基于單片機(jī)的智能循跡小車設(shè)計

張猛+丁愛國+陳欣歡

摘 要：本次設(shè)計的單片機(jī)控制的智能循跡車以89C52芯片為小車的控制核心，運用L298N驅(qū)動芯片實現(xiàn)小車的運動。通過兩節(jié)18650電池供電，使用紅外傳感器實現(xiàn)小車自動尋跡、測速。利用PWM來實現(xiàn)對小車車速的調(diào)節(jié)。

關(guān)鍵詞：stc89C52；紅外傳感器；智能循跡小車

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.245

1 引言

智能循跡汽車是汽車電子、人工智能、機(jī)械制造多個學(xué)科領(lǐng)域的結(jié)合體，具有重要的應(yīng)用價值。智能尋跡車是運用單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計的，智能循跡小車?yán)脗鞲衅鱽碜R別賽道信息，利用傳感器檢測智能車的加速度和速度，從而實現(xiàn)快速穩(wěn)定的尋跡行駛。本設(shè)計簡單易懂，但是應(yīng)用價值很高。在科技越來越發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會，汽車的普及率已經(jīng)非常之高。許多汽車制造廠商提出無人駕駛的概念，例如特斯拉。因此次設(shè)計具有很高的科研價值。

2 基于單片機(jī)設(shè)計的智能小車的總設(shè)計方案

該設(shè)計是以89C52單片機(jī)為主控制芯片，通過7.5V電池直接給電機(jī)供電。經(jīng)過穩(wěn)壓電路給單片機(jī)以及傳感器供電。系統(tǒng)采用L298N驅(qū)動芯片來實現(xiàn)小車的運動和轉(zhuǎn)向。采用四路紅外傳感器來實現(xiàn)小車的循跡。采用紅外傳感器實現(xiàn)小車的測速。使用PWM對小車進(jìn)行調(diào)速，使用加度傳感器來防止小車發(fā)生側(cè)翻。

3 硬件電路設(shè)計

硬件電路的設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊為控制中心、電源模塊功能，電機(jī)驅(qū)動模塊實現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向及運動，紅外循跡傳感器模塊測速模塊實現(xiàn)賽道信息檢測。下面介紹一下驅(qū)動傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、測速模塊。

3.1 電源模塊電路

系統(tǒng)是利用兩節(jié)3.5V鎳鉻電池供電。通過5V文雅電路轉(zhuǎn)換稱觀點偏激所需的電壓。7電壓直接供給電機(jī)驅(qū)動芯片。以下是設(shè)計的硬件圖。

3.2 電機(jī)驅(qū)動模塊電路

電機(jī)驅(qū)動模塊主要控制小車的方向，因此對電機(jī)驅(qū)動具有反應(yīng)快、可靠性高等特點。因此采用L298N芯片，通過操作單片機(jī)的I/O口電平信號，即可對電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)、停止操作的控制。

3.3 測速模塊

系統(tǒng)使用紅外傳感器檢測直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。只需要在碼盤智商粘貼一個接受廣電信號的接收裝置，然后對采集的信息進(jìn)行處理即可得出小車的速度。

3.4 循跡模塊

采用TCRT5000制作的四路循跡模塊具有價格低廉，穩(wěn)定性高的特點。TCRT5000光電傳感器模塊是一款紅外反射式光電開關(guān)。TCRT5000具有可靠性高，價格便宜，制作簡單的特點。

3.5 加速度傳感器模塊

ADXL345芯片非常適合進(jìn)行加速度的測量，測量范圍大，數(shù)字輸出數(shù)據(jù)訪問簡單方便。而且該芯片穩(wěn)定性以及可靠性非常高。采集的信息通過加法處理即可得到小車的加速度。

4 軟件代碼調(diào)試

系統(tǒng)開始工作，首先初始化IIC、PWM、外部中斷。初始化結(jié)束后開始循環(huán)，單片機(jī)各個模塊開始工作，然后講采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)。單片分析數(shù)據(jù)對小車的前進(jìn)路線進(jìn)行調(diào)整，并將信息通過1602顯示出來。

5 結(jié)語

以stc89c52作為主控芯片，設(shè)計的智能尋跡小車，經(jīng)過多次實驗其尋跡效果良好，速度和轉(zhuǎn)向控制響應(yīng)快，系統(tǒng)的定性和抗干擾能力強(qiáng)，而且能夠適應(yīng)不同程度的光照條件下。同時針對最近大熱的無人駕駛汽車而言，此設(shè)計能更好的幫助人們理解無人駕駛的概念。關(guān)于智能循跡小車此設(shè)計只是簡單的進(jìn)行研究，系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的完善。后期將加入自動導(dǎo)航功能。

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