 DA5 安装的芯片的消息记录如下。在第一次记录之前，使用开关 SA1，在输入 AO-A7 处设置地址 00h（所有 SA1 触点均处于闭合位置）。这将是芯片存储器中第一个声音片段的开始地址。然后在录制所需乐句的整个过程中按住 SB2（“REC”）按钮。松开按钮后，录音停止，片段末尾的代码自动记录在声音片段末尾微电路的存储器中。

不幸的是，无法确定末端的确切地址。因此，在SA1的帮助下，设置了大致对应于具有“短缺”的片段末尾的地址。这可以根据记录片段所需的时间以及地址和记录时间的对应表（以缩写形式-参见表2）来完成。

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对于ISD1420，将地址更改为01h对应0,125秒的时间段。 “找到目标”等短消息持续约 1,5 秒。设置好地址后，短按播放键SB1（“PLAT”），如果输入的地址小于片段末尾的地址，则将听到片段末尾的一段，并且HL2 LED结束时会短暂闪烁，如果地址较大，则会有较长时间的静默，然后HL2 LED闪烁，表示播放已到达芯片内存的末尾。这样，消息结束的地址就被确定了。前一个消息结束后的地址将成为下一个消息开始的地址。应仔细记录消息开始的所有地址，因为它们需要被包含在程序中，而不是作者获得的并对应于他所说的短语的持续时间。

如果语音消息的音量不够，可以增大电阻R1的阻值或使用其他差分输入的放大器。电容C6的电容可以减小到0,1uF，这样可以加快单片机的启动速度。在电机控制模块中，可能需要将电阻器R4和R5的阻值减小至270欧姆。

项目文件

文学

KR1878BE1 - 8 位 RISC 微控制器。 - OJSC Angstrem。
（KR1878BE1、编译器程序、编程器等的说明）。
Bogomolov D. 微控制器上的频率计。 - 电台，2000 年，第 10 期，p。 4 - 6。
.
- ISD1420 系列微电路的描述（文件 1400_1.pdf- 1400_3.pdf）。
- ISD1420 系列和类似微电路使用的各个方面的描述（文件 apin10.pdf - 电路示例，apin03.pdf - 时间和地址对应表，apin04.pdf - 常见问题，apin05.pdf - 关于微电路如何工作，apin06.pdf - 关于芯片的使用以及与 LM386 的协作，apin07.pdf - 关于寻址）。
Shitikov A. ISD4004-16M - 单芯片语音录音/再现系统。 - 收音机。 2002 年，第 2 期，第 19 页。 21 - 3；第 15 页，第 16 页。 XNUMX、XNUMX。

作者：N.Ostroukhov，苏尔古特，秋明州

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