【正文】 境,減少了能源和材料消耗,保證了安全等。它可以通過計(jì)算機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)其對行駛方向、啟停以及速度的控制,無需人工干預(yù),操作員可以通過修改智能小車的計(jì)算機(jī)程序來改變它的行駛方式。智能小車能夠在無現(xiàn)場操作人員的情況下按照預(yù)定的設(shè)計(jì)方案和根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況作出相應(yīng)的反應(yīng)，并能穩(wěn)定的運(yùn)行，在惡劣條件下探測、救生等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。任何智能小車想要實(shí)現(xiàn)智能化就必須能夠?qū)崿F(xiàn)對外部環(huán)境的自我感知判斷并作出相應(yīng)反應(yīng)，最終完成人們布置的任務(wù)。因而自主涉及循跡小車已成為培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力首選工程實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目之一，被列為國內(nèi)眾多機(jī)器人大賽重點(diǎn)項(xiàng)目，備受各類院校與機(jī)器人開發(fā)公司的高度重視。通過裝在小車前面的紅外傳感器，獲取路面黑線位置信息，輸入到單片機(jī)中，再由單片機(jī)輸出控制信號，由驅(qū)動模塊驅(qū)動電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車的自主循跡行駛，同時當(dāng)路線前方檢測到有障礙物時，小車能夠立即停止并報(bào)警，障礙物消除后，小車?yán)^續(xù)沿黑線行駛。 系統(tǒng)總體方案 車體設(shè)計(jì)小車采用廢舊的玩具車車架，傳感器安裝在小車車體正前方，傳感器的安裝高度要保證每個傳感器能正常工作。即左右輪分別用兩個轉(zhuǎn)速和力矩完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，車體尾部裝一個萬向輪。在安裝時要保證兩個電機(jī)同軸。圖 21 車體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖整個系統(tǒng)電路由電源模塊、微控制模塊、路面檢測模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、蜂鳴器模塊構(gòu)成。圖 22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 主要芯片介紹 STC89C52 簡介STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器（FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低電壓，高性能 COMOS8 的微處理器，俗稱單片機(jī)。圖23 STC89C52單片機(jī)實(shí)物圖圖24 STC89C52單片機(jī)接口引腳圖STC89C52 具體介紹如下：（1）主電源引腳（2 根）VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V 電源GND(Pin20)：接地線（2）外接晶振引腳（2 根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端（3）控制引腳（4 根）RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。（4）可編程輸入/輸出引腳（32 根）STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、PPP3 口，每個口有 8 位（8 根引腳），共 32 根。（2）。4%。（5）圖 25 78l05 封裝圖圖26 78L05引腳圖 TCRT5000 簡介光電傳感器TCRT5000，是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。高電平的輸出大,能夠被單片機(jī)所識別。（2）內(nèi)置可見光過濾器能減小離散光的影響。L298N 芯片可以驅(qū)動兩個二相電機(jī)，也可以驅(qū)動一個四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V。4 腳 VS接電源電壓，V S電壓范圍 VIH為＋2．5～46 V，輸出電流可達(dá) 2．5 A，可驅(qū)動電感性負(fù)載。L298N 可驅(qū)動 2 個電動機(jī)，OUT1，OUT2 和 OUT3，OUT4 之間可分別接電動機(jī)。EnA，E nB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。STC89C52 單片機(jī)時鐘頻率范圍：0 — 33MHz，本設(shè)計(jì)中給單片機(jī)提供一個外接的 12MHz 的石英晶振。STC89C52 單片機(jī)的工作電壓范圍：—， 所以通常給單片機(jī)外接 5V 直流電源。復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動過程，在電壓達(dá)到正常值時給單片機(jī)一個復(fù)位信號。手動按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號，完成單片機(jī)啟動，確定單片機(jī)的初始狀態(tài)。XTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9 U1AT89C52X112MHzC130pFC230pF+5VR210kC310uR110kR32k+5VCLPS1S2S3S4S5NEARIN1IN2IN3IN4ENAENBFMQ圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng) 輸入輸出端口確定為了方便程序設(shè)計(jì)，將 P0 端口作為輸入端口，P1 作為輸出端口。當(dāng)前方出現(xiàn)障礙物時通過 口控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號。為了保證整個電路能夠穩(wěn)定運(yùn)行，給單片機(jī)和循跡模塊提供 5V 的輸入電壓，給電機(jī)驅(qū)動模塊提供 的輸入電壓。將 干電池組的的電壓輸入到 78L05 的輸入端，輸出端可以得到 5V 電壓輸出，輸入輸出端各并一個電容，可以起到（。 。 。 干電池一方面直接給驅(qū)動電路供壓，通過78L05 得到的 5V 電壓給單片機(jī)等其他部分供壓,這樣系統(tǒng)電路各部分都能得到比較穩(wěn)定的電壓。小車在白色地面行駛時，紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外信號被反射，接收管收到信號后，輸出端為低電平。單片機(jī)通過采集每個紅外接收管的輸出端電壓，便可以檢測出路面黑線的位置，從而控制小車的轉(zhuǎn)向，使小車一直沿黑線行駛。圖 33 BDF1000傳感器模塊圖34 TCRT5000光電傳感器電路圖 蜂鳴器電路當(dāng)檢測電路上的蔽障傳感器檢測到線路上有障礙物時，個低電平信號，蜂鳴器電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號，當(dāng)障礙物移除后，小車會繼續(xù)沿黑線行駛，報(bào)警信號消除。 電機(jī)選型 本設(shè)計(jì)中對電機(jī)要求不高，不需要調(diào)速，不需要很大力矩，只要求能夠正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)就可以，所以選了用普通的玩具車馬達(dá)。本設(shè)計(jì)中采用了 L298N 雙 H 橋電機(jī)驅(qū)動模塊，以 L298N 作為驅(qū)動核心。圖 36 L298N 電機(jī)驅(qū)動模塊圖 37 L298N 驅(qū)動模塊接線圖L298N 內(nèi)含兩個 H 橋驅(qū)動電路，如圖 38 所示，H 橋式電機(jī)驅(qū)動電路包括 4個三極管和一個電機(jī)。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。例如，如圖 39 所示，當(dāng) Q1 管和 Q4 管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng) Q1 從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4 回到電源負(fù)極。當(dāng)三極管 Q1 和 Q4 導(dǎo)通時，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍的箭頭指示為順時針方向）。當(dāng)三極管 Q