基于單片機的智能循跡小車設計

張猛+丁愛國+陳欣歡

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

關鍵詞：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、機械制造多個學科領域的結合體，具有重要的應用價值。智能尋跡車是運用單片機為基礎設計的，智能循跡小車利用傳感器來識別賽道信息，利用傳感器檢測智能車的加速度和速度，從而實現快速穩定的尋跡行駛。本設計簡單易懂，但是應用價值很高。在科技越來越發達的現代社會，汽車的普及率已經非常之高。許多汽車制造廠商提出無人駕駛的概念，例如特斯拉。因此次設計具有很高的科研價值。

2 基于單片機設計的智能小車的總設計方案

該設計是以89C52單片機為主控制芯片，通過7.5V電池直接給電機供電。經過穩壓電路給單片機以及傳感器供電。系統采用L298N驅動芯片來實現小車的運動和轉向。采用四路紅外傳感器來實現小車的循跡。采用紅外傳感器實現小車的測速。使用PWM對小車進行調速，使用加度傳感器來防止小車發生側翻。

3 硬件電路設計

硬件電路的設計單片機最小系統模塊為控制中心、電源模塊功能，電機驅動模塊實現小車的轉向及運動，紅外循跡傳感器模塊測速模塊實現賽道信息檢測。下面介紹一下驅動傳感器模塊、電機驅動模塊、測速模塊。

3.1 電源模塊電路

系統是利用兩節3.5V鎳鉻電池供電。通過5V文雅電路轉換稱觀點偏激所需的電壓。7電壓直接供給電機驅動芯片。以下是設計的硬件圖。

3.2 電機驅動模塊電路

電機驅動模塊主要控制小車的方向，因此對電機驅動具有反應快、可靠性高等特點。因此采用L298N芯片，通過操作單片機的I/O口電平信號，即可對電機進行正反轉、停止操作的控制。

3.3 測速模塊

系統使用紅外傳感器檢測直流電機的轉速。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。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芯片非常適合進行加速度的測量，測量范圍大，數字輸出數據訪問簡單方便。而且該芯片穩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 軟件代碼調試

系統開始工作，首先初始化IIC、PWM、外部中斷。初始化結束后開始循環，單片機各個模塊開始工作，然后講采集的數據發送給單片機。單片分析數據對小車的前進路線進行調整，并將信息通過1602顯示出來。

5 結語

以stc89c52作為主控芯片，設計的智能尋跡小車，經過多次實驗其尋跡效果良好，速度和轉向控制響應快，系統的定性和抗干擾能力強，而且能夠適應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，此設計能更好的幫助人們理解無人駕駛的概念。關于智能循跡小車此設計只是簡單的進行研究，系統還需要進一步的完善。后期將加入自動導航功能。

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