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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(guò) 紅 外傳感 器利用紅 外 探 測(cè)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

2、、 紅外遙控 及相 關(guān)實(shí)驗(yàn) ， 通過(guò) 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(jiǎn)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(hào) ： TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí) 碼 ： A 文章編 號(hào) ： 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(lái)越普及 ， 相 對(duì) 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(duì)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

3、車實(shí)現(xiàn) 尋跡 避障 行 駛 的基礎(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(guò) 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(kāi)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

4、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STC89C52作 為該智能小車控制模塊 的核心 ，通 過(guò) STC89C52~IJ 用程序來(lái) 精確控制小車的運(yùn)動(dòng) ，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車 的 自動(dòng)控 制， 在對(duì)于智 能小車的控制方面 ， STC89C52 單片機(jī) 具 有控制 簡(jiǎn) 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(huà) 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(cè) 的 方法

5、 。由于 不 同顏色 的物體表 面對(duì)紅外線 的吸 收特 性不一樣 ， 因此在 小車 行駛過(guò)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(huì) 發(fā) 生 漫 反 射 ，反 射 回 來(lái)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(hào) 。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(hào)為依 據(jù) 來(lái)判 斷小車是否沿 著黑線在行 走 。本設(shè)計(jì)采 用兩對(duì)紅外對(duì)管 ，置于小車的車頭下 方， 根據(jù)紅 外傳感器是否

6、 到接收信號(hào)來(lái)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(duì) 管的位置合理 安排好就可 以很 好 的控制 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(duì)紅外對(duì)管組成 ， 其 中常用 的 紅外 對(duì)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(cè) 法 ， 將 1 只 紅 外 對(duì) 管 ， 置 于 小 車 的前 方 ， 根 據(jù)接收管接 收信 號(hào) 與否來(lái)控制小

7、車的運(yùn) 動(dòng)方 向，如 果小車接收 到 信 號(hào) ，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(kāi)障礙 物 ，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(duì)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(hào) ， 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(cè) 二極管 ，放 大器 ，

8、 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 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(guò) 單片機(jī)編程從而控制輸 出高 低 電平信 號(hào)， 將單片機(jī)輸 出信 號(hào)加在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊上 ， 在 通過(guò) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊驅(qū)動(dòng) 電 機(jī)，從而 實(shí)現(xiàn)對(duì) 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(huà)好 的跑道行走并能 自動(dòng)糾偏 。 本

9、 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 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(jiǎn)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(jiǎn)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

10、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(kāi)發(fā)環(huán) 境 Kei1C5l 作 為平 臺(tái)進(jìn)行 開(kāi) 發(fā)的 ， Rei1C51 集成 開(kāi)發(fā) 環(huán)境 相 比其他開(kāi)發(fā)環(huán) 境 具有語(yǔ)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 高等一系列優(yōu) 點(diǎn)。特 別是當(dāng)我們?cè)陂_(kāi)發(fā)大型軟 件 時(shí)與低 級(jí)語(yǔ)言相 比更能體現(xiàn) 出高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì) 。與匯編語(yǔ) 言等 其他低 級(jí)語(yǔ)言 相 比， c 語(yǔ) 言更 易于學(xué) 習(xí)和使用 ，這是 由于 C 語(yǔ)言在功 能 上 、結(jié)構(gòu)性 、可讀性 、可 維護(hù)性上與其他低級(jí)語(yǔ)言相 比擁 有明 顯 的優(yōu)勢(shì) ，因而如果

11、 以前使用過(guò)匯編語(yǔ) 言開(kāi)發(fā) 軟件 ， 再使用 c 語(yǔ) 言 來(lái)開(kāi) 發(fā) 軟件 ， 體 會(huì)則 會(huì) 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(kāi) 發(fā) 調(diào) 試 工 具 和豐 富的庫(kù)函數(shù) ，有利 于用戶進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā) 。本 設(shè)計(jì)主程 序 的設(shè) 計(jì) 思 路 如 下：利用STC89C52單片機(jī)檢測(cè)連接紅外傳感器 的p3. 5、p3. 6管腳是否接受到信號(hào) 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?cè)?白色地 板上畫(huà) 出 的 黑 色 跑 道行 駛 ，單 片 機(jī)

12、 同 時(shí)還 檢 測(cè) 連 接 紅 外傳 感 器 的 p3 ． 7 管腳 是否收到信 號(hào)判 斷是否遇到障礙物 ， 如探 測(cè)到障礙物 則 會(huì) 進(jìn) 入避 障狀態(tài) 以避開(kāi) 障礙物，并且單片機(jī)還檢 測(cè)紅外接收 器 接是否收 到信 號(hào)，如 接受 到信號(hào)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(yǔ) 本設(shè)計(jì) 中智 能小車采用模塊化 的設(shè)計(jì)思想 ， 各模 塊見(jiàn)獨(dú)立 性強(qiáng) ， 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn) 測(cè) 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

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