基于STC89C52單片機(jī)智能小車設(shè)計(jì)

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1、基于 STC89C52 單片機(jī)智能小車設(shè)計(jì)摘 要 ： 本設(shè)計(jì) 主要 STC89C52 單片機(jī) 為控 制核 心 ， 通過 紅 外傳感 器利用紅 外 探 測法 實(shí)現(xiàn) 小車的 自主尋跡避 障功 能 ，并且利 用 多路 紅 外發(fā)射 器和一體 化紅 外接 收頭 實(shí)現(xiàn) 小車的紅 外遙控 功 能， 使 小車不但 具備 自主尋跡避 障功 能 ， 也 能 夠進(jìn)行 人 工控 制 ，使 小車的功 能得到進(jìn) 一 步的 完善。詳 細(xì)介紹該 智 能小 車的 控 制模塊 、避 障模塊 、尋跡模 塊 、紅外接 收模塊 、 電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模 塊。給 出各 功 能 實(shí)現(xiàn) 的程序 設(shè)計(jì) 流程 圖 ， 并 進(jìn) 行尋跡 、 避 障、 紅外

2、遙控 及相 關(guān)實(shí)驗(yàn) ， 通過 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)基于STC89C52單片機(jī)的智能小車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性價(jià)比高，易于推廣和移 植，具有廣闊的應(yīng) 用前景。 關(guān)鍵詞：STC89C52;避障；尋跡；紅外遙控 中 圖分類 號 ： TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識 碼 ： A 文章編 號 ： 1671 7597 (2012)0610043 02隨著科學(xué)技術(shù) 的快速發(fā)展， 智能車的使用越來越普及， 相 對 于傳統(tǒng) 的汽車而 言， 智能小車有著更好 的安全性 ， 機(jī)動(dòng) 性和 廣泛 的應(yīng)用性 。 基于單 片機(jī)的普及及應(yīng)用 和人們 對產(chǎn) 品智 能化 的需求 ， 本設(shè)計(jì)基 于 STC89C52 單 片機(jī) 使智能小車實(shí)現(xiàn)尋跡 避障 行駛 的

3、基礎(chǔ)上加裝紅外 遙控功能， 能讓智 能小車的功 能更 加完 善和 人性化 。 通過 調(diào)查發(fā)現(xiàn)在 日常生活和 工廠生產(chǎn) 中， 智 能小 車 的開發(fā)和研究具有十分重要的意義。 該設(shè)計(jì)可 以用于工 廠 自 動(dòng)運(yùn) 料車、校 園觀光車 等方面用于提高人們 的生活質(zhì)量和工 廠 的 自動(dòng) 化 。1 硬 件設(shè)計(jì) 該智 能小車系統(tǒng) 的硬件結(jié)構(gòu)主要包括單片機(jī)控制模塊 、電 源模 塊 、 電機(jī) 驅(qū)動(dòng) 模 塊 、避障模 塊 、尋跡 模塊 、紅 外遙 控模 塊 ，如 圖 1所示。智電-革片機(jī)一 _. j循跡避障橫塊 拖磯控制硬 小驅(qū)lo端翻+在動(dòng)l 緲憾控棋圖l智能小車總體結(jié)構(gòu)框圖1. 1控制模塊 本設(shè)計(jì)采用STC89

4、C52作 為該智能小車控制模塊 的核心 ，通 過 STC89C52IJ 用程序來 精確控制小車的運(yùn)動(dòng) ，從 而實(shí)現(xiàn)對小車的 自動(dòng)控 制， 在對于智 能小車的控制方面， STC89C52 單片機(jī) 具 有控制簡 單、方便、快捷等優(yōu) 點(diǎn)，并且STC89C52 還具有很 多其 他優(yōu) 點(diǎn)，因此 我們采用STC89C52單片機(jī)作為控制芯片。1 2尋跡 避障模塊 尋 跡 是 指 在 白色 地 板 上 畫 出 一 條 黑色 跑 道 ， 然 后 讓 小 車 沿 著黑色跑道行走，在實(shí)際設(shè)計(jì) 中我們通常采用 的是紅外探測 的 方法 。由于不 同顏色 的物體表 面對紅外線 的吸 收特 性不一樣 ， 因此在 小車 行駛

