智能化自循迹程控车模
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1．硬件结构
(1)方框图(见图1)
说明：检测单元将信号送往中央处理器，以决定左转或右转，同时计数器开始计数循环检测，CPU将分析得到的信息送往发送单元。接收单元接收到信息后驱动伺服电路工作。闪光电路独立工作。当有奏乐信号送往CPU时，CPU发出指令执行相应的动作。此外，检测单元还负责判断电路是否满足讯响条件，满足时即发出讯响报警。
(2)单元电路
该电路核心是555时基模块，与其外围元件构成反相施密特触发器。用来检测左方轨迹线路，反相施密特特性如图2所示。当VD2接收到VD1的反射光时，电阻减小，6脚变为低电平，555电路工作状态翻转，3脚输出高电平，送往PLC的p1和p2口，并同时把信号传给讯响电路。
右转检测电路原理同上。
图3为PLC器件的外部总线，p1-p6为普通I／O口，p7口为音乐输出口。PLC核心部分是美国ATMEL公司生产的AT89C2051单片机，配以AT89C2051的EEPROM用户存储器。能存储2K大小的用户程序。具有掉电保护功能，可脱机编程使用，用两位数码管做编程显示。CPU主频12MHz。指令简单，易学且功能强大。由于PROG-110具备了计算机的全部要素，因此可称为可编程逻辑控制器(PLC)。
CPUAT89C2051单片机体积小，只有20个引脚，与MCS-51单片机完全兼容。它把MCS-51单片机的P0口和P2口简化掉，保留P1口和P3口，其他功能基本不变，是快速学习51系列单片机的得力工具。
PROG-110可编程控制器神通广大，它只有火柴盒大小，易学易用。它虽小却是一个功能强大的单片机系统，在其自身上可编程。不需要其他任何开发系统。它可以实现对各种设备，玩具等的控制，控制灯光。奏乐当然不在话下。为了减小体积，在一块小小的电路板上即可以编程。又可以进行控制，且编程时不需要借助任何其他设备，因此，PROG-110可编程控制器采用了特殊的编程和运行方式。这也是它区别于其他控制设备的主要特点之一。
普通可编程控制器一般应用于工业控制领域。它具有现场编程，现场调试，可靠性高的特点，通过输入不同的程序使它在不改变硬件的基础上能够控制各种不同类型的目标。但是美中不足的是它的价格太高(一般需几千元)，不从事电工工作就不那么容易学会，这样就妨碍了它在民用领域的应用。而这正是PROG-110所能做到的，它对于初学微控的人来说，实在是一件不可多得的学习和开发工具。
闪光电路如图4所示，图中VT，C，R组成无稳态多谐振荡器，振荡周期约为1s，独立工作，巧妙选用双色发光二极管，使车模具有迷你色彩。
图5为讯响电路，电路核心是LM358双路运算放大器，只使用其中一路(主要是利用手中现有元件)。使运放工作在开环状态，构成反相电压比较器，LED3和R7为比较器提供参考电压。当两个光电耦同时导通时，6脚电压低于5脚电压，7脚输出高电平，讯响器动作。
整机原理图如图6所示。图中上方的四个方块表示红外检测电路，分别检测左方和右方轨迹，与PROG-110共用三节干电池供电，中间四个光电耦直接控制发射电路，如图下方所示。四个矩形方块分别为编码，发射，接收和解码电路，而后驱动伺服电路工作。以上电路与讯响电路共用四节干电池供电，两组电源相互隔离。
*注：由于参与实际调试，部分元件参数已改动。
开发板上还同时设计了显示电路(图中未画出)，即发光二极管显示电路，分别显示P1-P7口的工作状态。红色表示输入状态，绿色表示输出状态，这使各I／O口状态鲜明化。
由于采用可编程控制器，使该车有很大灵活性，将传感器置于车体别处。重新植入程序即具有其他功能。
另外，该车有两种状态，即寻迹和奏乐。普通状态下为寻迹状态，当按下SB2启动时，进入奏乐状态，使该车具有智能性和娱乐性的特点。
1．程序流程图(见图7)
2程序代码
03 如果p3口为0就下跳83步否则
执行下一步
00
83
95 鸣笛
20
08 下跳6步
06
51 p5口输出1
60 p6口输出0
08 下跳9步
09
01 如果p1口为0就下跳9步否则执
行下一步
00
09
07 上跳7步
07
61 p6口输出1
50 p5口输出O
08 下跳21步
21
02 如果p2口为O就下跳5步否则执
行下一步
00
05
07 上跳7步
07
51 p5口输出1
61 p6口输出1
30 p3口输出0
70 延时
00
00
31 p3口输出1
70 延时
00
00
92 鸣笛
02
07 上跳26步
26
30 p3口输出0
70 延时
00
00
12 计数满后下跳5步否则循环
30
05
07 上跳35步
35
51 p5口输出1
61 p6口输出1
31 p3口输出1
75 延时
00
00
92 鸣笛
02
40 p4口输出0
70 延时
OO
00
41 p4口输出1
70 延时
00
00
12 计数满后下跳5步否则循环
05
05
07 上跳13步
13
40 p4口输出0
73 延时
00
00
41 p4口输出1
94 鸣笛
03
99
06
94
03
99
20
00 返回
歌曲
75 延时
00
00
00 返回
*注：歌曲程序代码略
整个制作过程全部手工焊接而成，车身长约20cm，宽约150m，高约10cm。由于设置为纠偏检测，因此具有闭环系统特征，从制作效果上看，能够较好地反映闭环控制原理。
操作时，先做好轨迹(可用白纸在黑胶皮上制作)，然后将车模放于其附近。打开电源时。电路开始检测p3口状态，当确认为低电平(即已按下SB2)时，车模演奏一曲欢乐颂，然后返回初始状态。反之，则发出“嘀嘀”声间歇前进。并在检测到轨迹后“跟踪”轨迹行走。当轨迹为直线时，车模恢复间歇运动状态,以控制自身速度,直到下一次偏差产生。
当计数器溢出时，检测停止，车模后退一段距离，准备进行新一轮循环，如此反复。
程序在运行时“死机”现象很少，该车设有复位键SB1，可将系统复位后重新运行。
当车模垂直检测到轨迹时。讯响器动作，表示产生错误。也可将此功能作为其他报警装置开发。
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