基于STC89C52的自動導引車的設計

趙 巍，王妍瑋

1.黑龍江煙草工業有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150001

2.東北石油大學華瑞學院，黑龍江 哈爾濱 150028

無線引導小車能實現自動充電、智能引導、識別以及無線通訊等功能。這些功能都體現了現代工業對無線引導小車的需求，因此此設計具有一定的實用價值。同時，無線引導方案對目前傳統的拖鏈式或微波管道式的小車通訊是一次比較大的突破,具有較好的應用推廣價值。無線引導具有傳輸穩定可靠、訪問安全性高、維護工作量少等優點。它隨時、隨地提供信息接收的能力，將在工業通訊市場發揮越來越大的作用，也是未來工業機器人化的發展方向。

0 引言

我國的無線引導機器人發展歷史較短，1976年北京起重運輸機械研究所研制出第一臺ZDB型自動導引車AGV（Automatic Goided Vehicle），但由于技術的限制，在可靠性和價格上還存在許多問題，取得的成效有限。進入90年代，我國在這方面的自主開發取得了長足的進步，吸收當今國際領先水平的激光導引技術，并成功地將其應用于多個先進的自動化物流工程上，形成了系統開發、產業化批量生產、系統應用的新局面。至今我國的發展方向是研制出一種綜合機械、自動控制、現代通訊、計算機信息處理等多種高新技術于一體的高科技產物，朝著全自動智能化、高柔性、宜人化、信息化方向發展。

1 總體設計思路

為達到小車在有光照時有趨向光源方向轉動的效果，所以必須用到光傳感器和電動機。因為控制電機需要專門的驅動芯片，所以設計思路為光傳感器給驅動信號驅動來控制電機，以實現設計目的。

設計中采用單片機作為控制中心，既信號的中轉站，對通過接收元件和比較器傳輸的信號進行處理輸出給驅動執行模塊，各個部分設置獨立電源供應，設計分工明確，各部分模塊互不干擾,穩定性好，調試起來簡單，檢錯方便容易。另一個方面，單片機具有體積小、集成度高、運算速度快、運行可靠、應用靈活、價格低廉以及面向控制等特點，因此使用單片機控制既省時又省力，而且車響應會更加迅速，靈敏，連貫。因此，設計中采用以單片機核心進行總體設計。

2 硬件設計

硬件電路設計采用的是三輪機構，前兩個輪為轉向輪，由直流電機驅動，后面一個輪為從動輪，硬件系統主要包括信號接受電路、單片機控制電路，電機驅動電路三大部分，信號接收電路中起傳感器作用的光敏電池接收到光，產生電流，通過比較器比較，電壓超過某一特定值時，會給單片機一定的信號，單片機通過程序對信號處理輸出指令給驅動，驅動電路控制直流電機的轉動及轉向，進而實現小車的轉彎，其組成框圖如圖1所示。

小車的設計采用單片機作為整個系統的控制中心，通過單片機來控制驅動芯片L298N，控制電機的轉動方向，從而控制小車的行駛方向。在引導方式上采用光源引導的方式，其硬件組成如圖2中所示。

圖2 硬件組成圖

本車采用分層布局，共分5層，最上一層為總電源模塊負責轉換電壓然后分給各個模塊，下層為單片機模塊，然后為比較模塊，再下層為驅動模塊，最后為車底盤固定電機和萬向輪。各個板子之間用銅柱連接，各個芯片之間用杜邦線連接。這樣的布局主要是針對以上幾點困難做出的。這樣做層次分明各個板子上元件較少，利于焊接和調試及檢測；電源統一管理，這樣就能做到供電方面簡單清晰，便于檢錯；這樣分布還使小車立體感較強，美觀大方。

3 軟件設計

圖3 程序流程圖

軟件的設計思想就是緊緊抓住信號的傳輸流程，并且針對作者的熟練程度和現代主流編程方式方法的特點，盡量使軟件操作更具人性化。在保證軟件功能充分發揮的基礎上，力求軟件程序簡單、方便和靈活。程序流程設計思路為初始化、檢測判斷光源、驅動電機和控制速度三個方面的內容。其中，此設計是當有光源照射的時候車移動，沒有光源照射的時候車不動，所以程序應該存在無限循環。所以此程序設計應該滿足以上條件。

系統中的軟件設計需要完成系統初始化，以及控制過程的實現等功能，是一個控制系統的核心部分，軟件設計的好壞直接影響到系統的性能。單片機系統需要接收識別電路的信號及判斷方向傳感。軟件設計流程如圖3所示。

4 結論

設計一個基于單片機STC89C52的無線引導車，通過軟硬件設計，小車可以自動檢測光源位置，并根據光源位置進行動作。實驗結果表明，這種控制方式控制靈活，轉向迅速、準確，響應靈敏，光源距離在20CM內可自動檢測。

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