以及其他电路构成。控制小车在寻轨区能够沿黑线行驶，并能在相应的区域加/减速，进入寻光区后开始在光源的引导下到达终止线停止。同时，在小车行驶过程中车首点阵式液晶滚动显示字幕，实时显示小车行驶的时间及路程。

　　SoPC（System on a Programmable Chip）是一种特殊的嵌入式系统。首先它是片上系统，即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁剪、可扩充、可升级，并具软硬件在系统可编程的功能［1］。SoPC技术是将尽可能大而完整的电子系统（包括嵌入式处理器系统、接口系统、硬件协处理器或加速系统、数字通信系统、存储电路以及普通数字系统等）在单一FPGA中嵌入实现。因此，可以使得整个设计在规模、可靠性、体积、功耗、功能、上市周期、开发成本、产品维护及其硬件升级等多方面实现化［2］。从未来电子系统设计技术走势上看，SoPC技术更具发展性和前瞻性，被称为“半导体产业的未来”［3-4］。

　　系统设计要求小车由起始端出发沿黑线行驶，在测到条黑线后有明显的加速，测到第二条黑线后有明显的减速，测到第三条黑线后开始寻光，测到第四条黑线后停止。在行驶过程中，车首液晶显示屏实时显示小车运行的时间和路程。下面给出两种方案：

　　（1）方案1：使用8051系列的单片机芯片。8051系列的单片机芯片使用多年，在市面上应用广泛。各种电路也比较成熟，但其速度相对较慢，指令都是串行执行，在增加液晶显示等模块后使得CPU对检测电路的扫描变慢。

　　（2）方案2：使用E-Play-SoPC开发套件上的Cyclone系列FPGA芯片EP1C12Q240C8。FPGA运算速度很快，且其进程以并列的形式执行，即使增加更多的功能模块（在FPGA芯片的资源范围内）也丝毫不影响对检测信号的响应速度［5］。

　　系统整体框图如图1所示，主要由控制核心FPGA、寻轨电路、两相步进电机寻光电路、测障电路、液晶显示模块、电机驱动电路、指示模块、语音提示模块和点阵显示模块组成［6］。

　　寻轨电路采用两对红外线传感器，当传感器未检测到黑线时，红外线接收管相当于短路比较器负向端的电位在4 V左右；当检测到黑线时，红外线接收管相当于开路，比较器负向端的电位在2 V左右。因此，将比较器正向端电位器的比较电位调到3 V即可实现对黑线的检测。未检测到黑线时电路输出低电平，检测到黑线时输出高电平。其实现电路如图2所示。

　　小车采用双轮驱动，使用驱动芯片L293D，其工作电压为9 V。电机驱动电路如图4所示，引脚1和引脚9分别是电机输出的控制引脚，当引脚1或引脚9为低电平时，无论引脚2、引脚7、引脚10、引脚15的输入为何值，引脚3、引脚6、引脚11、引脚14的输出都为低电平；当引脚1或引脚9为高电平时，引脚3、引脚6、引脚11、引脚14输出的电平与引脚2、引脚7、引脚10、引脚15输入电平的高低相应。

　　本文设计的小车中，基本运行程序可分为黑线计数模块、寻轨模块、寻光模块以及计时模块、路程测量模块、液晶显示模块、LED指示灯指示模块等辅助功能模块。其行驶程序流程图如图6所示。

　　（1）寻轨模块：在黑线时执行此模块。当车底左端的传感器检测到黑线时，小车的左轮停止转动，右轮按原速转动；若右端的传感器检测到黑线时小车为减速状态，通过对电机驱动芯片L293D的控制引脚输出占空比为25%的方波信号实现。当黑线时，小车运行在加速状态，此时直接电机驱动芯片L293D的控制引脚输出高电平。

　　（2）寻光模块：当黑线时运行本模块，当光强检测电路的检测信号为高电平时认为左端的光照较强，小车左拐，反之右拐。

　　（3）路程测量模块：在小车的车轮上有黑、白相间且间距相同的扇形花纹，当车轮转动时车轮内侧的光电传感器产生高低变化的电信号，经过比较器比较产生脉冲信号，控制芯片通过对脉冲计数并与标定的数值相乘得出小车行驶的路程。