5、過程 中利用 紅 外發(fā)射管不停地 向地面發(fā)射紅外線 ， 當(dāng)所 發(fā) 射 的 紅 外 線 遇 到 白色 地 板時(shí) 會 發(fā) 生 漫 反 射 ，反 射 回 來的紅外線被安裝在小車上 的紅外傳感器接收 ：如果小車發(fā)射 的紅外線遇 到黑色跑道時(shí)， 紅外 光則被吸收， 安裝 在小車上 的 紅外傳感器 就接收不到信號 。因此我們可 以利用單 片機(jī)根據(jù)紅外傳感器是 否接 收到信號為依據(jù) 來判 斷小車是否沿著黑線在行走 。本設(shè)計(jì)采用兩對紅外對管 ，置于小車的車頭下方， 根據(jù)紅 外傳感器是否 到接收信號來判斷小車 是否沿著黑線在行走， 從 而控制小車的轉(zhuǎn) 向與行走 ，將紅 外對 管的位置合理安排好就可 以很 好 的

6、控制 循跡 功 能，因此 小車采 用上述 方 案實(shí)現(xiàn) 尋跡 功 能 ， 電路 原理 圖如 圖 3 所示 ， 圖中 D2 、 D4 為 紅外 發(fā)射 管 ， Dl 、 D3 為紅外接 收管避障主要由 l 對紅外對管組成， 其 中常用 的紅外 對管 由一個(gè) 紅外發(fā)射管和一個(gè)紅外接 收傳感器組成 。本設(shè)計(jì) 中 避 障 也 采用紅 外 探測 法 ， 將 1 只 紅 外 對 管 ， 置 于 小 車 的前 方 ， 根 據(jù)接收管接收信 號與否來控制小車的運(yùn) 動(dòng)方 向，如 果小車接收到 信 號 ，則 表 明 前 方 有 障 礙物 ， 則 小 車 后 退 一 段 時(shí) 間 ， 然 后 旋 轉(zhuǎn)一個(gè)角度避開障礙 物 ，

7、再繼續(xù) 向便可 以很好 的實(shí)現(xiàn)小車 的避障前行進(jìn) ， 對小車后退 及轉(zhuǎn)彎 的時(shí)間進(jìn)行合 理的設(shè)置 功能 ， 因此本 設(shè)計(jì)采用 上述 方案進(jìn)行避障1 3紅外遙控模塊發(fā)射采用多路控制 的紅外發(fā)射器，擁有 多個(gè)按鍵 ，可 以發(fā) 射 出不同的信號 ， 代表不 同的控制功能， 分別 可 以控制智能小車的多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 接收采用 1838 一體化 紅外接收頭， 內(nèi)部 電路包括紅外監(jiān)測二極管 ，放 大器 ， 限副器 ，帶通濾 波器 ，積 分 電路 ，比較器 等 。1 4 直流 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 在 小車的前 方各安裝一個(gè)直流 電機(jī) ， 分別控制左右輪子的 轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而帶動(dòng)整個(gè)車體 的運(yùn)動(dòng) ， 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 使用 以

8、 LG9l10 電機(jī) 驅(qū)動(dòng)芯片為核心 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊，通過 單片機(jī)編程從而控制輸 出高低 電平信 號， 將單片機(jī)輸 出信 號加在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊上， 在 通過 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊驅(qū)動(dòng) 電機(jī)，從而 實(shí)現(xiàn)對 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制。該模塊主要 以STC89C52單片機(jī) 為控制，以LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片為 核心 ， 從而 使小車能沿著畫好 的跑道行走并能 自動(dòng)糾偏 。 本 設(shè) 計(jì)采用 LG911O 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片， LG91lO 是為控制盒驅(qū)動(dòng) 電機(jī) 設(shè)計(jì) 的兩通道推挽式功率放大 專用 集成電路器件 ，將分立 電路集成 在單片 Ic 中 ，使外 圍器件 成本 降低 ，整機(jī)可 靠性提高 。電路原 理 圖如 圖 4

