基于51单片机的小车避障电路实现
基于51单片机的多功能蓝牙循迹避障测距小车(优.选)
基于51单片机的多功能蓝牙循迹避障测距小车的设计与制作摘要：无线遥控的机器人小车在危险环境作业、人员搜集等应用中可发挥特殊的作用。
本次设计选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。
设计了该系统的硬件电路原理图，控制系统以STC89C52单片机为主控芯片，采用BTS7970为电机驱动芯片、蓝牙无线串口模块、红外光电传感器模块、舵机模块、超声波发射与接收模块等构成外围扩展电路。
将自制的控制电路、控制程序和四轮小车机械结构相结合，制作多功能机器人小车。
实验调试实现了智能小车的蓝牙无线遥控、自动避障、自动循迹、自动三向测距等功能。
关键词:单片机；蓝牙遥控；舵机；光电传感器目录第一章前言 (3)第二章方案比较与论证 (3)2.1总体方案设计 (3)2.2无线模块设计 (4)2.3显示模块设计 (4)2.4循迹模块设计 (5)2.5避障模块设计 (5)第三章智能车机结构分析 (5)第四章控制系统电路设计 (6)4.1 MCU的选型 (6)4.2 电机驱动电路设计 (6)4.3 红外传感器模块设计 (7)4.4 蓝牙模块设计 (7)4.5 舵机模块设计 (7)4.6 超声波模块设计 (8)4.7 电源电路设计 (8)第五章调试结果分析 (8)5.1 各模块功能调试 (8)5.2 总结 (9)致谢 (10)参考文献 (11)附录部分程序 (12)第一章前言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
遥控小车起源于美国，由于政府对无线遥控小车研发的资助以及相关资助的推动作用，日本、美国、德国等工业大国在遥控小车技术上占据着明显优势。
我国的无线遥控小车研究工作始于20世纪中后期，在国家的863、973等技术发展计划的重点支持下，国内已大范围地进行无线遥控小车的研究。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，但是与国际先进还存在一定的差距。
可见其研究意义很大。
基于51单片机的红外避障+超声波避障程序
基于51单⽚机的红外避障+超声波避障程序最近在学习关于51单⽚机控制智能⼩车，学习了很多⼤佬优秀的代码和思路受到了⼀些启发，决定按⾃⼰的逻辑尝试⼀下关于红外避障+超声波避障的程序经过实际测试，当PWM在50%左右，效果还⾏，但当全速前进时效果不是很理想代码还有待改进，有些地⽅逻辑⽐较混乱，单纯只是为了能跑通，有待优化先记录⼀下，毕竟也花了不少时间来写和调试#include<reg52.H>#include "test2.h"#include <stdlib.h>sbit P22 = P2^2;sbit P23 = P2^3;sbit P24 = P2^4;sbit TRIG = P2^1;sbit ECHO = P2^0;sbit left_zhangai = P3^4;sbit right_zhangai = P3^5;unsigned char flag = 0;unsigned char i;unsigned int out_TH0, out_TL0, distance;void left_bizhang(){for (i = 0; i < 30; i++) //90 = 90{car_left_backward();}}void right_bizhang(){for (i = 0; i < 30; i++) //90 = 90{car_right_backward();}}void all_bizhang(){for (i = 0; i < 30; i++) //90 = 90{car_right_backward();}}void back_bizhang(){for (i = 0; i < 10; i++)car_straight_backward();for (i = 0; i < 10; i++)car_left_backward();}void init_time(){TMOD = 0x11; //启动0 1两个定时器TH0 = 0;TL0 = 0;TR0 = 0;TR1 = 0;TH1 = 238;TL1 = 0;TF0 = 0; //中断溢出标志位TF1 = 1;ET0 = 1;ET1 = 1;EA = 1;}void run(){P22 = 1;P24 = 1;left_zhangai = 1;right_zhangai = 1;TRIG = 0; // 先给控制端初始化为0car_straight_forward_per50();distance = 100;while(1){/////////////////////////////label:if (left_zhangai == 1&&right_zhangai == 1){car_straight_forward_per50();}else{if (left_zhangai == 0&&right_zhangai == 0) {all_bizhang();}if (right_zhangai == 0&&left_zhangai == 1) {right_bizhang();}if (left_zhangai == 0&&right_zhangai == 1) {left_bizhang();}}init_time(); //初始化定时器flag = 0; //置溢出标志位为0//控制⼝发⼀个10US 以上的⾼电平TRIG = 1;TR1 = 1; //启动定时器1delay_10um(2);TRIG = 0;//等待接收端出现⾼电平while(!ECHO){if (TH1 == 0){distance = 200;goto label;}};TR0 = 1; //启动计时器开始计时while(ECHO){if (TH1 == 0){distance = 200;goto label;}}; //等待⾼电平结束TR0 = 0; //关闭低电平out_TH0 = TH0; //取定时器的值out_TL0 = TL0;distance = (TH0*256 + TL0)*1.7/100;if (flag == 1){flag = 0;}else if (distance >= 200){car_straight_forward_per50();}else if (distance <= 10){back_bizhang();}else if (distance <= 20){all_bizhang();}///////////////////////////////////////// }}void timer0() interrupt 1//中断函数{flag=1; //溢出标志位置1}。
基于单片机的自动避障小车设计
基于单片机的自动避障小车设计一、本文概述随着科技的发展和的日益普及，自动避障小车作为智能机器人的重要应用领域之一，其设计与实现具有重要意义。
本文旨在探讨基于单片机的自动避障小车设计，包括硬件平台的选择、传感器的配置、控制算法的实现以及整体系统的集成。
本文将首先介绍自动避障小车的背景和研究意义，阐述其在实际应用中的价值和潜力。
接着，详细分析单片机的选型依据，以及如何利用单片机实现小车的避障功能。
在此基础上，本文将深入探讨传感器的选取和配置，包括超声波传感器、红外传感器等，以及如何通过传感器获取环境信息，为避障决策提供数据支持。
本文还将介绍控制算法的设计与实现，包括基于模糊控制、神经网络等先进控制算法的应用，以提高小车的避障性能和稳定性。
本文将总结整个设计过程，展示自动避障小车的实物样机，并对其性能进行评估和展望。
通过本文的研究，旨在为读者提供一个全面、深入的自动避障小车设计方案，为推动相关领域的发展提供有益参考。
二、系统总体设计在自动避障小车的设计中，我们采用了单片机作为核心控制器，利用其强大的数据处理能力和灵活的编程特性，实现了小车的自动避障功能。
整个系统由硬件部分和软件部分组成，其中硬件部分包括单片机、电机驱动模块、避障传感器等，软件部分则包括控制算法和程序逻辑。
硬件设计方面，我们选择了具有高性价比的STC89C52RC单片机作为核心控制器，该单片机具有高速、低功耗、大容量等特点，非常适合用于自动避障小车的控制。
电机驱动模块采用了L298N电机驱动芯片，该芯片具有驱动能力强、稳定性好等优点，能够有效地驱动小车的直流电机。
避障传感器则选用了超声波传感器，通过测量超声波发射和接收的时间差，可以计算出小车与障碍物之间的距离，为避障控制提供数据支持。
软件设计方面，我们采用了模块化编程的思想，将整个控制程序划分为多个模块，包括初始化模块、电机控制模块、避障控制模块等。
在初始化模块中，我们对单片机的各个端口进行了初始化设置，包括IO口、定时器、中断等。
基于51单片机的智能循迹避障遥控小车
12技术应用卫星电视与宽带多媒体基于51单片机的智能循迹避障遥控小车■空军预警学院 ：谢菁【摘要】随着现代科技的迅速发展，智能化小车逐渐被应用到更多领域。
本设计的智能小车采用STC12C5A60S2单片机为主控芯片，以Keil μVision4软件为开发平台，经过软、硬件综合设计，小车可以实现红外遥控、红外循迹和超声波避障等功能。
【关键词】STC12C5A60S2单片机；红外遥控；直流电机；Keil μVision4引言目前，智能车发展速度迅猛，是融合了计算机、造型技术、传感技术、电子、机械、控制、人工智能等多个学科交叉的科技创新技术，在各个领域扮演着重要角色。
