自動尋跡、避障智能小車畢業(yè)設計(編輯修改稿)
2025-07-26 05:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在并聯(lián)電容器兩端的復位按鈕，在復位按鈕不壓在電路上電復位芯片，在正常工作時，按下按鈕，RST引腳的高水平，手動復位的效果。復位按鈕并聯(lián)在電容的兩端，當復位按鈕未被按下的時候電路實現(xiàn)上電復位，在單片機正常工作后，通過復位按鈕使RST引腳出現(xiàn)高電平，達到復位的效果。通常，在RST引腳上輸入10ms以上的高電平，就可以使單片機復位[9]。圖中所示的復位電阻和電容只是常用值，實際可以根據(jù)需要采用同一數(shù)量級的電阻和電容代替。 時鐘電路時鐘電路是用來產(chǎn)生AT89C51單片機工作時所必須的時鐘信號，AT89C51本身就是一個復雜的同步時序電路，為保證工作方式的實現(xiàn)，AT89C51在唯一的時鐘信號的控制下嚴格的按時序執(zhí)行指令進行工作，時鐘的頻率影響單片機的速度和穩(wěn)定性。通常時鐘由于兩種形式：內(nèi)部時鐘和外部時鐘[10]。我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式來為系統(tǒng)提供時鐘信號。AT89C51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XTAL2它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個自激勵振蕩器。電路中的CC2的選擇在30PF左右，但電容太小會影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。~12MHZ之間，頻率越高單片機的速度就越快，但對存儲器速度要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的NPO電容，采用的晶振頻率為12MHZ。 尋跡模塊小車循跡，我們通常采用紅外檢測的方法，紅外檢測法是通過黑線和白色對紅外線的吸收效果不同，當紅外光線射到白色底板時，會發(fā)生漫反射反射到智能車的接受管上，而射到黑線則會被吸收不會產(chǎn)生發(fā)射，智能車紅外接收管就接收不到。故，整個智能車通過紅外接收管是否接收到紅外線來判斷黑線和白線的[11]，從而實現(xiàn)循跡。但需要主要的是，紅外傳感器的檢測距離有限，一般在3cm之內(nèi)。紅外光電傳感器由1個紅外發(fā)射管（發(fā)射器）和1個光電二極管（接收器）所構(gòu)成。本次設計，紅外光電傳感器我們采用是的ST188，其是由發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管構(gòu)成，它使用的非接觸式檢測方式，且檢測距離范圍較大，一般為4~13mm。尋跡傳感器紅外光電對管ST188實物及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： ST188結(jié)構(gòu)與實物圖 避障模塊本設計避障模塊選用的是集成模塊E18D50NK，該傳感器是一中紅外光電管。這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電式傳感器，其檢測距離可以根據(jù)我們的需要進行調(diào)節(jié)。此傳感器探測距離遠，抗干擾性強，且價格低廉，容易使用，已在機器人行業(yè)中得到廣泛應用，是我們避障功能設計的最佳選擇。： E18D50NK傳感器 聲音傳感器該傳感器原理：前方無障礙輸出高電平(1)，有障礙輸出口（黃色）電平會從高電平變成低電平(0)，工作原理已經(jīng)標在圖上了。背面圖有一個電位器可以調(diào)節(jié)障礙的檢測距離。 聲控模塊通過聲音傳感器（）檢測當前是否有語音命令，來控制小車的行駛與停止，從而達到聲控的效果。聲音傳感器的閾值，我們可以通過人工設置，來調(diào)節(jié)閾值的大小，從而降低外界的干擾，保證系統(tǒng)的正常檢測。 H橋電機驅(qū)動。因其形狀酷似H字母，故人們稱其為“H橋驅(qū)動電路”。H橋驅(qū)動電路，由4個三極管和一個電機構(gòu)成[12]。只有導通對角線上成對的三極管，才能使電機正常運轉(zhuǎn)。 H橋驅(qū)動電路根據(jù)不同三極管對的導通情況，電流的流向也不同，可能從左至右，也可能從右至左，由于流過電機的電流方向的不同，故電機的轉(zhuǎn)向也會不同。，當Q1管和Q4管這對三極管導通時，電流則會由電源正極經(jīng)Q1從左向右流過電機，最好經(jīng)Q4回到電源負極。如圖中電流指向所示，此流向的電流則會驅(qū)動電機沿順時針方向轉(zhuǎn)動。若Q2和Q3這條對角線上的三極管導通時[13]，電流從右向左流過電機，此時則會驅(qū)動電機沿另一方向轉(zhuǎn)動。 橋電路驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動 H橋驅(qū)動電機逆時針轉(zhuǎn)動而L298N內(nèi)部集成了H橋式驅(qū)動電路，從而我們采用L298N電路來驅(qū)動電機。通過單片機給予L298N電路PWM信號來控制小車的速度，起停，保證小車的循跡、避障等功能，為整個小車的運行墊底基礎。 L298N引腳圖 電機驅(qū)動電路 電源模塊本設計需要雙5V電源為整個系統(tǒng)供電，電源模塊以芯片LM7805為核心設計成輸出+5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。該電源模塊是有電源變壓器變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路等四部分組成。電源變壓器將交流220V變?yōu)?V左右交流電壓，然后通過整流橋?qū)⒔涣麟娮優(yōu)槊}動的直流電壓。由于此脈動直流電壓還包含較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，C1C14分別為輸入端和輸出端濾波電容，并利用三端穩(wěn)壓集成芯片LM7805進行穩(wěn)壓[14]，當輸出電較大時，7805應配上散熱板。具體電路如下圖所示： 7805穩(wěn)壓電源通過以上各個單元模塊電路設計，綜合起來得到本次設計的系統(tǒng)整體電路圖如下圖所示。 整體電路圖4 系統(tǒng)軟件部分設計 系統(tǒng)使用的軟件簡介Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術(shù)有限公司）[15]。它具有強大的EDA工具軟件的仿真功能，且還具有仿真單片機及其他外圍器件的功能。目前，最好的仿真單片機及外圍器件的工具就屬Proteus。在近幾年，Proteus軟件在國內(nèi)得到廣泛推廣，受到來自各界人士的青睞。Proteus具有以下優(yōu)勢：v 豐富
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