基于a89s52单片机的智能小车设计

基于a89s52单片机的智能小车设计

随着机器人研究的深入，智能车辆已成为移动机器人的重要分支。它是计算机控制与电子技术的融合,集传感器探测(光源、障碍物)、单片机自动控制、电机调速等于一体,可以说是计算机、传感器、信息、通讯、导航、人工智能及自动控制等技术的一个综合体,为电子设备智能化提供了很好的实例。本文根据实际设计制作基于AT89S52单片机智能小车的过程,在智能小车的自动循线、寻光、避障、检测、控制、显示等方面提出一些见解。1声光控制电机相应的动作调整小鼠AT89S52单片机作为总的控制核心,利用传感器,在循线信号、寻光信号、检测障碍物信号等的输入作用下,控制电机采取相应的动作,从而调整小车做合适的选择。同时,如果有检测到金属片的信号,则将该信号以声光的形式表现出来并令数码管计数显示。主要有循线、寻光、避障、金属检测、数码显示、电机驱动、电源、单片机控制等8大模块,如图1所示。2硬件电路设计2.1比较器lm324根据黑带和白纸对光线的反射系数不同,利用车底接收到的反射光的强弱来判断“道路”黑带。采用两个红外传感器对管ST178,分别置于小车前部底盘两侧,使小车运行时分布在黑线两侧。ST178是由一个红外发光二极管和一个光敏管组成,红外发光二极管发射红外线,经过路面反射后,光敏管接收红外线。如果是白纸,红外线反射后则光敏电阻大幅降低,ST178输出端产生一个低电平,经电压比较器LM324比较后,将低电平信号送至单片机。若遇到黑线,红外线不能反射进入光敏管,从比较器输出高电平送入单片机。使用比较器后可使检测的电压范围更宽,控制更精确。2.2和中间光敏电阻检测电路比较采用三个光敏电阻,呈一定距离和角度置于小车前端,中间一只正对前方,两侧两个光敏电阻各与中间的呈一定角度布置(可根据光源的不同合理调整三个光敏电阻的布置角度)。将左右两个光敏电阻检测电路的电压值通过LM324电压比较器,均与中间光敏电阻检测电路电压值进行比较,再将比较后的电平信号输入单片机。当左侧光较强时,输入一个高电平到单片机,当左侧光较弱时,输入低电平,右侧的比较方法相同。通过左右侧输入至单片机的组合电平信号的不同判断小车与光源的相对位置,从而调用合适的电机运转子程序,实现转弯、直行或后退。例如,当左侧为低电平,右侧为高电平时,调用左转程序,使小车左转,即向光强的方向前进,从而实现寻光功能。2.3方案hj8-3gken常用的有两种方案:一是采用超声波避障。超声波受环境影响较大,电路复杂,而且地面对超声波的反射,会影响系统对障碍物的判断。二是采用红外线避障。该方案电路简单,检测距离易调节,灵敏度高,故采用此方案。采用两个光电避障开关HJS8-GDNK,分别置于小车左前方和右前方。若光电避障开关检测到障碍物,输出端会输出一个低电平,并将输出端信号送至单片机的输入引脚。单片机根据左右两个光电避障开关输入高低电平信号的组合来判断障碍物的位置,从而控制电机做合适的动作。光电避障开关的优点是检测障碍物距离的长短可以通过调节开关的可调电阻来确定,本设计实现了0.12mm至0.54mm距离的检测。2.4动蜂鸣器响应器采用接近开关传感器J12-D4NK,当检测到金属片时,接近开关的输出端输出低电平,通过电压比较器LM324的反相放大后,输出高电平,驱动蜂鸣器鸣叫,发光二极管发光。同时把LM324输出的高电平信号输入单片机,单片机检测到该高电平信号后,调用内置程序,输出脉冲至计数器,驱动数码管显示金属片数目,实现计数功能。本设计采用十进制计数器74LS90和译码器74LS48以及数码管8421bcd。将LM324输出的高电平信号输入至单片机驱动计数器比直接输出到计数器更加稳定。此外,接近开关的检测距离可以通过调节接近开关来设置,本设计实现检测距离为3mm至10mm。2.5电机控制电路采用电机驱动芯片L293D驱动左右两个直流电机,L293D有两个使能端,各自控制一个电机,使能端、输入、输出引脚的逻辑关系如表1所示。L293D可直接对电机进行控制,无须隔离电路。通过单片机六个I/O管脚的输出电平信号组合来设定L293D控制端的高低电平,实现使电机正反转、后退、停止等动作。控制非常灵敏,亦能满足直流减速电机的大电流要求。2.6控制器采用AT89S52单片机作为控制核心,它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。具有8K可编程Flash存储器,与MCS-51单片机产品兼容,有32个可编程I/O接口,八个中断源,具有低功耗空闲和掉电模式,并且掉电后中断可唤醒,价格低廉,使用简便。2.7个pv电源电机驱动芯片L293D与单片机芯片系统共用一个5V电源时,会产生干扰信号,影响小车稳定性能。本设计采用双电源供电,电机驱动芯片L293D采用4V电源供电,单片机电源为5V。2.8系统原理图系统原理图如图2所示。3ag变量检测采用C语言编程,总程序流程是:主程序为先循线后寻光,设计flag变量来区别是循线还是寻光,在循线时开启中断0,检测是否有金属片,若有则进行声光、计数显示;寻光时开启中断1,检测是否有障碍物,进库后通过检测是否有障碍物来停车。总程序流程图如图3所示。4测试结果分析本文以AT89S52单片机为控制核心,设计制作了一款具有智能判断功能的小车。经过对小车的调试以及实际场地实验,测试结果表明该小车完全实现了预定的目标和功能。由于采用模块化设计,本系统具有良好的可升级性和