同时，在国家级、省级电子设计竞赛以及其它创新设计竞赛中几乎每次都能找到智能车类型题目的踪影，并且全国各类高校对该方向的题目研究也非常重视。
因此，具有广阔的应用前景和较大的研究意义。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，采用智能控制算法实现小车的遥控、循迹和避障等功能。
一、总体方案设计本次设计采取的主控芯片是宏晶科技公司生产的STC12C5A60S2单片机。
硬件电路主要由五部分组成，分别为：单片机主控模块，电源模块、电机驱动模块、红外遥控模块、循迹检测模块和超声波避障模块。
如图1所示。
通过红外遥控系统的编/解码专用集成电路芯片来进行遥控操作；利用红外收发管，根据红外信号对不同颜色产生不同反射系数的原理，根据接收管输出电压的变化，单片机驱动直流电机来确定小车行走方向，进而实现循迹功能；利用超声波测量小车与障碍物之间的距离，再通过舵机控制超声波模块对不同方向的障碍物进行探测，将测试数据传送给单片机，单片机就可以根据传感器发来的信号发出命令让小车开始改变原始的方向，从而实现避障功能。
二、系统硬件部分（1）单片机控制模块由STC12C5A60S2单片机构成的最小应用系统如图2所示，主要由电源电路、复位电路、振荡电路和单片机4图1 系统总框图图2 单片机最小系统原理图13技术应用卫星电视与宽带多媒体个部分组成。
基于AT89S51单片机的智能超声波避障 (3)
超声波视觉 优点：价格合理，夜间不受影响。 易于多目标测量和分类，分辨率好。 缺点：测量范围小，对天气变化敏感。 不能直接测量距离，算法复杂，处理速 度慢。
激光雷达MMW雷达: 优点：价格相合理，夜间不受影响 不受灯光、天气影响。 缺点：对水、灰尘、灯光敏感。 价格贵
本设计采用小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检 测元件，如电动车前方遇到有障碍物时，此超声波信号被 障碍物反射回来，由接收器接收。
测速系统
采用红外传感器进行测速。但无论是反 射式红外传感器还是对射式红外传感器， 他们对都 对外围环境要求较高，易受外部环境的 影响，稳定性不高，且价格较为昂贵。
测速发电机
测速发电机的输出电动势具有斜率高、特性成线性、 无信号区小或剩余电压小、正转和反转时输出电压不 对称度小、对温度敏感低等特点。此外，直流测速发 电机要求在一定转速下输出电压交流分量小，无线电 干扰小；交流测速发电机要求在工作转速变化范围内 输出电压相位变化小。 本设计考虑到小车的大小设计，采用红外传感器进行 测速。
基于AT89S51单片机的智能 避障小车设计方案与论证
设计人：
郭彬彬 张奔 冯栋
一、总体方案概述
本小车使用一台AT89S51单片机作为主 控芯片，它通过超声波测距来获取小车 距离障碍物的距离，并且用数码管实时 的显示出来，在小车与障碍物的距离小 于安全距离时，拐弯，以避开障碍物， 同时会点亮相应侧边的发光二极管作为 提示信号。在避开障碍物后，小车会沿 直线前进。
驱动系统
采用继电器对电动机的开或关进行制，通过开 关的切换对小车的速度进行调整.此 方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的 响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。
基于单片机的自动寻迹避障小车设计
三、软件设计
电机控制函数根据预设算法输出控制信号，控制电机的动作。最后，我们在 主程序中调用这些函数，实现小车的自动循迹避障寻光功能。
四、测试与结论
四、测试与结论
为了验证系统的可行性和稳定性，我们对智能小车进行了多次测试。测试结 果显示，该系统能够准确地检测黑色引导线、前方障碍物和光源，并能够根据预 设算法自动调整小车的行驶方向和速度，实现了自动循迹避障寻光功能。因此， 基于单片机技术的自动循迹避障寻光智能小车系统具有广泛的应用前景和市场潜 力。
三、实验与测试
三、实验与测试
1、实验环境：在实验室内模拟实际环境进行测试，包括各种路面情况（如平 滑路面、颠簸路面）、各种障碍物类型等。
三、实验与测试
2、测试指标：测试指标包括小车的平均速度、稳定性、准确性等。通过这些 指标可以评估小车的性能并对其进行优化。
三、实验与测试
3、实验结果分析：根据实验结果分析小车的性能表现，针对不足之处进行改 进和优化。
5、执行器
5、执行器
执行器包括舵机和摄像头。舵机用于调节小车的行驶方向，摄像头用于拍摄 和传输图像数据。
三、软件设计
三、软件设计
软件设计是实现小车自动循迹避障寻光功能的关键。我们使用C语言编写程序， 通过调用单片机的外设接口接收传感器数据，根据预设算法处理数据并输出控制 信号，控制电机驱动模块和执行器的动作。
3、传感器：传感器部分包括寻迹传感器和避障传感器。寻迹传感器用于检测 小车行驶路径，避障传感器则用于检测前方障碍物。常见的传感器类型有红外线 传感器和超声波传感器。