9、所示 1 5 電源模 塊 電源模塊使用靈活方 便的單 電源供 電方 式，這種供 電方式 非常的簡單和方便 ，采用 4 只 1 5V 鎳氫 充電電池 ，提供 6V 左右的 電壓 ，分別給小車 的各個(gè) 模塊進(jìn)行供 電。該 電源模塊 簡單，輕便 ，可 以安裝在小車上 ，從而使小車 自由方便 的行走 ，并且使 用 的鎳氫 電池用完后可 以進(jìn)行充 電，方便 重復(fù)使用 。2軟件 設(shè)計(jì) 本 設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件是利用 單片機(jī)集成開發(fā)環(huán) 境 Kei1C5l 作 為平 臺進(jìn)行 開發(fā)的 ， Rei1C51 集成 開發(fā) 環(huán)境 相 比其他開發(fā)環(huán)境 具有語句 生成的匯編代碼緊湊，易于理解，并且生成的 目標(biāo) 代 碼效率 高等一

10、系列優(yōu) 點(diǎn)。特 別是當(dāng)我們在開發(fā)大型軟件 時(shí)與低 級語言相 比更能體現(xiàn) 出高級語言的優(yōu)勢 。與匯編語言等 其他低 級語言 相比， c 語 言更 易于學(xué) 習(xí)和使用 ，這是 由于 C 語言在功 能 上 、結(jié)構(gòu)性 、可讀性 、可 維護(hù)性上與其他低級語言相 比擁 有明 顯 的優(yōu)勢 ，因而如果 以前使用過匯編語言開發(fā)軟件 ， 再使用 c 語 言 來開 發(fā) 軟件 ， 體 會則 會 更加 的深刻 。 Kei1C51 軟件 使用 全 Windows 界 面 ， 并 且 為 用 戶 提 供 了 功 能 強(qiáng) 大 的 集 成 開 發(fā) 調(diào) 試 工 具 和豐 富的庫函數(shù) ，有利 于用戶進(jìn)行軟件的開發(fā) 。本 設(shè)計(jì)主程 序

11、 的設(shè) 計(jì) 思 路 如 下：利用STC89C52單片機(jī)檢測連接紅外傳感器的p3. 5、p3. 6管腳是否接受到信號判斷行駛 路徑是否偏離軌道 ，如偏 離軌道則 進(jìn)入軌道修正狀態(tài) 以修正 軌道，從而按照我們在 白色地 板上畫 出 的 黑 色 跑 道行 駛 ，單 片 機(jī) 同 時(shí)還 檢 測 連 接 紅 外傳 感 器 的 p3 7 管腳 是否收到信號判 斷是否遇到障礙物 ， 如探 測到障礙物 則 會進(jìn) 入避 障狀態(tài) 以避開 障礙物，并且單片機(jī)還檢測紅外接收器 接是否收 到信 號，如接受 到信號啟動(dòng)紅外遙控模塊 ，執(zhí)行人 工遙 控 控 制 ， 然 后 繼 續(xù) 尋跡 。3 結(jié)語 本設(shè)計(jì) 中智 能小車采用模

12、塊化 的設(shè)計(jì)思想， 各模 塊見獨(dú)立 性強(qiáng) ， 經(jīng)過實(shí)驗(yàn) 測試 ， 小車能很好 的完成尋跡、 避障 、紅外遙 控等功能 ， 并且 該智能小車可 以應(yīng)用 到 工廠搬運(yùn)車 、校園觀光車等方面 ，具有很 重要 的實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：f11祝勝光，智能尋跡小車設(shè)計(jì)與研究，科技風(fēng)，2009, 25f2150交鳳，智能 尋 跡 小車 ，電子 制 作 ， 2012， 1(1) 【3】苑毅、張志超 、李偉 ，智能避障小車設(shè)計(jì)，自動(dòng)化與儀器儀表，2011. 25(5) f41姬紅旭，基 于STC89C52單片機(jī) 智能避障小車設(shè)計(jì) ，職業(yè)技 術(shù)， 2011 10(8)【5】謝青 ，紅 外遙控 小車 的設(shè)計(jì) ，成 都紡織高等 ?？?學(xué)校 學(xué)報(bào) ，2009， 20(4) 【 6】侯麗春 、孫志強(qiáng) 、陸榮，紅外傳 感 器在機(jī) 器人 避障 系統(tǒng) 中的應(yīng) 用，科技咨詢導(dǎo)報(bào)， 2007， 11(1) 7】馮旭升 ，直流 電機(jī) 驅(qū)動(dòng) 模 塊及 其 應(yīng) 用 ，家庭 電 子 ， 2004， 1(5)(此文檔部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)， 如有侵權(quán)請告知?jiǎng)h除， 文檔可自行編輯修改內(nèi)容，供參考，感謝您的配合和支持) 編輯版 word