劉丹妮 朱凱

摘要：智能小車由STC89C52為核心，并且使用一臺單片機(jī)來控制l298N電機(jī)的驅(qū)動模塊并可以直接控制一輛智能駕駛小車。它利用超聲波傳感器來準(zhǔn)確地識別道路上的障礙物并進(jìn)行避障。它是使用紅外線傳感器來檢測路徑軌跡，并將被檢測的信號回放到單片機(jī)以便實(shí)現(xiàn)追蹤功能通過判斷和分析單片機(jī)采集的信號并控制驅(qū)動馬達(dá)以使得智能小車具備轉(zhuǎn)向功能，智慧小車可以避開前方的障礙物，沿著路徑行走并自動跟蹤和躲避其他障礙物，來完成對智能小車的轉(zhuǎn)向和避障。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);智能小車;避障;尋跡紅外

1、主控系統(tǒng)

STC89C52是一款采用帶有高性能且低驅(qū)動功耗的8元的CMOS系列微控制器。它們還擁有一個可以內(nèi)置于8K素微控制器接口中的32位可編程圖形閃存。STC89C52使用了一個傳統(tǒng)級的MCS-51內(nèi)核;但是，為了能夠繼續(xù)努力保持這種傳統(tǒng)51單片機(jī)所可能沒有的數(shù)位芯片設(shè)計特點(diǎn)，已經(jīng)對其性能進(jìn)行了許多新的改善，STC89C52是一個同時具有一種智能8位閃存處理器和一個系統(tǒng)級的可編程數(shù)位閃存設(shè)計特點(diǎn)的數(shù)位單芯片，為許多其他數(shù)位應(yīng)用者系統(tǒng)提供了非常靈活和高效的軟件解決模式方案，系統(tǒng)可以集成許多控件[1]。

一、復(fù)位操作

復(fù)位操作就是對微控制器進(jìn)行的初始化。它的主要目標(biāo)之一就是將pc初始值變成0000h，以便于微控制器自0000h單元起就可以執(zhí)行該程序。除了需要啟動正常的系統(tǒng)初始化以外，如果一個系統(tǒng)因程序的執(zhí)行或者操作錯誤而自動崩潰，您還可以按下重新啟動或者清除系統(tǒng)中的按鈕。

二、復(fù)位信號及其產(chǎn)生

由兩個集成模塊一起組成此次功能復(fù)位的集成電路，那么它們就是一個芯片內(nèi)部和就是芯片外部。外部復(fù)位電路所連接產(chǎn)生的一個內(nèi)部復(fù)位檢測信號（RST）同時發(fā)送給施密特觸發(fā)器，并且片上的一個復(fù)位檢測電路在每一塊板的S5P2上板中都會同時顯示施密特觸發(fā)器的一個輸出，以便于檢測內(nèi)部的一個復(fù)位電路操作。有兩種方法使用戶可以進(jìn)行相位重置的過程：手動重置一個相位的按鈕，以在其上電時自動進(jìn)行相位重置，通過向外部的相位重置電路充電，可以在上電時自動重置。這就說明只要VCC功率的上升持續(xù)時間不可能超過1ms/秒，機(jī)器循環(huán)以在開機(jī)時獲得自動重啟。手動復(fù)位的工作方式主要有以下兩種：第一種采用的是電平模式，而第二種采用的就是脈沖模式[2]。

2、電機(jī)驅(qū)動與避障模塊

功率控制晶體管信號可以直接用來控制作為一個直流功率信號放大器的一個輸入，以用來控制一個直流電的發(fā)動機(jī)。線性驅(qū)動電路，不僅加速強(qiáng)，而且構(gòu)造簡略不復(fù)雜，加速的能力也很不錯。使用由達(dá)林頓管制成的H橋電路。

兩對紅外燈管分別布置在車身前部和軌道的各一側(cè)。根據(jù)接收黑線和白色光電的兩個開關(guān)進(jìn)行選擇，控制轎廂方向以設(shè)置轎廂方向。測試結(jié)果表明，只要正確地安裝了光電開關(guān)的位置，就可以提供足夠的跟蹤能力。

3、硬件設(shè)計

使用前驅(qū)作為智能型小車進(jìn)行驅(qū)動，前輪的左側(cè)和右側(cè)由一臺電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，并通過調(diào)節(jié)其前輪速度以便于啟動和停止來控制方向。后輪是通用的支撐輪。把左右兩根光電耦合管分別放置于身體下方。此時，當(dāng)位于車輛底部左側(cè)的傳感器被檢測為黑線，主控制芯片將命令左輪馬達(dá)停止，然后車輛再次向左進(jìn)行校正。此時，當(dāng)汽車右下方的傳感器被檢測至黑線位置時，主控制芯片將命令右輪馬達(dá)停轉(zhuǎn)，汽車則向右下方進(jìn)行校正。

避障原則與追趕原則相同。一對光電管安裝在主體的右側(cè)。當(dāng)檢測到障礙物時，主控制芯片會發(fā)出信號并警告車輛正在倒轉(zhuǎn)并避開障礙物。

小型直流發(fā)動機(jī)的專用驅(qū)動器，l293芯片是采用的方式是一個集成H橋電路。它的輸出電流范圍為1000mA，最大輸入電流范圍為2A，最大的工作電壓范圍為36V，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，因?yàn)樗軌蚩刂茊纹瑱C(jī)的電感負(fù)載，特別是它可以連接到一個單片機(jī)的兩個輸入端。由微控制器很方便的控制。

4、信號檢測模塊及主控電路

當(dāng)智能小車行駛到路線內(nèi)時，會通過檢測路面反射光線的大小來判斷并監(jiān)控，因?yàn)槁访嫔嫌胁煌姆瓷浯笮∠禂?shù)。在信號檢測模塊中，運(yùn)用了紅外探測，這種檢測方法應(yīng)用非常廣泛，紅外探測會采集紅外線檢測到的不同物體的反射特性，簡單可靠，而且它會持續(xù)地放射紅外線。這便是智能小車的監(jiān)控原理[3]。

主控電路的主要功能是對已經(jīng)采集到的信號進(jìn)行檢測分析，并且要計算和控制電機(jī)的運(yùn)行速度，以及起動和停止。檢測障礙的功能也受到它的控制以及報警功能。

5、結(jié)語

本文系統(tǒng)設(shè)計是基于單片機(jī)和傳感器原理，以STC89C52單片機(jī)為主控芯片，采用L298N和12V直流電機(jī)為驅(qū)動元件，通過軟件編程制作了一整套結(jié)構(gòu)完整，功能模塊化，反應(yīng)較為靈敏的超聲波避障小車。經(jīng)過對該避障小車的避障測試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該避障小車能夠很好的按照預(yù)期完成避障動作，并且能夠快速運(yùn)動靈敏避障，效果良好，運(yùn)行穩(wěn)定性較好。

參考文獻(xiàn)

[1]陳紅梅.淺談多傳感器信息融合技術(shù)[J].科技信息，2012（18）：33-34.

[2]洪淼淼.蔡寧.基于STC89C52的智能小車[J].電子世界.2016（11）：41-42.

[3]盧威.智能小車避障系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].南昌大學(xué)，2012.