一、硬件设计
4、电机：电机部分包括两个电机和相应的驱动器。电机驱动器用于接收控制 器的指令，控制电机的转动方向和速度。
基于51单片机的自动避障小车的研究与设计
基于51单片机的自动避障小车的研究与设计徐永杰(西南林学院计算机与信息科学系，云南昆明650224)摘要：本文介绍了利用红外反射式传感器实现小车自动避障的设计与实现，能在有障碍物的情况下判断并自动躲避。
自动避障是基于自动避障小车（AAOV—auto-avoid obstacle -vehicle）的机器人系统。
实验中采用反射式红外传感器采集外界信号，红外反射式传感器采集后的信号经A/D转换器转换为数字信号，再由单片机对数字信号进行处理，控制电机，躲避障碍物。
系统控制核心采用AT89C51单片机,电机驱动芯片采用TA7267BP，利用三相电机来控制避障小车的转向，A/D转换器采用串行的TLC0831芯片，反射式传感器采用QRB1114型。
该技术可以应用于儿童智能玩具开发、隧道或管道检测，无人驾驶机动车、无人工厂、仓库、服务机器人等领域。
关键词：自动避障红外传感器单片机电路设计The research and design of AAOV-auto-avoid abstacle car whichbases on 51 single chipsYongjie Xu(Southwest Forestry University Computer And Information ScienceDepartment Kunming ,Yunnan 650224) [SUMMARY]This article introduces the design and execution of automatically avoiding obstacles by usage of the reflected infrared sensor on smsll cars.It makes the small cars judge and evade the obstacles automatically. Avoiding obstacles automatically is based on the AAOV-auto-avoid obstacle-vehicle of robot system.In the experiment,it adopts reflected infrared sensor to collect the external world signals which is transforms into number signals by the A/D conversion machine later then.After that,the single chip will handle these number signals and control current machine to avoid obstacles.The control core in system adops the AT89C2051 single chip;the current machine driving CMOS chip adops TA726TBP list,making use of 3-phasen current machine to control car’s direction;the A/D conversion machine adops series lines TLC0831CMOS chip;the reflecting type sensor adops QRB1114. This technology could serve to the development of children’s intelligent toys ,the examnation of tunnels and pipes, driverless mobile, robot factory, warehouse, service robot and etc.KEYWORD:AAOV-auto-avoid infraned sensor single chip Microcomputer，current design目录目录 (III)前言 (6)1 避障小车设计思路 (7)1.1设计思路 (7)1.2系统组成 (7)2 控制核心——单片机 (8)2.1单片机的发展历史 (8)2.2单片机的特点 (8)2.3单片机的应用领域 (9)2.3.1 单片机在智能仪表中的应用 (9)2.3.2 单片机在机电一体化中的应用 (9)2.4单片机外部晶振 (9)3 AT89C51单片机 (10)3.1主要性能参数 (10)3.2单片机选择 (10)4 传感器 (11)4.1传感器选择 (11)4.2红外反射式光电传感器特性与工作原理 (11)4.3两种反射式型号的传感器参数比较 (12)4.3.1 QRB1114型反射式传感器 (12)4.3.2 ST178型反射式传感器 (13)4.3.3 自制传感器测试数据及实物图片 (14)4.4具体设计与实现 (17)4.5QRB1114反射式红外传感器与A/D转换器连接电路 (17)5 模/数(A/D)转换器 (19)5.1A/D转换的主要性能指标 (19)5.1.1 分辨率 (19)5.1.2 转换时间 (19)5.1.3 量程 (19)5.1.4 精度 (19)5.2A/D转换的外围电路 (19)5.2.1 采样保持电路 (20)5.2.2 多路转换模拟开关 (20)5.2.3 三态门 (20)5.38位A/D转换器----ADC0809芯片 (20)5.3.1 ADC0809的主要特性 (21)5.3.2 ADC0809内部结构 (21)5.3.3 ADC0809引脚功能 (22)5.3.4 ADC0809的工作过程 (23)5.3.5 ADC0809与8051单片机模拟实验 (23)5.3.6 ADC0809与8051模拟实验程序 (24)5.4TLC0831八位串行A/D转换器 (25)5.4.1 TLC0831的特点 (25)5.4.2 TLC0831引脚功能 (25)5.4.3 TLC0831电气特性 (26)5.4.4 功能方框图及功能说明 (26)5.5TLC0831与8051单片机模拟实验 (27)5.5.1 TLC0851与8051模拟实验电路图 (27)5.5.2 TLC0851与8051模拟实验程序 (28)6 单片机驱动直流小电机 (30)6.1电机驱动电路器件 (30)6.2驱动电路的基本功能 (30)6.3H桥式电路原理 (30)6.4驱动芯片比较 (31)6.4.1 电机驱动芯片 L298 (31)6.4.2 电机驱动专用芯片TA7267BP (32)6.5驱动芯片选择 (34)6.6TA7267BP驱动芯片与AT89C51单片机连接电路 (35)7 单片机控制避障小车方向 (36)7.1步进电机控制系统及各部分功能 (36)7.2步进电机 (37)7.3单片机控制步进电机接口电路 (37)8 避障小车的动力——微型电机 (39)8.1三种类型的电机比较 (39)8.2电机选择 (39)9 电路图及电机驱动程序和万向轮驱动程序 (41)9.1电路全图 (41)9.2程序选择 (41)9.3程序流程图 (41)9.4程序清单 (42)10 结论 (44)参考文献 (45)指导教师简介 ........................................... 错误!未定义书签。
基于51单片机的红外遥控-自动避障-贴墙行走-人体感应智能小车机器人
基于51单片机的红外遥控-自动避障-贴墙行走-人体感应智能小车机器人队员1姓名：周葛学院：仪器科学与电器工程学院专业：测控技术与仪器年级：大一教学号：65130109邮箱：zhouge94@队员2姓名：成妍学院：药学院专业：生物医学工程（再生医学）年级：大一教学号：73130430邮箱：lianyungangcheng@作品类别：基本电子技术应用类目录一、引言 (1)二、总体设计 (1)三、单元电路设计 (2)1）单片机最小驱动模块 (2)2）红外接收模块 (3)方案选择 (3)方案确定 (3)理论分析与方案论证 (3)3）电机驱动模块 (4)4）避障循迹贴墙模块 (5)方案选择 (5)方案确定 (5)理论分析与方案论证 (6)5）电源模块 (7)6）人体感应模块 (7)四、软件设计 (8)五、整体测试 (8)六、结论 (9)【参考文献】 (9)【附录】 (10)源程序 (10)一、引言以STC89C52单片机为核心，制作一款红外线遥控小车，小车具有自动驾驶、手动驾驶和循迹前进等功能。
自动驾驶时，小车在前进过程中可以自动躲避障碍物。
手动驾驶时，可以手动遥控小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。
寻迹时小车可以按轨迹前进。
红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术，不影响周边环境，不干扰其他电器设备。
室内近距离（小于10米），信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。
本系统采用成品红外发射遥控器，具有21个按键，采用NEC红外传输协议。
接收端使用1838一体化接受头，通过单片机中断程序处理红外信号。
