基于STC89C52單片機的自動化撿球器設計

盧堯

摘 要 隨著科技的發展，現代化社會對科技需求日益提高，針對乒乓球體育訓練中，頻繁的撿球動作浪費了大量時間，而設計的“自動化撿球器”能彌補傳統手工與單一化機械設備的不足，同時為生活盲區的智能化發展提供了一個合理可行的研究方向。本設計是采用STC89C52單片機為核心，先結合紅外避障、電機驅動等硬件電路設計，再利用軟件完成小車自動避障、液晶顯示、驅動操作等自動化流程，最后采用巧妙的驅動力臂設計來實現自動化撿球的功能。

【關鍵詞】STC89C52 避障 生活盲區 自動化

當今，電子技術與信息科技結合的高新產物屢見不鮮，電子信息技術的高速發展，使得更多的單一化機械設備再無立足之地，而自動化、智能控制系統越來越多的走進生活和生產，智能控制系統在運輸、生活生產上有了廣泛的應用，自動化撿球器融合了機械控制，傳感技術，軟件設計等各方面的技術于一體，希望結合電子科技能有效改善部分操作性能復雜的工具，真正的在某些生活上解放勞動力。

本文采用STC89C52作為核心控制處理器，結合RPR220光電傳感器設計了能夠自動避障小車，并且在行進的過程中，能夠在上方力臂的作用下，將前方半徑中的球掃入收納盒中，以起到自動化撿球的功能。

1 系統整體方案設計

“自動化撿球器”采用以STC89C52為主控芯片，通過紅外測距實施自動避障，根據傳感器接受信息反饋判斷并調整小車的速度和方向，在避開障礙物后繼續沿直線前進，期間控制力臂上方電機無規律擺動，完成撿球動作。系統總體框圖如圖1所示。

2 系統電路模塊設計

該系統主要使用的主要電路模塊有光電傳感器采集模塊、單片機主控制模塊、驅動電機模塊等。

2.1 單片機控制模塊

主控模塊選用經濟、實用型8位微控制器STC89C52單片機，利用紅外傳感器發射和接收信號，并對其處理和分析，硬件電路易操作，只需要連接晶振電路、電源電路等，整個系統電源電壓由穩壓三極管7805將外部電源整流輸出直流電壓5V作為單片機控制器提供電源。

2.2 光電傳感器模塊

該設計傳感器模塊RPR2201，該傳感器的優勢如下：性價比高，且再工作性能上，額定電壓DC5.5V，且實驗測試檢測角度適中，距離遠；檢測時響應速度快；驅動模塊控制能力較強：模塊的電壓開關量形式的有效檢測結果輸出信號具有不超過15mA的電流驅動能力，能夠驅動常見的光電耦合器、LED指示燈、MOS管、小功率繼電器等許多器件，進而實現“檢測-自動控制”應用自動化功能。

2.3 電機驅動模塊

小車電機采用直流電機，控制過程簡單、可操作性強，驅動電路采用L293作為電機驅動芯片，L293四倍高電流H橋驅動程序。其外部輸出是高速的鉗位二極管，使用電感中的瞬態抑制。VCC1和VCC2間分開并提供邏輯輸入，減少使用設備功耗，該芯片專為驅動感性負載繼電器、馬達和電磁閥，也能提供電源負載。

3 系統軟件設計

軟件設計方案采用模塊化結構，分別由主程序、驅動程序、中斷程序等軟件子程序組成，主要對RPR220傳感器信號采集、反饋和控制，驅動電機調節使其小車靈活避障，前端擺動力臂在電機驅動下成規律擺動。主程序流程如圖2所示。

4 總結

自動化撿球器是基于單片機和傳感器原理，以常規STC89C52單片機為主控芯片，采用L293和5V直流AIRPAX步進電機為驅動原件，使小球通過驅動電機“力擺”進入收納盒中，通過軟件編程制作功能相對模塊化，反應靈敏的避障小車。

參考文獻

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作者單位

海口經濟學院 海南省海口市 570203