【正文】 單片機控制功率三極管在占空比可調(diào)的狀態(tài)下工作，精準(zhǔn)的對電動機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整。但是，數(shù)字電阻元器件成本較高，且電機的電流較大，采用分壓的方法會降低效率，而且是指操作困難。 方案1： 利用繼電器控制電機，通過繼電器的開關(guān)來切換小車的速度，此方案電路簡單，但是其有嚴(yán)重缺點，就是繼電器的響應(yīng)時間較長，不利于小車較為精準(zhǔn)的躲避障礙，且易損壞,壽命較短,可靠性不高。綜上所述，本設(shè)計采用方案2 電機驅(qū)動模塊 電機的驅(qū)動模塊是小車運行的基礎(chǔ)，也是小車實現(xiàn)自動避障的實現(xiàn)方法，因此合適的電機驅(qū)動模塊就顯得尤為重要。 方案2： V干電池共9V做電源，經(jīng)過7805的電壓變換后為單片機，傳感器供電。但是蓄電池的體積過于龐大，在小型電動車上使用極為不方便。 方案1：采用12V蓄電池為系統(tǒng)供電。綜上考慮，本設(shè)計選擇方案2。即左右輪分別用兩個轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流減速電機進行驅(qū)動，后裝一個萬向輪。方案2：買現(xiàn)成的車模。還有就是這種小車一般采用的都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動的模式，不能方便迅速的進行原地90度或180度旋轉(zhuǎn)。我們有以下兩種方案可以考慮：方案1：市場上存在很多不同型號的電動玩具小車，這種小車都有完整的車體和車輪以及電機和驅(qū)動電路。電機驅(qū)動模塊，驅(qū)動直流電機完成智能車的加減速和轉(zhuǎn)向控制。電源模塊，為整個系統(tǒng)提供合適而又穩(wěn)定的電源。圖21 系統(tǒng)總體設(shè)計方框圖根據(jù)系統(tǒng)方案設(shè)計，系統(tǒng)包括以下模塊：STC89C52主控模塊、L298N電機驅(qū)動模塊、電源模塊、紅外檢測模塊等。檢測使用的紅外傳感器是專業(yè)的紅外避障傳感器，當(dāng)有障礙物時，它能夠反映出電平高低的變化，而且更加廉價易得，適合簡單的避障。本小車使用STC89C52單片機作為主控芯片，它通過紅外線傳感器獲知前方的障礙物情況，若不存在障礙物，小車直線前進；若左前方發(fā)現(xiàn)障礙物，左前放的紅外傳感器將信號傳給單片機，單片機作出處理后控制小車向右轉(zhuǎn)彎以躲開障礙物；若右前方發(fā)現(xiàn)障礙物，右前放的紅外傳感器將信號傳給單片機，單片機作出處理后控制小車向左轉(zhuǎn)彎以躲開障礙物；若正前方發(fā)現(xiàn)障礙物，則兩個紅外傳感器將信號傳給單片機，單片機作出處理后控制小車倒車至合適距離后，通過傳感器傳來的信號決定轉(zhuǎn)彎方向，以躲開障礙物。通過為微控制芯片對數(shù)據(jù)進行處理，處理速度遠遠滿足小車的運行和避障的需求。 2 工作原理及總體設(shè)計 工作原理在這里我們采用STC89C52作為控制電路，把兩個紅外信號接到單片機上，通過單片機對信號的接收和處理，控制外圍電路使小車轉(zhuǎn)向，來避開障礙物。運用單片機搭建控制電路，把紅外信號接到單片機上，通過單片機對信號的檢測和處理，控制外圍電路使小車轉(zhuǎn)向，來避開障礙物。這里探測裝置必不可少，因為紅外在距離檢測方面的準(zhǔn)確定位。 課題主要研究內(nèi)容系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為核心控制單元，小車車體前方的紅外線傳感器檢測前方障礙物，用于判斷是否需要轉(zhuǎn)彎，防止小車碰到障礙物。交流電機，不論是異步電動機還是同步電動機，結(jié)構(gòu)都比直流電機簡單，工作也比直流電機可靠，但在頻率恒定的電網(wǎng)上運行時，它們的速度不能方便的調(diào)節(jié)。對于復(fù)雜的微處理器控制電機，則要利用微處理器控制電壓、電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等，使電機按給定的指令工作。對于簡單的微處理器控制電機，只需利用微處理器控制繼電器、電子開關(guān)元器件，使電路開通或關(guān)斷就可實現(xiàn)對電機的控制。此外，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，制作工藝的提升，使得大功率電子器件的性能大大提高。所以，直流傳動控制采用微處理器實現(xiàn)全數(shù)字化，使直流調(diào)速系統(tǒng)進入一個嶄新的時代。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，微處理器已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于直流傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)了全數(shù)字化控制。其間是通過STC89C52單片機產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號輸入到L298驅(qū)動芯片來控制直流電機工作。直流電機PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括：對直流電機的加速、減速，能夠很方便的實現(xiàn)電機的智能控制。單片機具有體積小、功能全、抗干擾能力強、可靠性高、結(jié)構(gòu)合理、指令豐富、控制功能強，造價低等優(yōu)點。而作為其核心單片機，正朝著多功能、高速度、低功耗、大存儲容量和強I/O功能等方向發(fā)展。單片機的誕生是計算機發(fā)展史上的又一個里程碑。