基于AT89S51单片机的智能超声波避障(5)

基于AT89S52单片机的智能超声波避障小车姓名：张奔指导老师：包一.课题的应用场合智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉，电路结构简单，程序调试方便等优点。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱。同时在玩具的应用上深受小朋友的青睐。二.功能和性能指标2.1功能：本小车使用AT89S52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LED显示出来，当小车与障碍物的距离大于40cm时，小车会沿直线前进，当小车与障碍物的距离小于30cm时，小车转弯以避开障碍物。在避开障碍物后，小车会沿直线前进。二.功能和性能指标2.2性能指标：电机电压：5V电机电流：1320mA芯片电压：5V距离：精确到cm三.课题的总体框图89S52LED显示电机驱动超声波测距直流电机四.硬件原理图及总体方案概述四.硬件原理图及总体方案概述4.1电源模块：我们一致选择采用5v的独立的稳压电源。优点:稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点:各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。4.2障碍物测距系统：方案一：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。方案二：激光雷达MMW雷达优点：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。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。算法简单，价格理。所以我们选择超声波传感器。4.3显示模块：方案一：用LCD显示，优点：辐射小、显示内容多、低耗能、散热小、显示的画面稳定不闪烁。缺点：不适合做图，图像还原不好、有可视范围限制。方案二：用LED显示，优点：亮度高、成本低，缺点：不能显示汉字，显示内容较少。对于本课题的要求，我们选择LED就可以实现功能了，程序简单，成本低。4.4驱动模块：方案一：采用ULN2003驱动，它是由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成,具有同时驱动7组负载的能力，一般用于高速大功率驱动电路。所以我们不采用这个方案。方案二：采用由双极性管组成的H桥电路（L298N）。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，则效率非常高；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。而且它有更强的驱动能力。L298N有过电流保护功能，当出现电机卡死时，可以保护电路和电机等。L298N有过电流保护功能，当出现电机卡死时，可以保护电路和电机等。所以我们选择L298N。五.软件设计流程图PWM初始化开始定时器初始化定时器时间到发送一个触发信号收到回波信号计算障碍物距离小于40cm驱动电机减速驱动电机加速Pwm软件自增大于30cm驱动电机转向Pwm软件自减定时计数器初始化YYNNYN六.调试第一步：检测数码管好坏。写一个简单的程序，P0口送0xc0,P2口送0x00，观察数码管是否显示正确的数值。多换几个数试试，观察是否显示正确的数值。第二步：检测超声波模块。烧好程序，将超声波正对着墙壁，判断测的距离是否正确。第三步：将小车组装好，写进程序，用电脑USB口供电，且用手遮挡观察小车是否直行和转弯。第四步：在第三步的基础上用电池供电。观察是否按要求行驶。七.效果仿真效果图样机照片