　　（4）LED指示灯指示模块，车首两端分别有3个颜色分别为红、黄、绿的LED指示灯指示小车的速度，绿灯亮时小车行驶在高速区，黄灯亮时小车行驶在低速区，红灯亮时小车到达终点停止。车前部两侧各有一个LED指示灯指示小车拐动方向，左拐时左灯亮，右拐时右灯亮。车尾有4个LED指示灯指示小车已测黑线的数量，每测一条黑线增加一个LED指示灯亮。

　　需要对黑线检测和障碍物检测的信号采取抗干扰措施。具体如下：当检测到黑线或障碍物时，延时一段时间后再次检测，若还是黑线或障碍物，则确定其为黑线或障碍物，否则认为其为干扰不予理睬［7］。具体实现程序如下：

　　仿线所示。其中，A所指示的位置为车底的两个光电传感器同时检测到黑线，经过去抖处理后黑线；B所指示的区域为高速区，小车高速行驶在此区域，当车底一侧的光电传感器检测到黑线时，小车相应地调整轨迹使其沿黑线行驶；C所指示的区域为减速区，小车在此区域中行驶的速度较慢，约为高速区的1/4。

　　此区域中存在很多弯道，当车底一侧的光电传感器检测到黑线时，小车也相应地调整轨迹沿黑线行驶；D所指示的区域为寻光区，小车进入此区域后立刻开始寻光并朝光线较强的方向行驶，小车在此区域中的速度与低速区相同；E所指示的位置为终点，当小车检测到终点线后停止运行。由仿真图可知，小车在理想情况下可顺利地通过高速寻轨区、低速寻轨区、寻光区，并在检测到终点线后停止运行。

　　FPGA的运算速度非常快，保证了小车的平稳运行，且其并行执行过程让点阵式液晶显示更加方便。FPGA在程序并行控制方面充分显示了其优越性，并且运行准确。今后将会对本设计进行扩展以及更进一步的开发。

　　［1］ 何伟，秦江云，张玲，等。基于SoPC的多用途无线监控报 警系统［J］。电子技术应用，2011，37（2）：33-35.

　　［2］ 周渝斌。基于FPGA+DSP的智能车全景视觉系统［J］。电子技术应用，2011，37（3）：38-41.

　　［5］ 雷伏容．VHDL电路设计［M］．北京：清华大学出版社，2007.

　　［6］ 徐惠民，安德宁．数字逻辑设计与VHDL语言描述［M］．北京：机械工业出版社，2010.

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　　MC33761 LDO稳压器 80 mA 1 V 高PSRR 低噪声 带开/关控制

　　1是一款低压差（LDO）开关稳压器，具有出色的噪声性能。由于其创新设计，该电路在没有外部旁路电容的情况下达到令人印象深刻的40uVRMS噪声水平。这款LDO采用小型SOT-23 5引线封装，在空间和噪声非常高的情况下代表了理想设计师的选择。 没有外部带隙电容可加快唤醒信号的响应时间并将其保持在40us（重复模式）内，使MC33761成为便携式应用的理想选择。 MC33761低压差（LDO）线性稳压器还采用了一种新颖的架构，可防止存在过多的下冲快速瞬态突发，如在任何突发系统中。 后，静态线dB，它自然屏蔽下游电子设免受波动线的影响。 特性 超低噪音：150 nV / sq。根Hz @ 100 Hz，40mVRMS 100 Hz - 100 kHz典型值，I out = 60 mA，Co = 1.0mF 从OFF到ON的快速响应时间：200 Hz重复频率时典型值为40ms 准1.0 V平台：ON，900 mV高电平 额定输出电流80 mA具有100 mA峰值容量 典型压降90 mV @ 30 mA，160 mV @ 80 mA 纹波抑制：70 dB @ 1.0 kHz 1.5％输出精度@ 25°C 热关机 V out 可在2.5 V，2.8 V，2.9 V，3.0 V下使用，5.0...

