基于gprs无线发射模块的51单片机智能小车设计

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1、目录1．概述22．系统原理22.1底盘的选择22.2电机的选择32.3电机驱动模块42.4红外循迹模块72.5超声波测距模块92.6GPRS模块102.6.1LQ1000GPRSDTU概述102.6.2使用方式113．硬件系统设计113.1单片机选择113.1.180C51单片机硬件结构123.1.2最小应用系统设计133.2电路设计163.2.1电机安装与驱动163.2.2红外循迹模块163.2.3超声波测距模块163.2.4DTU无线控制模块173.3小车的控制184．软件系统设计205.心得与体会216.附录2230/301．概述自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍

2、及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域，其涉及到多个学科，机械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等，是众多领域的高科技。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。而智能小车比赛就是机器人技术的一个重要研究方向。智能小车作为机器人的典型代表，可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。在本次课程设计中，我所制作的智能小车要实现自动避障功能，还拥有扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像，只要求粗略

3、感知即可，所以可以舍弃昂贵CCD传感器而考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。智能小车的执行部分，是由直流电机来充当的，主要控制小车的行进。CPU使用STC89C51单片机，配合软件编程实现。而本次课程设计所制作的小车，其与众不同的地方在于全部使用上位机通过无线模块对其进行控制，小车本身不具备任何输入设备。小车可以工作在三种模式下，超声波测距模式，红外循迹模式以及无线控制模式。在无线控制模块下可以远距离对其进行前后左右停的操作。除此之外，还可以实现手机对小车的状态控制。2．系统原理该智能小车模型是一辆由PCB和车体拼装的小车。所有的机械结构和零部件都安装固定在电路板上，除几个特

4、殊模块是由自己手动焊之外，其余是买回的封装好的模块。其稳定性更高。2.1底盘的选择30/30底盘的作用在于固定电机，并安置其他模块。根据个人喜好，可以选择4轮的和2轮+万向轮式的。我选择的是4轮驱动小车。2.2电机的选择图2.1直流减速电机右图为小车使用的直流减速电机，减速比为1：48，额定电压为3－9V.当我们在直流电机的两极施加一定的电压后，电机开始匀速转动，如果这时候将电极对调，原来的正极变负极、负极变正极，那么电机就会反向转动。小车转弯则是通过左右两侧电机速度不同来控制的。图2.2直流减速电机参数下图是典型的“H”桥电路，采用下面这种电路，即可实现上面所说的电极翻转，从而达

5、到电机的正反转。30/30图2.3“H”桥电路常态下，4个桥臂的开关保持开路状态，这时候电机两端悬空，没有电压。当1、4开关闭合，2、3开关打开，电流从1号开关流经电机，再从4号开关流出，这时候电机正转。当2、3开关闭合，1、4开关打开，电流从2号开关流经电机，再从3号开关流出，这时候电机反转。通过上面的分析，我们只需要通过控制1、2、3、4号开关的打开与关闭，即可以实现对电机转向的控制。如果在改变开关的导通时间,即控制pwm占空比，就可以实现对电机转速的调节。下面我们将要介绍电机驱动模块。2.3电机驱动模块30/30图2.4电机驱动模块L298N电路图L298N是专用驱动集成电路

6、，属于H桥集成电路，与L293D的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，(二相、三相、四相)步进电机，伺服电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制两路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。本模块具有体积小，控制方便的特点。具体使用方法：板上的EN1与EN2为高电平时有效，只有当EN1与EN2为高电平时，电机才旋转，则电机不转，这里的电平指的是TTL电平。EN1为IN1和IN2的使能端，EN2为IN3和IN

7、4的使能端。当EN1=1，IN1=1INT2=0时电机1正转，EN1=1，30/30IN1=0IN2=1电机1反转。同理，当EN2=1，IN3=1IN4=0电机2正转，EN2=1，IN3=0IN4=1电机2反转。A-、B-接电机1，C-、D-接电机2。图2.5L298N实物图下面，我们将要研究L289N的供电问题，L298N的输出电压跟供电电压是有关系的：经过实验我们发现，输入多少V，输出就差不多是多少V（略有损耗）。由原理图我们知道，L298N供电方式有两种。方式一