智能小車紅外線避障電路設(shè)計(jì)

王奇 陳玉玲 沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院

1 前言

該設(shè)計(jì)以兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)為主動(dòng)力源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用TL298N驅(qū)動(dòng)芯片，通過紅外傳感器來采集信息，并送入主控單片機(jī)（AT89C51）進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)處理完成后執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，以達(dá)到自動(dòng)控制的目的。本設(shè)計(jì)中避障模塊采用紅外線收發(fā)來完成，由控制單元處理數(shù)據(jù)后執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了無人干預(yù)也可完成一系列動(dòng)作的功能。

2 設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)思路

此項(xiàng)目最終目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)小車沿直線行駛，當(dāng)探測(cè)到前方有障礙時(shí)停止，在后退，然后右轉(zhuǎn)，最后繼續(xù)前行。實(shí)現(xiàn)智能化無人干預(yù)操作。

2.2 設(shè)計(jì)方案與框圖設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89C51作為檢測(cè)和控制中心，采用紅外光電開頭來探測(cè)障礙物。實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。智能紅外避障設(shè)計(jì)框圖如圖1所示：

圖1 智能紅外避障設(shè)計(jì)框圖

3 系統(tǒng)硬件組成及設(shè)計(jì)原理

本系統(tǒng)硬件部分由單片機(jī)單元，紅外傳感器單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，蜂鳴器單元，鍵盤輸入單元及電源單元組成。各部分原件電路圖設(shè)計(jì)分析如下。

3.1 單片機(jī)單元

圖2所示為單片機(jī)單元電路圖，其中采用的單片機(jī)為AT89C51。

圖2 單片機(jī)原件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為中央處理器，主要任務(wù)是掃描鍵盤輸入的信號(hào)啟動(dòng)小車，P3.5為判斷前方有無障礙物，并執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。當(dāng)P3.5=0時(shí)，前方有障礙；當(dāng)P3.=1時(shí)，為前方無障礙物。P1.4—P1.7是電機(jī)驅(qū)動(dòng)口；P3.7是蜂鳴器信號(hào)輸出；P3.5為紅外傳感器接口。

3.2 紅外線傳感器單元

紅外線傳感器單元采用了發(fā)射/接收一體化的紅外光電開頭，型號(hào)采用E3F-DS30C4，紅外線傳感器單元電路圖如圖3所示：

圖3 紅外線傳感器單元電路圖

3.3 蜂鳴器單元

設(shè)計(jì)的蜂鳴器單元為上電蜂鳴，按啟動(dòng)按鍵和有障礙物時(shí)蜂鳴一次，由三極管，蜂鳴器和電阻組成。其供電電壓為5V，設(shè)計(jì)電路圖如圖4所示：

圖4 蜂鳴器電路

3.4 電源電路

系統(tǒng)采用兩組電壓供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓為+8.4V，單片機(jī)供電為+5V。L239D及蜂鳴器電路等。設(shè)計(jì)電路如圖5所示：

圖5 電源電路設(shè)計(jì)電路

4 總結(jié)

智能化有很大發(fā)展空間，將AT89C51編入需要的程序，實(shí)現(xiàn)需要的功能。此設(shè)計(jì)提出實(shí)用的智能小車設(shè)計(jì)方案，提供硬件設(shè)計(jì)電路，利用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)小車避障功能。作為未來學(xué)習(xí)智能化發(fā)展做鋪墊。