二、总体设计本系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分由红外线接受电路，控制电路，直流电机驱动，障碍物检测电路，人体感应电路五部分组成，完成红外编码信号的接受，直流电机的驱动，障碍物检测、墙体检测、地面检测，人体感应检测等功能。
软件部分主要完成信号的检测和处理、直流电机的控制，障碍物的规避等功能。
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基于51单片机的小车避障电路实现孙贤安,陈 南,王金湘(东南大学机械工程系,江苏南京210096)
摘 要:随着汽车工业的发展,汽车本身的安全性和智能性日益得到重视。目前,国内外已经有了很多有关汽车自适应驾驶的理论和实验。汽车的紧急避障是由计算机模拟驾驶员的主动控制过程,以汽车为控制对象进行实时信号采集、分析和处理,在紧急情况下可代替驾驶员的驾驶操作。现介绍模型小车自适应行驶和避障的一个实例,通过超声波传感器感知车辆行驶环境,实现小车的自适应巡航、避障等功能。关键词:自动避障;自适应驾驶;避障电路中图分类号:U47111;TP273
+12 文献标识码:A 文章编号:167125276(2005)0520076203
TheAchievementoftheVehicleAvoidingObstacle’sCircuitBasedonMicrocontroller51SUNXian2an,CHENNan,WANGJin2xiang(TheDepartmentofMechanicalEngineeringofSoutheastUniversity,JSNanjing210096,China)Abstract:Inpacewithdevelopmentoftheautomobileindustryinourcountry,theautomobiles’safetyandintelligencebecomemoreandmoreimportant.Nowadays,themethodsandexperimentsofautodrivehavebeenstudiedindomes2ticandinternational.Theemergencylane2changemaneuversofvehiclesmaybehandledthroghaprocessofdisposingmessagebycomputerautomatically,asgoodasadriver.Ittakesthevehiclesasthecarriertocontrolobjectsanddealwiththemessageatrealtime.Whenemergencysituationappears,itreplacesthedrivertoavoidmanualmistakes.Thetextintroducesacaseofamodelcaravoidingtheobstacleitself.Themodelcanperceivetheinformationofthefrontroadbythewavesoastocruiseandevadetheobstacle.Keywords:emergencylane2changemaneuvers;driveautomatically;theobstacleavoidancecircuit
0 前言随着汽车的自动化、智能化程度的提高,新一代智能汽车的研发在国内外受到越来越多的重视。目前,国内比较先进的智能车辆通过观测前方的路况,将路面信息输入到车内的电脑中,通过计算机控制方向盘的运动,实现自动避障。智能车辆的速度,关键在于它的控制技术,这就涉及到它的避障算法。一个好的控制算法如同一个有经验的司机,控制汽车运行。本文首先叙述模型小车避障原理及控制电路设计;其次通过真车的有关数据分析整车模型,得出安全避障距离与行驶速度的关系;再简要说明笔者设计的智能避障小车的实现方案;最后展望智能汽车在今后汽车行业的发展前景。
1 小车避障原理超声波测距原理。检测超声波向某一方向发射遇到障碍物后反射的回波,从而测出超声波波源与障
碍物之间距离:超声波在空气中的传播速度约为340m/s,发射超声波到接收反射波之间的间隔时间为t,则可以算出波源与障碍物之间距离s=340t/2。超声波发射端在单片机和前置电路的驱动下工作,接收端的信号放大、整形后在单片机的中断口产生中断,通过发射和接收的时间差计算出小车与障碍物的相对距离,再由单片机实现避障算法,
作出判断决策,发出相应的控制指令,然后通过外围硬件电路实现PWM调速和转向操纵,从而实现模型小车的主动避障。小车避障原理图:
超声波接收端工作电路原理图:
・电气技术与自动化・ 孙贤安,等・基于51单片机的小车避障电路实现・76 ・http://ZZHD.chinajournal.net.cn E2mail:ZZHD@chinajournal.net.cn
《机械制造与自动化》
