智能红外避障小车的设计与制作讲解Word文档下载推荐.docx

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日期

2015年1月9日

课程设计任务书

学院

信息科学与工程学院

智能红外避障小车的设计与制作

实践教学要求与任务:

系统功能

小车沿直线行驶，当探测到前方有障碍物时停止，再后退，然后右转弯，最后继续前进，如此反复。

工作计划与进度安排

讲解设计内容及要求2015年01月08日（1-4节）

编写程序代码2015年01月08日（5-8节）

程序测试及调试2015年01月09日（1-4节）

答辩验收2015年01月09日（5-8节）

指导教师：

2015年1月日

专业负责人：

2015年1月日

学院教学副院长：

2015年1月日

智能红外避障小车的设计与制作

1.设计思想与总体方案

1.1设计思想

小车沿直线行驶，当探测到前方有障碍物时停止，再后退，然后右转弯，最后继续前进，如此反复。

1.2总体设计方案和框图

本设计以AT89C2051单片机作为检测和控制核心，用红外光电开头探测障碍物，小车底盘作车体。

框图如下：

2.系统硬件组成及设计原理

本系统硬件部分由单片机单元，红外传感器单元，电机驱动单元，蜂鸣器单元，键盘输入单元及电源单元组成。

2.1单片机单元

本系统采用AT89C2051单片机作为中央处理器，其主要任务是扫描键盘输入的信号启动小车，读P3.5判断前方有无障碍物,并执行相关动作（本设计中P3.5=0时，前方有障碍；

P3.5=1时前方无障碍），P1.4----P1.7是电机驱动口；

P3.7是蜂鸣器信号输出；

P3.5接红外传感器。

2.2红外传感器单元

为简化硬件电路，传感器单元采用了发射/接收一体化的红外光电开头，型号E3F-DS30C4，点击图片可以查看其详细资料。

该传感器为漫反射型，使用电压范围宽（DC6V--36V），探测距离可调节，最大可达30CM，输出信号可直接与单片机的I/O口相连接。

2.3电机驱动单元

PR5履带式坦克底盘为双电机驱动，转弯非常灵活，本系统用常用的电机驱动集成电路L293D控制两只电机。

L293D内含2个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准的TTL逻辑电平信号，可驱动36V，2A以下的电机。

2，7，10，15接输入控制电平；

3，6和11，14脚分别接两只电机，1，9脚接控制使能端，控制电机停转，单片机输出两组PWM信号，每一组PWM信号用来控制一个电机的转速。

现以其中一组电机为例来说明：

2，7脚输入高/低或低/高，实现电机的正/反转

2，7脚均为高或均为低，实现电机停转

1脚为高电电平时，2，7脚输入才有效，反之输入无效（所以在本系统中将1和9脚接高电平），也可以在1脚输入PWM信号，通过调整PWM的占空比来实现电机的无级调速（本系统中未使用）。

2.4蜂鸣器单元

设计为上电蜂鸣，按启动按键和有障碍物时蜂鸣一次。

由三极管，蜂鸣器和电阻组成。

2.5键盘输入单元

设计两只按键，S2启动，由单片机扫描P3.4，此脚为低电平时启动；

S1是停止，刚开始想通过编程来实现，后来在与朋友交流时，决定把S1装在复位电路中，这个办法既简单又有效，呵呵。

2.6电源电路

系统采用两组电压供电，+8.4V是电机驱动电压，+5V供给单片机，L239D及蜂鸣器电路等。

3.软件设计

由于系统要实现的功能比较简单，所以程序也比较简单。

想要实现小车的前进，停止，后退和右转弯，单片机在各个阶段P1口的状态如下：

P1=01100000=60H（十六进制）, 

P1.7=0 

P1.6=1 

P1.5=1 

P1.4=0 

小车前进

P1=10010000=90H（十六进制）, 

P1.7=1 

P1.6=0 

P1.5=0 

P1.4=1, 

小车后退

P1=00000000=00H（十六进制）, 

P1.4=0, 

小车停止

P1=01010000=50H（十六进制）, 

小车右转

4.硬件连接图及源程序

4.1硬件连接图

4.2源程序

ORG 

000H 

，开机初始化

MOVA,#00H 

MOVP1,A 

，P1口清零

LCALLBING 

，上电蜂鸣

START:

MOVC,P3.4

MOV22H,C

JB22H,START 

，按键扫描

，按下按键时蜂鸣

JNB22H,QIDONG 

，按下按键转QIDONG

QIDONG:

LCALLDEL 

，延时启动

LCALLDEL 

LCALLDEL

DETECT:

MOVC,P3.5 

，检测程序

MOV24H,C

JB24H,ADVAN 

JNB24H,STOP

ADVAN:

MOVA,#60H 

，前进子程序

MOVP1,A

AJMPDETECT 

，返回检测程序

STOP:

LCALLBING 

，停止子程序，调蜂鸣程序

MOVA,#00H

，此处可设置停止时间

RETRE:

MOVA,#90H 

，后退子程序

，此处可设置后退时间

LCALLDEL

RIGHT:

MOVA,#50H 

，右转子程序

，此处可设置右转弯时间

，一个避障动作结束，返回检测程序

BING:

CLRP3.7 

，蜂鸣器蜂鸣子程序

LCALLDEL1

SETBP3.7

RET 

DEL:

MOVR7,#220 

，延时子程序

D2:

MOVR6,#220

DJNZR6,$

DJNZR7,D2

RET

DEL1:

MOVR4,#200 

D1:

MOVR3,#200

DJNZR3,$

DJNZR4,D1

RET

END 

，程序结束

5.实物图

6.结束语

写完收工，这是用单片机做的第一辆小车，欢迎大家拍砖；

随着以后知识的积累，我会让它更加的智能化