基于AT89S51单片机的智能超声波避障 (3)

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。智能小车简要原理框架图障碍测距系统数据控制控制单片机系统电机系统显示系统障碍物测距系统识别障碍的首要问题是传感器的选择，下面对两种传感器的优缺点进行说明：探测障碍的最简单的方法是使用超声波传感器，它是利用向目标发射超声波脉冲，计算其往返时间来判定距离的。传感器性能比较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。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。采用由双极性管组成的H桥电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也很高。本系统设计采用H电桥电路设计，使用芯片L298N驱动芯片，考虑到在设计中需要对两个直流电机的驱控与控制，L298N驱动芯片中包含两个H电桥电路，因此采用L298N驱动芯片。设计方案