智能玩具小車的設計

計京鴻，林森，張娜

（哈爾濱華德學院電子與信息工程學院，黑龍江哈爾濱150025）

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智能玩具小車的設計

計京鴻，林森，張娜

（哈爾濱華德學院電子與信息工程學院，黑龍江哈爾濱150025）

以一般的玩具電動車為基礎，增加紅外傳感器，利用傳感器構成的信號檢測電路實時檢測電動車的運行速度、運行位置、運行狀況，單片機接收并處理信號檢測電路檢測到的各種數據，然后由單片機發出指令控制電動小車運行。

玩具小車；單片機；紅外

引言

隨著智能水平的不斷提高，人們的生活方式迅速地改變，電子智能玩具有一定的市場前景。作為電子智能玩具之一的智能玩具小車更受兒童青睞。

1　系統總體結構

根據設計要求，系統由單片機最小系統、避障電路、電機驅動電路、藍牙電路等。

2　硬件電路設計

2.1單片機最小系統

時鐘電路使用的是一個12.059 2 MHz的晶振。為了保證在RST端能夠保持兩個機器周期以上的高電平以完成復位，電路中需電阻、電容，外接的電容和電阻與電源構成通路，電容被充電后實現了上電自動復位功能。

2.2避障電路設計

本系統采用的是具有發射和接收一體的紅外線傳感器，可以防止因為周圍的可見光帶來的干擾，使抗干擾性能增強。對小車障礙物的檢測要求檢測距離較近，選用直流直接驅動方式，此電路主要通過LM393比較器與外部輸入信號進行比較，通過調節可變電阻來調節LM393中的比較電壓，通過比較器輸出0～+5 V的電壓，被單片機口讀入，檢測到高電平表示有信號（有障礙物），低電平無信號（無障礙物）。如果前方或左前方有障礙物，給主控芯片命令驅動模塊停止工作［1］。

2.3驅動電路設計

電機驅動一般采用H橋式驅動電路，采用L298N電路來驅動電機。通過單片機給予L298N電路PWM信號來控制小車的速度，起停。電機驅動電路使用的步進電機是四項六線式，單片機AT89S51通過I/O口向L298N的17和18腳發送驅動控制信號，從而控制步進電機的速度及正反轉。

2.4藍牙模塊電路設計

藍牙模塊電路使用手機端的軟件對主控模塊的單片機輸入指令，從而使驅動電路按照固定的方式運動，實現了小車的無線控制。

整機電路圖如圖1所示：

圖1　系統電路圖

3　軟件設計

3.1驅動模塊軟件設計

該部分主要實現的功能是在無障礙時車輛的無線控制，通過四個按鍵輸入不同的固定量，使小車按照人的想法來執行操作，遇到障礙后，根據障礙控制小車電機的停止工作，從而實現避開障礙，調整后繼續前進［2］。

3.2避障模塊軟件設計

該部分主要實現的功能是：一方面，無障礙時車速的自動控制；另一方面，遇到障礙后，根據障礙控制小車電機的停止工作，從而實現避開障礙，調整后繼續前進小車運行的過程，系統隨時對小車前方一定區域進行掃描，由此判斷有無障礙。無障礙繼續前進，有障礙則小車停止前行，人工調整小車姿態以后，然后避開障礙繼續前進。

4　結語

單片機接收并處理信號檢測電路檢測到的各種數據，然后由單片機發出指令控制電動小車運行。該智能玩具小車能夠實現前進、后退、加速、減速、左轉、右轉和車燈閃爍功能，也能實現無線遙控，避障等功能。

［1］李仲景.單片機小范圍原理與應用［M］.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社，2012.

［2］盧威.智能小車避障系統的設計與實現［D］.南昌：南昌大學，2012：25.

（編輯：王慧芳）

The Design of The Intelligent Toy Car

Ji Jinghong，Lin Sen，Zhang Na
（Electronics and Information Engineering School of Huade College，Harbin Heilongjiang 150025）

At the current general electric toys as the foundation，increase the infrared sensor，signal detection circuit，composed of sensors real-time detection electric vehicle running speed，location，running status of single chip microcomputer receiving and processing signal detection circuit to detect all kinds of data，and then issue instructions by single-chip microcomputer control electric car run.

toy car；single chip microcomputer；infrared

TN921

A

2095-0748（2015）23-0052-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2015.23.22

2014-10-27

計京鴻（1979—），女，黑龍江綏化人，研究生，畢業于東北農業大學，講師，研究方向：電機方向。