小功率的发光二极管正常工作电流在10 ～ 30mA范围内。通常正向压降值在1.5 ～ 3V范围内。发光二极管的反向耐压一般在6V左右。
发光二极管的伏安特性与整流二极管相似。为了避免由于电源波动引起正向电流值超过最大允许工作电流而导致管子烧坏，通常应串联一个限流电阻来限制流过二极管的电流。由于发光二极管最大允许工作电流随环境温度的升高而降低，因此，发光二极管不宜在高温环境中使用。 2、光敏二极管
光敏二极管也叫光电二极管。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
光敏二极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻相比具有灵敏度高、高频性能好、可靠性好、体积小、使用方便等优点。当人射光子在基区及集点电区被吸收而产生电子—空穴对时，变形成光生电压。由此生成的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到了一个放大了的信号电流。
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在设计中发光二极管和光敏二极管组成一部分来完成跑道标志检测。发光二极管检测到白纸发光，当小车检测到黑线时，发光二极管会熄灭，光源的变化反射到光敏二极管并驱动电路完成一次黑线检测，系统中断一次。[5]
2.1.7 三极管的开关作用
双极型三极管由管芯，三个引出电极和外壳组成。外壳的形状和所用的材料各由不同。管芯由三层P型和N型半导体结合在一起构成，由NPN型和PNP型两种，因为在工作时由电子和空穴两种载流子参与导电过程，故称这类三极管为双极型三极管。
若以基极b和发射极e的发射界作为输入回路，则可以测出表示输入电压Vbe和输入电流iB之间的关系特性曲线，这个曲线称为输入特性曲线并近似与指数曲线。开启电压Von硅管为0.5～0.7V，锗三极管的约为0.2～0.3V。工作时分三个区域，饱和区，放大区和截止区。放大区的特点是iC随着iB成正比地变化，而几乎不收Vce变化的影响。饱和区的特点是iC不在随iB以一定比例增加而趋向饱和。硅三极管开始进入饱和区的Vce值约为0.6～0.7V。在深度饱和状态下，集电极和发射极的饱和压降Vce在0.3V以下。截止区的特点iC几乎等于零。这时仅有极微小的反向穿透电流过。输入特性曲线图如2-5所示。
图2－5 输入特性曲线图
作开关作用时只工作饱和及截止状态。饱和时导通截止时关断。
2.2 单元电路的设计
以下将介绍电机驱动、电机调速、传感脉冲检测和显示电路.
2.2.1 电机驱动电路
本系统的电机驱动电路采用两对互补三极管，利用单片机16、17脚电位的高低去控制三极管的截止和导通状态，从而实现小汽车驱动电机的正反转功能。为了防止电机转动时对单片机的干扰影响，提高单片机的稳定性，本电路在电机的两端加了抗干扰电容，其电路图2-6所示。
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图2-6 电机驱动电路
2.2.2 电机调速电路
电机驱动电压由AT89C52单片机的P1.7和P1.6分别控制。当P1.7为0，P1.6为1时，电机驱动电压为+7.5V，小车进入高速行驶状态；当P1.7为1，P1.6为0时，电机驱动电压为+4.3V，小车进入低速行驶状态。当P1.0为高电位时，电机供电三极管D880截止，关闭电机电源实现停车功能；当P1.0为1时，D880输出电机驱动电压，小车按单片机的指令执行各种功能。如图2-7所示。
图2-7 电机调速电路
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2.2.3 传感脉冲检测电路
检测电路由霍尔元件里程检测、跑道标志光电管检测两部分组成，如下图2-8和2-9所示。
用于里程累计的脉冲信号由霍尔元件检测。霍尔元件安装在后左轮，车轮每转一周就由其产生一个低电平脉冲，使单片机外部中断1产生中断，从而使里程脉冲数累计一次。根据本小车轮子的周长，每转6周为1米，所以每累计6个脉冲就是1米。
用于检测跑道标志的脉冲信号由光敏二极管、发光二极管电路组成。当小车在白纸上时，输出为高电平；当遇到黑线时，输出低电平脉冲，作中断计数判断用。
图2-8 里程检测电路
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图2-9 跑道标志检测电路
2.2.4 显示电路
采用传统的数码管显示。本系统采用7位数码管动态扫描的方式进行显示。前三位数码管显示的数值表示里程，显示的范围为1~999米；后四位数码管的数值表示一次往返过程中所需的总时间，其中前两位表示分，后两位表示秒。往返到起点时显示的数值是一次往返的总时间。P0口作段码数据输出，P2口为扫描输出口。
3．系统的部分软件设计
此部分由我的同组人刘冉杰完成,在此就不在详细介绍,只介绍其主要流程图。
3.1 主程序
主要完成初始化工作，设定小汽车的初始运行状态，最后循环调用显示程序， 流程图如3-1所示。
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*************************************
延时程序，用调用显示程序实现，可使LED显示稳定 ************************************* DS50MS: LCALL DISP LCALL DISP LCALL DISP DS20MS: LCALL DISP LCALL DISP LCALL DISP RET
************************************************* 10秒延时程序，用调用显示程序实现，可使LED显示不熄灭 *************************************************
DS10S: MOV R2,#08H ;（8*11*16*7=9956毫秒） TI0: MOV R0,#0B0H TI1: LCALL DISP DJNZ R0,TI1 DJNZ R2,TI0 RET
************************************* 7毫秒延时程序，跑道计数器抗干扰用 *************************************
DL7MS: SETB PX1 ;外中断0置高优先级 MOV R2,#0EH ;赋定时值 DL11: LCALL DISP CLR PX1 RET END
;调用显示程序
;外中断0恢复低优先级 ;返回