智能红外避障小车的设计与制作

1、             红外避障小车的设计与制作 哈工大 05电信  一.设计思想与总体方案1，设计思想  小车沿直线行驶，当探测到前方有障碍物时停止，再后退，然后右转弯，最后继续前进，如此反复。2，总体设计方案和框图  本设计以AT89C2051单片机作为检测和控制核心，用红外光电开头探测障碍物，RP5履带式坦克底盘作车体。框图如下：二.系统硬件组成及设计原理  本系统硬件部分由单片机单元，红外传感器单元，电机驱动单元，蜂鸣器单元，

2、键盘输入单元及电源单元组成。1，单片机单元  本系统采用AT89C2051单片机作为中央处理器，其主要任务是扫描键盘输入的信号启动小车，读P3.5判断前方有无障碍物,并执行相关动作(本设计中P3.5=0时，前方有障碍；P3.5=1时前方无障碍），P1.4-P1.7是电机驱动口；P3.7是蜂鸣器信号输出；P3.5接红外传感器。2，红外传感器单元  为简化硬件电路，传感器单元采用了发射/接收一体化的红外光电开头，型号E3F-DS30C4，点击图片可以查看其详细资料。该传感器为漫反射型，使用电压范围宽（DC6V-36V），探测距离可调节，最大可达30CM，输出信号可直接与单片机的

3、I/O口相连接。3，电机驱动单元  PR5履带式坦克底盘为双电机驱动，转弯非常灵活，本系统用常用的电机驱动集成电路L293D控制两只电机。L293D内含2个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准的TTL逻辑电平信号，可驱动36V，2A以下的电机。2，7，10，15接输入控制电平；3，6和11，14脚分别接两只电机，1，9脚接控制使能端，控制电机停转，单片机输出两组PWM信号，每一组PWM信号用来控制一个电机的转速。现以其中一组电机为例来说明：2，7脚输入高/低或低/高，实现电机的正/反转        

4、;                                                 2，7脚均为高或均为

5、低，实现电机停转                                                

6、0;        1脚为高电电平时，2，7脚输入才有效，反之输入无效（所以在本系统中将1和9脚接高电平），也可以在1脚输入PWM信号，通过调整PWM的占空比来实现电机的无级调速（本系统中未使用）。3，蜂鸣器单元设计为上电蜂鸣，按启动按键和有障碍物时蜂鸣一次。由三极管，蜂鸣器和电阻组成。4，键盘输入单元设计两只按键，S2启动，由单片机扫描P3.4，此脚为低电平时启动；S1是停止，刚开始想通过编程来实现，后来在与朋友交流时，决定把S1装在复位电路中，这个办法既简单又有效，呵呵。5，电源电路系统采用两组电压供电，+8.

7、4V是电机驱动电压，+5V供给单片机，L239D及蜂鸣器电路等。三.软件设计 由于系统要实现的功能比较简单，所以程序也比较简单。想要实现小车的前进，停止，后退和右转弯，单片机在各个阶段P1口的状态如下：P1=01100000=60H(十六进制),  P1.7=0      P1.6=1      P1.5=1      P 1.4=0 , 小车前进P1=10010000=90H(十六进制),  P1.7=1

8、      P1.6=0      P1.5=0      P1.4=1,    小车后退P1=00000000=00H(十六进制),  P1.7=0      P1.6=0      P1.5=0      P1.4=0,   

9、  小车停止P1=01010000=50H(十六进制),  P1.7=0      P1.6=1      P1.5=0      P1.4=1,     小车右转四.系统硬件连接图及源程序1，硬件连接图：2，源程序     ORG  000H       &

10、#160;            ，开机初始化      MOV A,#00H                  MOV P1,A            

11、60;        ，P1口清零      LCALL BING                ，上电蜂鸣START:MOV C, P3.4      MOV 22H,C      JB 22H,START 

12、           ，按键扫描   LCALL BING                   ，按下按键时蜂鸣      JNB 22H,QIDONG      ，按下按键转QIDONGQIDONG

13、:LCALL DEL      ，延时启动       LCALL DEL             LCALL DELDETECT:MOV C,P3.5     ，检测程序       MOV 24H,C    JB 24H,ADVAN &

14、#160;              JNB 24H,STOPADVAN:MOV A,#60H       ，前进子程序      MOV P1,A   LCALL DEL   AJMP DETECT          

15、    ，返回检测程序STOP:LCALL BING          ，停止子程序，调蜂鸣程序     MOV A,#00H     MOV P1,A  LCALL DEL                  

16、    ，此处可设置停止时间  LCALL DEL  LCALL DEL  LCALL DEL  LCALL DELRETRE:MOV A,#90H       ，后退子程序      MOV P1,A   LCALL DEL             

17、0;       ，此处可设置后退时间   LCALL DEL   LCALL DEL   LCALL DEL    LCALL DEL   LCALL DELRIGHT:MOV A,#50H         ，右转子程序      MOV P1,A   LCALL DEL

18、60;                   ，此处可设置右转弯时间   LCALL DEL   LCALL DEL   LCALL DEL    LCALL DEL   AJMP DETECT          

19、0;   ，一个避障动作结束，返回检测程序BING:CLR P3.7                 ，蜂鸣器蜂鸣子程序     LCALL DEL1  SETB P3.7  RET                                   DEL:MOV R7,#220