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路面黑带检测模块黑带检测的原理是：红外光线照射到路面并反射，由于黑带白纸的系数不同，可根据接的红外线的强弱判断是否到达黑带。方案一：可见发光二极管与光敏二极管组成的发射接收电路。这种方案的缺点在于其他环境光源会对敏二极管的工作产生很大的干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然产生超高亮发光二极管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。方案二反射式的红外发射接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，并经过反相斯密特触发器之后送入单片机，可以降低环境干扰。2 液晶显示器的选择与论证2.2.1 方案一：采用1602显示。液晶1602能够简单明了的显示出系统的时间，其成本也不高，适合较简单的系统显示。 方案二：采用12864液晶显示。这类液晶的优点是能够显示汉字，不仅仅限于字母数字的显示。但对于较简单的系统显示，其成本较高，利用率相对较低。综上所诉，本设计不需要强大的汉字显示，也没有复杂的系统显示，故采用方案一。2.2.2 显示方式选择方案一：时钟和温度的显示可以用数码管，但数码管的只能显示简单的数字，其电路复杂，占用资源较多，显示信息少，不宜显示大量信息。方案二：我们设计的系统需要显示的信息多，所以应选用显示功能更好的液晶显示，要求能显示更多的数据，增加显示信息的可读性，看起来更方便。而液晶LCD1602有明显的优点：微功耗，尺寸小，超薄轻巧，显示信息量大，字迹美观，视觉舒适，而且容易控制。所以选择方案二。2.2.3 显示方式选择 如果只显示温度值，采用 LED 数码管作为显示输出较为合适，可要同时显示时间和温度值，显然采用数码管就较为复杂的，而用 LCD 则可以轻松解决这个问题，通过成本预算和设计的要求，只需要一个 162 的 LCD（本设计采用 LCD1602）即可达到要求。采用 LCD1602显示的优点：微功耗、尺寸小，超薄轻巧、显示信息量大、字迹清晰、美观、视觉舒适、而且设计简单；可以用 LCD 液晶进行菜单显示，显示英文和数字，使整个控制系统更加人性化。2.2.4 显示方式选择 显示模块是显示窗帘当前的速度与窗帘当前的位置。我们考虑有以下两种显示方案： 方案一：使用液晶屏显示。液晶显示屏（LCD）具有超薄轻巧、低耗电量、无辐射，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高等特点。但是由于液晶显示屏是以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，控制器的资源占用较多，其成本也偏高，而且在使用液晶显示屏时不能有静电干扰，否则易烧坏显示芯片，维护不方便。同时由于本系统只需要显示时间和坐标参数这样的数字，信息量较少，使用液晶显示屏就显得大材小用，不合适。 方案二：使用数码管显示。数码管具有耗能低、电压低、寿命长、对外界环境要求低，易于维护等优点，同时它是采用二进制编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少，操作简单、经济。2.2.5路面黑带检测模块方案一：8个使用数码管动态扫描的方式，分别显示时间和路程，缺点是功耗较大，并且只能显示数字和少量的字母，不适合人的观察。方案二：lcd1602有功耗低、体积小、重量轻等特点，方便放置于小车上，能满足显示的要求。基于上述理论分析，拟选择方案二。3.时钟方案选择时钟功能的实现有两种方案：一是用软件实现，直接用单片机的定时器编程以实现时钟；二是用专门的时钟芯片实现时钟的计时，再把时间数据送入单片机，由单片机控制显示。比较两种方案，用软件实现时钟固然可以，但是程序运行的每一步都需要时间，多一步或少一步程序都会影响计时的准确度，用专用时钟芯片DS1302则可以实现准确记时。所以选二方案。4.遥控方案选择方案一：有线遥控：采用有线遥控抗干扰能力强，由于它与控制对象直接相连，所以它的控制距离有限。由于它的这个局限性，这种技术一般只用于短距离控制。方案二：无线遥控：无线电遥控最主要的特点是，遥控距离远。一般不受遥控方向或角度的制约，无线电波接收器能接收数十米至数百米外由操作者操纵无线电波发射器送来的电波信号。通过以上两种方案的比较，我们选择方案二。5.测温元件方案选择方案一： 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，再将随着被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，用单片机进行数据的处理，就可以将测温度显示出来。这种设计需要用到A/D 转换电路，测温电路比较复杂。方案二：温度传感器DS18B20是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式，它内部有一个结构为 8 字节的高速暂存RAM 存储器。我们通过比较选择方案二。2.2 测温电路的设计方案2.常用的温度传感器有热敏电阻及一些集成温度传感器，如AD590、DS18B20、使用热敏电阻之类的器件，利用其感温效应，采集随被测温度变化的电压或电流信号，进行 A/D转换后，用单片机进行数据的处理，在显示电路上将被测温度显示出来。这种设计需要用到A/D 转换电路，且温度转换线性差，系统成本高每个传感器需占用一条处理通道。本设计使用 DS18B20 温度传感器，该传感器除了 VCC 和 GND 外，只有一条数据线。当单片机需要读取温度传感器的数据值时，温度传感器可直接把测量好的温度参数转换成二进制数据值，通过数据总线传送到单片机进行处理。此外，DS18B20 内有唯一的一组 16 位地址，这样就可以通过地址查询的方式在一条总线上同时使用多个温度传感器。6. 语音录放芯片的设计方案由于 AVR Mega16 内部存储器容量小，把播放的语音存在单片机的 Flah 里较小不适宜。故选用一片语音录放 IC 来承担语音播放。市面上语音录放 IC 常见的有多种，如 ISD1420、ISD4004 等，ISD1420单片20秒高保真语音录放IC是美国ISD公司出品的优质单片语音录放电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。录音内容存入永久存储单元，提供零功率信息存储，这个独一无二的方法是借助于美国ISD 公司的专利-直接模拟存储技术（DAST TM）实现的。利用它，语音和音频信号被直接存储，以其原本的模拟形式进入EEPROM存储器。直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法完成其原本语音的再现。不仅语音质量优胜，而且断电语音保护。 ISD4004 是一种采用 ChipCorder 专利技术的语音芯片。此芯片无须 A/D 转换和压缩就可以直接储存，没有 A/D 转换误差，在一个记录位（BIT）可存储 250 级声音信号，相当于通常的 A/D 记录的 8 倍。片内集成了晶体振荡器、麦克前置放大器、自动增益控制等，只要很少的外围器件，就可以构成一个完整声音录放系统。但是此语音芯片的成本高。 由于 ISD1420 的语音芯片在 20s 内也可以录制六十个汉字左右，在我们设计的此程序中也基本上够用了，而 ISD4004 的语音芯片的成本比 ISD1420 的语音芯片成本高 2-3 倍，因此选择 ISD1420 做为本设计的语音播放 IC。 7. 按键的设计方案 单片机系统采用的按键可分为独立式按键和矩阵式按键。独立式按键是各按键相互独立，每个按键占用一根 I/O 端线，每根 I/O 端线上的按键工作状态不会影响其他 I/O 端线上18按键的工作状态。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个暗键必须占用一根 I/O端线，在按键数量较多时，I/O 端线耗费较多，且电路结构繁杂。故这种形式适用于按键数量较少的场合。矩阵式键盘，矩阵式键盘 I/O 端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线，经限流电阻接+5V 电源上，44 行列结构可连接 16 个按键，组成一个按键。与独立式按键相比，16 个按键只占用 8 根 I/O 端线，因此使用于按键较多的场合。 由于我们的数字温度计要实现的功能多，需要调节和控制的按键多，因此在设计中采用矩阵式按键较为方便。8.遥控模块 方案一：有线遥控。