光电传感器在智能小车设计中的应用

沈芳

摘 要：本文简要分析了电传感器的结构及其工作的原理。并从光电传感器的工作原理为基础，对智能小车的运作加以设计，本文首先指出了光电传感器在智能小车中的应用的相关部件，并对这些部件的作用加以简单的介绍。此后光有对电传感器在智能小车中的应用加以详细的编程，分析其运作的程序。

关键词：光电传感器 智能小车 应用

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0207-01

在当今社会中，随着科学技术的日新月异，单片机与光电传感器接口程序的实际应用愈来愈普遍。光电传感器作为传感器的一张新形式具有，体积小、性能高、不触碰被测物体，精准测量被测物体的运转形式等优点。光电传感器普遍应用于多费率电表、IC卡压力表与电能转换装置转速测量等诸多测量计数的工具。

1 光电传感器概述

1.1 光电传感器的结构分析

以光电器件作为程序元件的传感器就是光电式传感器。它能够用于测量更替为光量转换的其他非电量，如部件半径、表面光滑度、更替、移动、振动、速度，以及被测物体的体积、工作途径的认定等；也能够用来测量直接引起光量转换的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等。

光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等突出特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得普遍应用。新的光电器件持续涌现，尤其是CCD图像传感器的出现，为光电传感器的进一步应用开创了新的历史纪元。光电传感器一般由发送器、接收器和测量程序等三部分构成。

1.2 光电传感器工作原理

依据光通量对光电部件的作用原理不同所设计的光学控制程序的形式是繁多复杂的，依照光学测控程序发出量性质能够把测控程序分为两种，即模拟式光电传感器与开关式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量物体更替成不断转换的光电流，它与被测量物体之间呈单值关系。模拟式光电传感器依据被测量（测量目标物体）途径能够分为透射（吸收）式，漫反射式与遮光式（光线阻档）三大种类。

透射式指的是被测物体放在光路程序中，恒光源射发的光能量穿过被测物，部份被吸收后，透射光投射到光电元件上；漫反射式指的是恒光源射发的光投然后由被测物体的表面反射到光电元件上；遮光式指的是当光源射发的光通量经被测物光遮其中的一部份，使投射到光电元件上的光通量更替，更替的幅度与被测物体在光路路径相关。

光电传感器是利用把光强度的转换更替成电红外线的转换来落实驱动的。发送器对准目标投射光线，投射的光线普遍来源于半导体光源、吸光二极管还有红外投射二极管。光线持续地投射，或更替脉冲宽度。接收器包括光电二极管、光电三极管、光电池等构成部件。在接收器的前端，配置了透镜和光圈等光学元件。在其背部则是测量程序，它可以筛选出有效红外线，并对该红外线加以应用。

2 光电传感器在智能小车中的设计与运用

2.1 光电传感器在智能小车中的应用的相关部件

光电传感器在智能小车中的应用程序主要包括单片机驱动、光电测量、电能转换装置运作以及表现运作等四部分构成部分。

单片机驱动程序的主要作用为：按照传感器发出红外线实施对应的动作，驱动电能转换装置运作程序使小汽车依据事先预设方向和速度运转、运作测量工具测量智能小车的速度、运转的长度以及运转的时间。光电测量部分的主要作用为：测量出地面的测量纸和测量线，发出对应的脉冲红外线，完成测量的作用。电能转换装置运作程序的主要作用为：扩大源于单片机驱动部分的红外线，运作电能转换装置做正反转运转。

2.2 光电传感器在智能小车中的应用编程

在实际应用时，当上电后该程序处于静候状态，当光电传感器测量到地面上第一条测量线时，智能小车开始运转。使用中断方式界定小汽车到达黑线的位置并驱动小汽车的运行形式。在实际运行中，电能转换装置转动时对进入单片机的高电平有干扰，即在测量到黑色测量线时，受到噪音的影响，产生了许多杂波，产生测量到了白色测量线的错觉，导致电能转换装置不能正常的工作，使用软件推后的途径，测量到黑色测量线以后，推后一段时间，再测量有效的白线，电能转换装置运作对应的动作，解决了以上问题。

各程序说明如下。

主程序：主要负责落实初始化任务，设定智能小车的启动运转形式以及调用显示子程序等。

初始化程序：主要完成各个单元清零以及设置定时器T1、外中断0、外中断1等。

外中断0：主要落实按照光电测量器测量到的小汽车的位置驱动小汽车的运行。

SUB1：慢车子程序。实施程序时，先使电能转换装置反转约180 ms，使其停止运作，然后将放大器的供电电压降低，使电能转换装置慢速运转。

SUB1：快车子程序。实施程序时，供高电压给电能转换装置电源，使小汽车快速运转。

SUB1：停车子程序。实施程序时，先使电能转换装置反转约，使其刹车，然后关掉电能转换装置电源，再推后10 s，运作初始化，实施倒车运转。

推迟子程序：旨在进一步增强光电测量器的测量精准度，杜绝扰乱，以及进一步改善LED的显示成效，均调用了推迟子程序。

显示子程序：用动态扫描的途径运作显示，使用一片MAX7219运作8片LED。运转的长度用前四位显现，运转的总时间用后四位显现，其中前两位以分为显现的时间单位，后两位以秒为显现的时间单位。

3 结语

本程序的设计以光电传感器工作原理为基础，用单片机控制程序落实了智能小车的驱动，并能很便捷地表现出智能小车的速度、运转长度和运转时间。实际实验结果证明，该程序性能高，软件编程比较灵活，具有一定的实用性。

本文所采用的程序设计只是一种简单的形式，相信在未来的几十年里光电传感器的应用会越来越广泛。

参考文献

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