　　固定输出负线性稳压器旨在作为流行的MC7800系列器件的补充。该负电压调节器提供与MC7800器件相同的七电压选项。此外，负系统MC7900系列还提供MECL系统中常用的一个额外电压选项。 这些线 V的固定输出电压选项，采用限流，热关断和安全区域补偿 - 使其在大多数工作条件下非常坚固。通过充分的散热，它们可以提供超过1.0 A的输出电流。 规格： MC7900AC MC7900B MC7900C 容差 2％ 4％ 4％ 温度范围 0°C至+ 125°C -40°C至+ 125°C 0°C至+ 125° C 包装 D2PAK，TO-220 D2PAK，TO-220 D2PAK，TO -220 特性 无需外部组件 内部热过载保护 内部短路电流限制 输出晶体管安全区域补偿 2％电压T可用油酸（参见订购信息） 无铅包可能有货。 G-Suffix表示无铅铅涂层。 电路图、引脚图和封装图...

　　PVC是用于汽车音响系统的多电压调节器。该IC具有3个稳压器，5V输出用于微控制器，9.85V输出用于照明，9V输出用于音频控制，6个高端开关。关于保护电路，它具有过流保护，过压保护和热关断功能。该IC适用于汽车音响系统。 特性 3系统稳压器： VDD（MCU）照明音频 6个高侧开关 过流保护 BATT。检测：欠压1（

　　5系列是微功率低压差（LDO）线性稳压器，提供各种输出电压以及封装，SOT-223和SOP-8表面贴装封装。这些器件具有极低的静态电流，能够提供高达300mA的输出电流。输出端存在短路，内部热关断电路提供内部电流和热限制保护。 MC33375有一个控制引脚，两相步进电机允许逻辑电平信号关闭或转向 - 关于稳压器输出。 由于低输入至输出电压差和偏置电流规格，这些器件非常适用于电池供电的计算机，消费类和工业设，其中延长了有用的电池寿命理想。 特性 低静态电流（OFF模式下为0.3 mA; ON模式下为125 mA） I O = 10 mA时输入至输出电压差为25 mV，I O时为260 mV = 300 mA 极其严格的线路和负载调节 稳定，输出电容仅为0.3 2.5 m输出电压3 mF 内部电流和热限制 逻辑电平开/关控制 应用 终端产品 电池供电的消费类产品 HandHeld Instruments 可携式摄像机和相机 摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图...

　　NCP1594A 同步DC-DC降压转换器 集成 2.9至5.5 V 4A 开关频率高达2 MHz

　　4A提供了极大的灵活性，可以进行设计优化。该部件能够优化尺寸与效率之间的权衡和可调节性，以满足各种POL应用。可调功能包括软启动时序，开关频率，输出电压和工作模式（固定CCM模式或DCM / CCM操作）。附加功能包括REFIN输入，允许使用外部参考，可用于DDR终端应用。可通过两个输入选择九个输出电压，或者可通过两个外部电阻在外部调节该部件.NCP1594A具有过流，欠压和热故障保护功能。该部件在-40C至85C之间完全指定。 特性 优势 2.9 V至5.5V的操作 允许从3.3V或5V总线 MHz 优化总体规模与效率的权衡 9固定输出电压或外部可调低至0.6V 节省外部电阻和/或提供设计灵活性 欠压，过流和过温保护 保护IC免受故障 可调节软启动 设置受控输出斜坡上升时间 安全启动到prebias输出 防止来自输出电容器的反向电流 外部参考输入 允许更改输出并可用于DDR终止应用程序 逐周期过流 防止过流情况 可调开关频率从500kHz到2MHz 在规模和效率方面优化设计 REFIN输入 允许在...