资料整理自互联网，版权归原作者！ 欢迎访问 www.XinShiLi.net 新势力单片机、嵌入式 超声波探头接收到的信号经过放大、滤波及整波处理,输入到单片机中断口。2 模型小车工作原理车辆行驶速度越快,安全避障距离越长[1],可将此关系用于避障小车算法设计中。实验使用的模型小车有两个电动机。其中一个小电动机控制前轮转向,给电动机加正反相电压,实现前轮的左右转向;另一电动机控制后轮产生驱动力,加正反相电压使小车前进或后退。控制转向电动机需要较小驱动力,经过实验,选L293B作为驱动芯片;后轮电动机的驱动,选驱动能力更强的L298N,考虑到小车行驶中过程负载较大,峰值电流超过1A,导致L298N发热较大,故需给芯片添加散热片,以防止烧坏芯片。为了优化控制性能,采用PWM脉宽调速。选用TLC7226将单片机的数字信号进行数/模转换产生模拟电压,控制555生成占空比可调的脉冲,从而控制L293B与L298N进行脉宽调速。下面是L293B,L298N,TLC7226和LM555的电路原理图:
・电气技术与自动化・ 孙贤安,等・基于51单片机的小车避障电路实现
MachineBuilding&Automation,Oct2005,34(5):76～78・77 ・资料整理自互联网，版权归原作者！ 欢迎访问 www.XinShiLi.net 新势力单片机、嵌入式 小车避障工作过程:
采用有8KEEPROM的AT89S52单片机。首先,单片机产生脉冲信号,经过前置电路驱动小车前方的一个探头不断向前方发射超声波,超声波遇到障碍物后反射的回波信号经过放大、整形电路反馈到单片机的两个中断口中去,控制单片机的后续工作。其次,单片机根据中断口输入的信息,通过避障算法,将不同的信息输入到TLC7226,以驱动三个LM555。最后,再由三个LM555输出不同的信息,控制L293B与L298N,从而实现前轮的转向与后轮的驱动问题。下面的流程图描述避障小车工作的总体过程:
小车避障工作流程图3 适用领域设计的控制电路,结合相应的算法,可实现紧急制动和自适应巡航等功能。较传统的汽车,该设计思路有很多的优势,且应用广泛。a)极端环境下的主动安全:如超出驾驶员反映极限,车辆失稳等情况下实现自主安全控制,还可应用在盲人用车上;
b)规范道路条件下实现自适应巡航;c)如果适当的降低成本,将小车避障技术应用到玩具小车市场中,势必会引起玩具小车市场的一次变革。4 小结本文简述了小车避障电路原理和实现。目前,该避障小车在行驶过程中感知路面障碍物的距离的分辨率不高。笔者希望通过这篇文章能和广大读者进行交流,力求优化避障小车的各项功能,使小车紧急避障和自适应巡航在汽车领域得到广泛运用。参考文献:[1]ZviShiller.Emergencylane2changemaneuversofautonomousve2hicles[J].ASMEJournalofDynamicsSystems,Measurement,andControl.[2]杨志刚主编.Protel99se电子原理图设计技术[M].西安:西北工业大学出版社,20011[3]吴斌方,刘 民,熊海斌.超声波测距传感器的研制[J].湖北工程院学报,2004,19(6)1[4]景旭文,李家宝,葛鸿翰.超声波测距的研究[J].华东船舶工业学院学报,1994,8(1).收稿日期:2005209208(上接第75页)原理试验波形如图5所示。在输出滤波电感电流过零点附近,输出电压波形存在畸变,这是由周波变换器引入了电流极性选择信号所导致。试验结果证实了这类逆变器的可行性。图5 原理试验波形4 结论a)高频脉冲交流环节逆变器拓扑族,包括推挽全波式等六种电路;b)借助周波变换器换流重叠和输出滤波电感电流极性选择,双极性移相控制策略实现了变压器漏感能量和滤波电感电流的自然换流,解决了固有的电压过冲和环流现象,实现了逆变桥ZVS开关和周波变换器ZCS开关;
c)仿真与原理试验结果均证实了这种移相控
制策略的可行性和理论分析的正确性。
参考文献:
[1]YamatoI,etal1NewconversionsystemforUPSusinghighfre2quencylink[J]1IEEEPESC,1988:65826631[2]YamatoI,etal1HighfrequencylinkDC/ACconverterforUPSwithanewvoltageclamper[J]1IEEEPESC,1990:74927561
收稿日期:2005208220
・电气技术与自动化・ 孙贤安,等・基于51单片机的小车避障电路实现・78 ・http://ZZHD.chinajournal.net.cn E2mail:ZZHD@chinajournal.net.cn
《机械制造与自动化》
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