智能小車紅外線避障電路設計

王奇 陳玉玲 沈陽工學院信息與控制學院

1 前言

該設計以兩個直流電動機為主動力源進行驅動。電機驅動電路采用TL298N驅動芯片，通過紅外傳感器來采集信息，并送入主控單片機（AT89C51）進行處理，數據處理完成后執行相應動作，以達到自動控制的目的。本設計中避障模塊采用紅外線收發來完成，由控制單元處理數據后執行相應動作，實現了無人干預也可完成一系列動作的功能。

2 設計思路與設計方案

2.1 設計思路

此項目最終目標為實現小車沿直線行駛，當探測到前方有障礙時停止，在后退，然后右轉，最后繼續前行。實現智能化無人干預操作。

2.2 設計方案與框圖設計

本設計以單片機AT89C51作為檢測和控制中心，采用紅外光電開頭來探測障礙物。實現預期效果。智能紅外避障設計框圖如圖1所示：

圖1 智能紅外避障設計框圖

3 系統硬件組成及設計原理

本系統硬件部分由單片機單元，紅外傳感器單元，電機驅動單元，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計分析如下。

3.1 單片機單元

圖2所示為單片機單元電路圖，其中采用的單片機為AT89C51。

圖2 單片機原件電路設計

本系統采用AT89C51單片機作為中央處理器，主要任務是掃描鍵盤輸入的信號啟動小車，P3.5為判斷前方有無障礙物，并執行相關動作。當P3.5=0時，前方有障礙；當P3.=1時，為前方無障礙物。P1.4—P1.7是電機驅動口；P3.7是蜂鳴器信號輸出；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射/接收一體化的紅外光電開頭，型號采用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

設計的蜂鳴器單元為上電蜂鳴，按啟動按鍵和有障礙物時蜂鳴一次，由三極管，蜂鳴器和電阻組成。其供電電壓為5V，設計電路圖如圖4所示：

圖4 蜂鳴器電路

3.4 電源電路

系統采用兩組電壓供電，電機驅動電壓為+8.4V，單片機供電為+5V。L239D及蜂鳴器電路等。設計電路如圖5所示：

圖5 電源電路設計電路

4 總結

智能化有很大發展空間，將AT89C51編入需要的程序，實現需要的功能。此設計提出實用的智能小車設計方案，提供硬件設計電路，利用AT89C51單片機作為主控芯片，實現小車避障功能。作為未來學習智能化發展做鋪墊。