基于51單片機(jī)的智能小車-文庫吧
2025-06-13 00:16 本頁面
【正文】 傳感器可分別用作測距與檢測黑線；綜合上述考慮，本設(shè)計(jì)采用八路紅外對管作為其避障與尋線傳感器。 、總體設(shè)計(jì)方案概述八路紅外傳感器STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)L298N電機(jī)控制模塊電機(jī)圖1 總體設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)為控制中心，通過八路紅外傳感器模塊中的兩路傳感器檢測障礙物，四路傳感器檢測黑線，檢測障礙物的兩路傳感器分別分布在車頭的兩端，使其能夠檢測車前較大范圍內(nèi)的障礙物，盡量減小檢測盲區(qū)；檢測黑線的四路傳感器分別分布在小車的四角，從而能夠保證小車在跑道內(nèi)行駛。傳感器在接通電源后會(huì)不斷的發(fā)送和接收紅外線，接收到的信號經(jīng)過LM324進(jìn)行放大然后由74HC14D施密特觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出，而當(dāng)單片機(jī)檢測到需要轉(zhuǎn)向的傳感器信號時(shí)，單片機(jī)通過改變PWM波的占空比來調(diào)整小車兩側(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而使其兩側(cè)輪產(chǎn)生速度差，以實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向。避障：在小車行駛過程中，若左側(cè)傳感器檢測到障礙物而右側(cè)傳感器未檢測到，則小車首先后退之后向右轉(zhuǎn)；同理，若右側(cè)檢測到而左側(cè)未檢測到，小車先后退之后左轉(zhuǎn)；如果左右均檢測到默認(rèn)小車先后退之后右轉(zhuǎn)。檢測黑線：安裝在小車四角的紅外傳感器負(fù)責(zé)檢測黑線，由于小車是向前行駛所以最先駛出黑線的應(yīng)該是小車的前端，當(dāng)左前端傳感器檢測到黑線時(shí)，向單片機(jī)發(fā)送信號，小車右轉(zhuǎn)；當(dāng)右前端傳感器檢測到黑線時(shí)，小車左轉(zhuǎn)；當(dāng)左后端檢測到黑線而左前端未檢測到時(shí)小車先右轉(zhuǎn)再左轉(zhuǎn)，當(dāng)右后端檢測到黑線而左前端未檢測到時(shí)先左轉(zhuǎn)后右轉(zhuǎn)，當(dāng)前端兩傳感器同時(shí)檢測到黑線時(shí)小車先后退之后左轉(zhuǎn)。控制邏輯見 表1表 1 檢測檢測物檢測到未檢測到障礙物01黑線10 PWM：脈沖寬度調(diào)制(PWM)，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，此處我們主要通過單片機(jī)輸出PWM波同時(shí)通過調(diào)節(jié)其占空比來實(shí)現(xiàn)對小車的控制。第三章 硬件電路設(shè)計(jì)、主控電路本模塊主要是采集信號并進(jìn)行分析，同時(shí)輸出PWM波控制電機(jī)速度，從而控制小車前進(jìn)轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。其中，此處采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片，由9—12V直流電通過78M05穩(wěn)壓芯片后進(jìn)行供電；單片機(jī)讀寫口連接了MAX232芯片，并焊接了串口接口，使其能夠直接使用USB轉(zhuǎn)串口線下載程序；除此之外，單片機(jī)引腳全部通過排針引出，使得此電路連接其他模塊更加方便。復(fù)位及時(shí)鐘電路分別見圖2和圖3，單片機(jī)引腳電路見附錄1 圖3 時(shí)鐘電路圖2 復(fù)位電路 、L7805穩(wěn)壓器L7805是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片，本設(shè)計(jì)中采用7節(jié)5號干電池進(jìn)行供電，電容CC3對輸入到L7805前的直流電進(jìn)行濾波，之后輸入到L7805，經(jīng)其穩(wěn)壓后輸出5V直流電，給單片機(jī)供電。如圖4圖4穩(wěn)壓電路、MAX232芯片簡介MAX232芯片是美信（MAXIM）公司專門為RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電；TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入，轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)后從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸入到單片機(jī)的RXD、TXD口；此處MAX232主要在下載程序時(shí)對由串口發(fā)出來的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其電路如圖八路紅外傳感器模塊紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)，所以我們可以利用紅外對管對黑線及障礙物進(jìn)行檢測；此模塊擁有兩個(gè)LM324放大器和兩個(gè)74HC14D，當(dāng)紅外線在不同顏色物體上的反射光被接收管接收到時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同幅度的電壓，經(jīng)由模塊的LM324芯片進(jìn)行信號放大，之后輸入到74HC14D進(jìn)行高低電平的轉(zhuǎn)換。小車在行駛過程中紅外管不斷地向外發(fā)射紅外線，當(dāng)紅外光遇到白色地面時(shí)發(fā)生漫發(fā)射，反射光被接收管接收，模塊輸出低電平；如果遇到黑線則紅外線被吸收，接收管接收不到信號，此時(shí)模塊輸出高電平；單片機(jī)通過程序控制不斷檢測模塊輸出引腳的高低電平從而實(shí)現(xiàn)信號的檢測。小車的避障原理與此類似，當(dāng)紅外管不斷發(fā)出紅外線，而在距小車前方6cm無障礙物時(shí)，紅外線不發(fā)生反射，此時(shí)接收管接收不到反射光，模塊輸出低電平；當(dāng)小車前方6cm內(nèi)有障礙物時(shí)，紅外管發(fā)出的紅外線將會(huì)被反射回來，接收管接受到反射光，模塊輸出高電平。、LM324簡介LM324內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用, 也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。
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