基于AT89（352單片機智能循跡小車的設計

王鯤鵬+初俊博+鐘至誠+楊傳志

摘要 本系統采用AT89C52單片機為核心進行設計，合理利用了該芯片上豐富的資源，主要實現小車的尋跡功能，通過小車上的攝像頭對獲取的信息進行實時顯示，同時可以通過PWM信號控制小車的速度。

關鍵詞 循跡；AT89C52

中圖分類號 TP3 文獻標識碼A 文章編號2095—6363（2017）03—0053—02

1功能設計

未來智能機器人的出現為我們的生活提供便利是必然的事情，循跡作為智能機器人的一個重要組成部分我們進行了本次的設計，對循跡功能有了更深的理解。本次設計系統主要是利用小車的紅外檢測模塊，小車控制模塊AT89C52單片機通過紅外檢測模塊等采集到的信息控制小車自動轉，實現小車自動沿預定黑線行走而且不出線，并在到達終點后自動停止這一導航過程。

2循跡模塊

小車的循跡主要是靠小車的紅外檢測模塊來實現的，紅外檢測模塊主要是由紅外發射器和紅外接收器組成，其原理是利用黑色和其他顏色對紅外線的吸收作用不同，使得紅外接收器接收到的紅外反射不同，改變其輸出電平，從而判斷黑線所在。

紅外檢測電路如圖1所示，此電路工作原理為：紅外檢測模塊共有2個回路，分別連接著紅外發射器和紅外接收器，回路中還連接也用于改變紅外發射接收功率的可調電阻，用于調節紅外檢測的距離。當紅外檢測模塊檢測到非黑色（顏色偏亮色）時，紅外發射器所發射的紅外光線被白色反射接收到，使得自身的光電三極管導通，引腳將檢測到低電平輸出模擬量AOUT，通過比較器，輸出為低電平DOUT，單片機上小燈亮，相反，當檢測到黑線時，紅外發射器所發出的紅外被黑色吸收，光電三極管截止，引腳檢測為高電平輸出模擬量AOUT，通過比較器，輸出為高電平DOUT，單片機上小燈滅，單片機根據這個開關量做出反應，調用相關的子函數，來控制小車的左右轉向，前進停止。

3循跡模塊的安裝測試

1）將2路探頭呈一行布置在智能車的前方，探頭朝下，采用銅柱+螺絲方式固定，中控板固定在車上，探頭引出3根杜邦線，分別連接電源線、地線、數據線，通過車身上的孔連接到單片機上。

2）此次調試主要是調節紅外檢測傳感器電路的阻值，由于這個電阻可以調節紅外發射管的發射功率，提高其發射功率就能調節其有效距離，但是由于沒有補償電路，在調節過程遇到了很多的麻煩，即外界的干擾強，如果電阻調的過小，那么紅外發射管的發射功率過大，從而使得有效距離太遠，檢測距離太近造成對黑線也反射，失去了檢測黑線的意義，但是如果電阻太高，使得發射功率過小，使得對白線也是低電平，同樣失去了檢測的意義，在接近需要電阻時，自然光的影響較大，甚至外界光線稍微變化，就會出現輸出電平的變化，為了解決這個影響，我們配置抗干擾能力強的紅外裝置，并將紅外檢測傳感器在稍微弱的光線下有效距離調到2cm～3cm，獲得了極大的成功，即使在強光的照射下，依然能能夠很好的使用，經測試，檢測成功。

4循跡小車動作的實現

小車行走過程中，程序需要接受紅外檢測傳感器電路輸入的信息，判斷其意義，調用一系列小車的子函數，以完成小車的循跡功能，其流程圖如圖2所示。

5循跡性能的提升

在完成循跡功能之后，實踐中出現了如果小車所循跡的路線存在直角，或者黑線有一小段缺失，小車將無法正確判斷此時的狀態，為此做了一些改進，對于直角彎這個情況，在程序中添加了計數器，如果小車一直朝著一個方向轉向超過3次，小車會自動朝著這個方向轉動60°，對于黑線缺失這一情況，在小車檢測到黑線結束了之后，通過延時程序使它繼續前進一段距離，在確認沒有黑線后才會停止。具體的流程圖如圖3所示。

6展望

由于循跡模塊的感應部分位于小車車頭偏下的位置，且沒有過多的保護措施，如果遇到較崎嶇的路段，可能在行走過程中對感應部分造成損壞。而且因為小車的車身比較高，無法保證在較低的高度下循跡可以正常循跡行駛。下一階段還需研究解決的方案，可以通過給感應部分添加保護罩等方式來實現穩定安全的循跡，通過適當的調高紅外檢測模塊的高度，強度等來保證在較低高度下小車仍能正常循跡行駛。