一種高可靠的紅外光循跡小車(chē)電路設計

3.2 紅外光發(fā)射控制電路設計

小車(chē)紅外光循跡電路采用8路已經(jīng)可以滿(mǎn)足較復雜競賽的要求。按照設計原則2.6，矩形脈沖最好不要同時(shí)驅動(dòng)光發(fā)射電路，需要一路一路輪流發(fā)送并保持一段時(shí)間。

采用兩個(gè)74HC4081 四與門(mén)控制脈沖信號傳送給ULN2803八反向OC驅動(dòng)器驅動(dòng)紅外發(fā)光二極管，每一路可輸出500 mA.74HC4081 與門(mén)的另一個(gè)輸入端接MCU控制選通。如圖6所示。

圖6 控制脈沖驅動(dòng)發(fā)光二極管

紅外發(fā)射接收采用一體化封裝的TCRT5000對管，電流傳輸系數》20%，發(fā)射管最大持續允許電流IF 為60 mA，脈沖電流在1 μs/1%占空比時(shí)允許3 A.脈沖信號經(jīng)紅外發(fā)光管發(fā)射后，經(jīng)地面反射，送到光敏三極管從發(fā)射極輸出。如果地面為白色，絕大部分信號(脈沖)都能傳遞給光敏三極管;如果地面為黑色，光線(xiàn)被吸收，則幾乎沒(méi)有信號能傳遞給光敏三極管。

控制每一路持續工作的時(shí)間應保證讓紅外發(fā)光二極管發(fā)出10~20個(gè)脈沖，使后續解調器能可靠解調?？梢运愠鲅h(huán)一周共8路所需時(shí)間：

T=([ 1 38.5 kHz)×(10~20)]×8=2.08~4.16 ms.

3.3 放大器電路設計

由于有8個(gè)光發(fā)送接收對管，圖6中僅顯示出1路，如果只想用一個(gè)放大器和后續的一個(gè)脈沖頻率解調器，則需要模擬開(kāi)關(guān)來(lái)一一選通。為了和圖6共用選通信號，采用兩片74HC4066(也可以用一片74HC4051，但這時(shí)就不能共用74HC4081選通信號了，既浪費了MCU的IO口，編程也較為復雜些)。

按2.5節所述要采用交流放大器的原則，這里采用零漂移雙運算放大器AD8552，一個(gè)單元接成反向比例運算電路，另一個(gè)單元實(shí)現輸出中點(diǎn)電位給放大電路作參考“地”。電路如圖7所示?？赏ㄟ^(guò)反饋電阻調整其放大倍數。

3.4 信號解調

信號解調采用標準38.5 kHz解調器CXA20106，裝置中增益控制和中心頻率控制用的電容器盡量采用精密低損耗無(wú)極性電容器，最好采用CBB 電容器。電路結構圖如圖8所示。