基于单片机的红外避障小车设计_精品.doc

红 外 避 障 小 车 学校: 西安工程大学 学院: 电子信息学院 姓名: **** 班级: 06级电子一班 前 言 --------------------------------------------------- 随着生产自动化的发展需要，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，随着科技发展要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相给一个视觉功能。障碍物AT89S51为核心的控制板可以达到其基本功能，再辅加由漫反射式光电开关组成的避障电路、555组成的转速控制电路、电源电路、差分驱动电路就可以完善整个设计。 目录 前言 ------------------------------------------------------------------------------1 目录 ------------------------------------------------------------------------------2 摘要 ------------------------------------------------------------------------------3 功能概述 ------------------------------------------------------------------------3 硬件设计 要】: 本文提出一种智能避障小车的设计方法，利用红外技术检测障碍物信息，采用AT89S51单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采用后轮驱动，两轮各用一个直流电机控制，避障用的传感器采用红外漫反射式传感器。 【关键词】: 避障 光电开关 差分控制 LCD 2. 功能概述 智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。将三个红外线光电传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到障碍物时，主控芯片控制右轮电机停止左轮转动，车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮电机停止转动，车向左方转向，当前面有障碍物时规定车右转。于此同时测定速度并显示，在避障小车前进的同时从LCD点阵液晶显示器上显示小车当时速度。在小车左转或右转时在显示器上显示出左或右。 3．硬件设计如下图所示，是本次设计智能小车的电路框图。以89S51为电路的中央处理器，来处理传感器采集来的数据，处理完毕之后以便去控制电机驱动电路来驱动电机。电源部分是为整个电路模块提供电源，以便能正常工作。 4. 避障电路 （1）?障碍物探测方案的选择?方案一：脉冲调制的反射式红外线发射接受器。由于采用该有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰；另外红外线接受官的最大工作电流取决于平均电流。如果采用占空比小的调制信号，再品均电流不变的情况下，顺势电流很大（50100mA），则大大提高了信噪比。并且其反应灵敏，外围电路也很简单。它的优点是消除了外界光线的干扰提高了灵敏度。方案二：采用超声波传感器，如果传感器接收到反射的超声波，则通知单片机前方有障碍物，如则通知单片机可以向前行驶。市场上很多红外光电探头也都是基于这个原理。这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性 ?由以上两种方案比较可知。方案二要比方案一优势大，市场上很多红外观点探头也都基于这个原理。其电路简单，工作可靠，性能比较稳定。从而避免了电路的复杂性，因此我先用方案二作为小车的监测系统。 光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。?? ?光电开关在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检 测电路。 避障电路如下： 避障电路功能表： 传感器 避障电路输出（上升沿动作） 待执行命令 左 中 右 左转信号(P2.1) 右转信号（P2.0） 0 0 　 √ 右转 0 0 1 　 √ 右转 0 1 0 　 √ 右转 0 1 1 　 √ 右转 1 0 0 √ 　 左转 1 0 1 　 √ 右转 1 1 0 √ 　 左转 1 1 1 　 　 前进 注解（“0”表示有障碍物； “1”表示无障碍物） 4. 单片机电路 本设计的主控芯片选择AT89S51， 5. 电机转速控制电路 由555时基电路构成多谐振荡器提供一个 PWM信号，通过控制该信号的占空比来实现电机调速。 阻容元件的取值初步定为图中所示。 多谐振荡器如下： 其中占空比： q=(R1+Rx1)/(R1+R2+Rx) 周期：T=(R1+R2+Rx)Cln2