基于單片機的智能玩具電動車的設計與實現

許展鵬

摘 要 當前，玩具中的電動車系列大多數都是以直線進行行駛的，部分電動車是以遙控形式完成前進、后退、轉彎等功能，只有極個別的系列可以實現檢測障礙、顯示電動車自身狀態等功能。本文研究的重點是基于單片機為核心系統的智能玩具電動車的主要軟件設計，將當前一般級別的玩具電動車作為基礎模板，增加核心零件器械，實現自動躲避路障、自動調節速度以及語音操控等能力。

關鍵詞 單片機 智能 玩具電動車

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A

0前言

隨著當今社會科技日益發展，融入人類生活的電子產品越來越多，占據了當前電子市場的極大份額。在玩具行業中，將電子技術融入玩具內，使玩具逐漸走向智能化，變為全新的電子類產品，這也成為了國際上玩具產業的重要發展目標。據權威數據顯示：二零一二年，智能化玩具的銷售金額達二百四八億美元，智能玩具的收益是十分巨大的，原因在于智能玩具的開發基礎是在已有的電子終端技術上，然后再對傳統玩具進行改造，以付出的成本來說是極低的，這樣就使投資方獲得了極大利益。隨著智能化的提高，電子智能玩具在市場上具有極大的發展空間，因此，本文設計就是以此背景來進行研究的。

1單片機與智能電動車技術

單片機也被人稱為單片微型計算機，簡稱：SCM。主要組成部分為：CPU、ROM、RAM、定時器和輸入輸出通道組成，將這些功能集于一種微型芯片上，可以組成一種微型計算機。自一九七四年開始，由美國仙童半導體公司首次開發出第一款單片機機型以后，單片機技術獲得高速發展，各種型號、各種性能的單片機呈現出多樣化的特點。直到如今，單片機的發展經歷了四個階段：第一階段是在二十世紀七十年代，屬于單片機開發的初級階段，此時期最具有代表性的單片機是由因特爾公司開發的MCC-47型號。在這個時期制作的單片機技術采用的是傳統落后的制造手法。第二階段是二十世紀八十年代初期，是單片機開發的完善階段，以因特爾公司的MCC-50型號單片機為代表產品，此階段的單片機在原有的技術基礎上，進行全新的開發，使單片機的存儲空間增大。第三階段是二十世紀八十年代末，屬于單片機推陳出新階段，此階段首次推出了專用單片機技術。第四階段是在二十世紀九十年代初到如今，是單片機全面提升的階段。此階段的單片機開發出可以適合多種領域運行的型號，特性在于運算速度超快。單片機的特點使它成為了應用非常廣闊的電子技術產品，對各領域的技術改良起到了極大的作用。

伴隨傳感技術和計算機技術的發展，玩具電動車也逐漸走向智能化。智能電動車的系統包含了多種學科、多種領域的知識，它的系統已經成為了綜合性的系統，控制方式也發生了極大的變化，包含了單片機控制、光學感應控制、語言控制等多種方式，為玩具電動車的操控帶來了自動化的發展。

2智能玩具電動車電路設計

2.1主控制電路設計

使用高性能的單片機，具有的主要優勢在于可以進行非易失性存儲數據功能，它的主要指令控制可以和多種系統兼容。將玩具電動車的移動性能轉為數據存入單片機存儲器中，由于單片機中具有ROM和ECROM，可以構造出最小的單片機系統。但是小型單片機系統只能控制較小的單元，主要原因是受到集成的影響。采用復位電路可以使電動車獲得連接電自動復位和按鍵手動復位，復位電路中的電阻等是為保證出現因線路故障造成的錯誤連接時可以通過機器運轉周期進行復位而制定的。在這個系統中的核心部位就是單片機，用它來實現控制，玩具電動車只需要手動開啟和復位，其他的一切操作由單片機進行監測和運轉。

2.2信號監測設計

檢測技術是自動化檢測和轉換技術的總稱。主要是通過檢測系統采集數據，然后通過轉換技術進行運算的一種全新技術。檢測技術就好比人們的感覺系統，如果沒有檢測技術中的感應器就好比人沒有感覺器官，這就無法達到自動化功能，也不能實現智能操作。玩具電動車的信號檢測電路技術主要來源于對檢測技術的使用，玩具電動車在實現自動化行駛時，是離不開感應裝置的。

2.3驅動電路設計

電板驅動一般是采用H式驅動電路，通過單片機信號傳輸性能將指令傳送到電板驅動中，得以控制玩具電動車的速度。一般的驅動電路采用的都是四項六線式，以C597驅動芯片進行驅動，讓單片機通過I/O接口像C597芯片發送控制信號，從而實現玩具電動車的智能化。

3控制軟件的設計

3.1軟件的結構

軟件控制具有兩種類型：數據運算和遠程控制。數據運算具有標準制度的采集和計算等。而遠程控制主要是通過核心系統單片機對數據進行分析，從而指示玩具電動車的運作。在進行控制軟件設計時，會將控制劃分出多項小控制模塊。小控制模塊是為了達到一定程度而獨立的小程序區間。此系統是由主程序、避障程序、顯示程序等多個程序構成。此控制系統的設計主要獲得的性能是：可以使玩具電動車在無障礙時能進行自動運行，在玩具電動車遇到阻礙時可以根據阻礙控制電動車進行躲避操作，從而可以讓玩具電動車在遇到障礙時無人操作能順利行駛。

3.2避障程序

玩具電動車在行駛時，系統會通過檢測技術對前方進行實時掃描，由此來判定前方路徑情況，在無障礙時可以正常行駛，在有障礙時則玩具電動車停止運行，向其他方向轉換，以達到避開障礙繼續行駛的目的。在運行調整方面，可以通過語音來控制玩具電動車的操作。

4結語

本文對玩具電動車自動化控制系統的設計與實現進行了闡述，使玩具電動車可以達到智能化。利用多種電路的運轉，將玩具電動車在行駛時采集到的數據輸送到電動車核心系統——單片機中，再由單片機對收集到的數據進行分析和運算，然后將運算的結果傳送到電動車的其他硬件操控裝置，達到電動車不必手動操控也能實現自動行駛、自動躲避等智能化和自動化功能。

參考文獻

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