　　7是一款高电流双输出DC-DC转换器，可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出（VDCO1） -5.8V至-4.6V可调负输出（VDCO2） 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图

　　XC是一款适用于各种电子设的低压差稳压器。它提供带有TO-220-4引线全模封装的恒压电源。在满额定电流（1A）下，KA78RXXC的压差低于0.5V。该稳压器具有各种功能，如峰值电流保护，热关断，过压保护和输出禁用功能。 特性 1A / 3.3V，5V，8V，9V ，12V，15V输出低压差稳压器 TO-220全模封装（4pin） 过流保护，热关机 过压保护，短路保护 带输出禁用功能 应用 此产品是一般用途，适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...

　　7是一款高性能低压差线性稳压器。两相步进电机该器件基于流行的NCV8535，保留了其前代产品的所有功能，包括高精度，出色的稳定性，低噪声性能和反向偏置保护，但现在包含一个电源良好输出信号，可以监控电源系统。 NCV8537完全符合AECQ100和PPAP标准。该器件的工作温度范围为-40℃至125℃，可提供固定或可调输出，采用10引脚3x3 mm DFN封装。 特性 优势 线路和负载高精度输出差异 多种应用的多功能解决方案 工作温度范围：-40C至125C 适用于汽车应用 低噪声（33 Vrms w / 10 nF Cnr和52 Vrms w / out Cnr） 非常受音频和娱乐系统欢迎 电源良好输出可用 自我监控调节器在哪里指定限制。 M电压输入16V，输入工作电压范围2.9 V至12 V. 性能稳定 符合AECQ100和PPAP 适用于汽车应用 应用 终端产品 网络系统，DSL /电缆调制解调器 汽车应用音频系统 导航系统 PCMCIA卡 手机 Camcoders and Cameras Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 远程信息处理 导航系统 电路图、引脚图和封装图...

　　8C器件是一款精密微功率稳压器。它具有5.0 V的固定输出电压，可在±2％范围内调节。它适用于所有汽车环境，并包含控制微处理器所需的所有功能。该器件具有低压差和低静态电流。它包括看门狗定时器，可调复位，唤醒和使能功能。该器件还包括安全功能，如热关断和短路保护。它能够处理高达45 V的瞬变。 特性 输出电压选项：5.0 V 输出电压精度：±2％ 输出电流高达250 mA 低压差 70μA的低静态电流 低睡眠模式电流小于1.0μA 微功率兼容控制功能： - ENABLE - 看门狗 - 重置 - 唤醒 保护功能： - 热关断 - 电流限制 AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 车身和底盘 仪器和集群 发动机控制单元 汽车 电路图、引脚图和封装图...

　　5低静态电流低压降（LDO）线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9％的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声，涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有小负载电流要求的情况下保持稳定，并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配了感应和降噪引脚，以提高设的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线％） 满载时的超低压降（典型值260 mV） 稳定性无小输出电流 低噪声（31 uVrms） w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr） 低关断电流（0.07 uA） 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器（包括MLCC）均可稳定 提供1.5 V，1.8 V，1.9V，2.5 V，2.8 V，2.85 V，3.0 V，3.3 V，3.5V，5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...

　　0 / MC78M00A正线系列器件完全相同，只是它的输出电流仅为输出电流的一半。与MC7800器件一样，MC78M00三端稳压器用于本地卡上电压调节。 内部通道晶体管的内部限流，热关断电路和安全区域补偿相结合，使这些线性稳压器在大多数工作条件下都非常坚固。具有足够散热的输出电流为500 mA。 规格：

　　NV是单通道降压型开关稳压器。 特性 与负载无关的软启动电路 ON / OFF功能 集成脉冲脉冲过流保护 电流模式控制 电路图、引脚图和封装图

　　1同步降压控制器IC旨在为14引脚SOIC中的板载DC-DC应用提供简单的同步降压稳压器。 NCP1581专为跟踪应用而设计，提供轨道输入。 NCP1581采用固定内部 kHz开关频率工作，允许使用小型外部元件。该器件具有由外部电容设置的可编程软启动，欠压锁定和输出欠压检测，可在检测到输出短路时锁定器件。电路图、引脚图和封装图
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