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。目前單片機已經(jīng)參與到我們生活的各個領(lǐng)域，很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的影子。 單片機及直流電機的發(fā)展單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等共跟那個集成到一塊硅片上的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。日本開發(fā)出協(xié)助盲人行走的導(dǎo)盲機器人LZI.清華大學(xué)智能機器人于1994年通過鑒定，涉及到五個方面的關(guān)鍵技術(shù)：基于地圖的全局路徑規(guī)劃研究；基于傳感器信息的局部路徑規(guī)劃研究；路徑規(guī)劃的仿真技術(shù)研究；傳感器技術(shù)、信息融合技術(shù)研究；智能機器人的設(shè)計和實現(xiàn)。美國的MDARS項目是在著名的保安機器人ROBART的基礎(chǔ)上建立的一個多智能機器人平臺，后來在指定地點執(zhí)行巡邏任務(wù)。美國NASA研究的火星探測機器人于1997年登上了火星。如DARPR的“戰(zhàn)略計算機”計劃中的自主地面車輛計劃。在此基礎(chǔ)上，研制成功了多足步行機器人，其中最著名的是General Electric Quadruped的步行機器人。目的是研究復(fù)雜環(huán)境下機器人的自主推理、規(guī)劃和控制能力。雖說目前我們對智能機器人的研究尚處于探索階段，但是我們已經(jīng)取得了很多不凡成就。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能機器人在各方面的應(yīng)用也越來越廣泛。機器人要實現(xiàn)自動避障功能，還可以發(fā)展循跡功能，感知引導(dǎo)物和障礙物。該智能小車是機器人的典型代表。如果汽車偏離車道或距離障礙物小于安全距離時，汽車就會發(fā)出報警，如果駕駛員沒有及時作出反應(yīng)，汽車就會自動減速或停止。我國是一個世界大國，在高科技領(lǐng)域也應(yīng)占據(jù)一席之地，汽車的智能化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，在這種情況下研究智能避障小車具有深遠意義。此設(shè)計主要體現(xiàn)小車的智能避障模式，設(shè)計中理論、分析方法及創(chuàng)新都可以為運輸機器人、采礦機器人、家用清潔機器人等自動半自動機器人的設(shè)計提供一些依據(jù)。它的主要功能是探測前方是否有障礙物，如果有障礙物時，經(jīng)過判斷障礙物的位置，實現(xiàn)避障功能。但這并不能滿足某些特殊場合下的要求。智能避障電動小車是一個運用傳感器、單片機、電機驅(qū)動等來實現(xiàn)環(huán)境感和自動行駛為一體的高新技術(shù)綜合體，它在民用和科學(xué)研究等發(fā)面已獲得了廣泛應(yīng)用。近年來機器人的智能化水平不斷提高，也在改變著人們的生活方式。本文首先介紹了智能車的發(fā)展前景，接著介紹了該課題設(shè)計構(gòu)想，各模塊電路的選擇及其電路工作原理，最后對該課題的設(shè)計過程進行了總結(jié)與展望,并附帶各個模塊的電路原理圖和本設(shè)計實物圖及完整的C語言程序。充分利用STC89C52的系統(tǒng)資源，使智能小車完美的實現(xiàn)了障礙物檢測、避開障礙物自動巡航等功能。采用了E18D50NK紅外光電開關(guān)組成的避障傳感器來避障。驅(qū)動采用L298N驅(qū)動芯片，它是一種雙全橋步進電機專用芯片，通過對其輸入端的控制可以實現(xiàn)小車的啟動、轉(zhuǎn)向、停止等動作。該設(shè)計利用單片機STC89C52RC作為主控芯片，該芯片是一種高速、低功耗、抗干擾能力強的芯片，其最高時鐘工作頻率為48MHz，用戶應(yīng)用程序空間為8K。鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于單片機的自動避障小車設(shè)計與實現(xiàn)鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計題 目：基于單片機的自動避障小車設(shè)計與實現(xiàn)指導(dǎo)教師： 張朝陽 職稱： 講師 學(xué)生姓名： 周紅宇 學(xué)號： 1102120515 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 院 （系）： 機電工程學(xué)院 答辯日期： 年 月 日 2015年 月 日摘 要智能小車是一種能夠通過編程手段完成特定任務(wù)的小型化機器人，主要是在自動化控制領(lǐng)域，它具有制作成本低，電路結(jié)構(gòu)簡單，程序調(diào)試方便等優(yōu)點，具有很強的趣味性。智能小車深受廣大機器人愛好者以及高校學(xué)生的喜愛。能夠滿足程序空間需要。為節(jié)省成本，小車由兩個直流減速電機加一個萬向輪構(gòu)成，并采用后輪驅(qū)動。由于采用了6節(jié)干電池供電使系統(tǒng)的抗干擾性得到加強。經(jīng)實踐驗收測試，該智能小車的電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，系統(tǒng)反映快速、靈活，設(shè)計方案正確、可行，各項指標(biāo)穩(wěn)定、可靠。關(guān)鍵詞：智能小車 單片機 避障 紅外線Abstract Smart car is a small robot to acplish specific tasks by programming, mainly in the field of automation control, it