《基于51单片机的红外避障自动车的实现》技术报告.doc

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1、《基于51单片机的红外避障自动车的实现》技术报告小组成员：李相华王太杰孙学军指导老师：时间：2010/05/03摘要本小组所设计一个带有红外传感器的小车，基本能实现自动避障的功能。本小车以STC89C52为其主控单元，以俩个直流减速电机为驱动电机提供基本动力，并依据差速原理实现转向，用红外传感器进行探测，使用分离元件组成的电路去驱动电机，使用PWM波实现变速功能。小车分为五个模块：STC89C52主控模块，传感模块，电源模块，电机驱动模块，测速模块。关键词：89C52红外避障自动车题目：《基于51单片机的红外避障自动车的实现》下面是一些

2、基本资料：——————————————小车参数——————————————障碍检测方式红外探测（探测模块功耗7mA）车模几何尺寸（mm）149x102x59测障精度前方：75cm左右：25cm车模轮距（mm）120电源系统4x1.5v干电池4x1.2v充电电池及其稳压输出电机直流减速电机，1~12V工作电压，传动比：71.2:1主控芯片STC89C52MCU其他芯片LM7806LM7805STC11F01等—————————————小组资料———————————————小组成员：姓名班级善长项目负责模块王太杰班擅长于硬件焊接技术强硬件知

3、识充足红外探测部分驱动调试孙学军班擅长于编程C语言功底扎实思路开阔程序驱动部分程序调试李相华班查阅资料能力强善于方案选择和优化电源部分小组优势：硬件与程序搭配协调，每人负责各自模块，只提供最终模块接口，使对方不必关注自己模块内部结构，只需将接口连接完成即可，减少了每人负责的内容，提高了效率。————————————制作流程与时间—————————————2010年5月1日小组成员对各模块电路进行了选择、优化，并进行了电路搭建、焊接，各模块调试，确定模块交互接口；主控程序思路成型，并编写了测试程序，对软硬件进行了测试。最后各模块交互，整体

4、调试，主程序确定及细节敲定。2010年5月2日:模块交互，整体调试，主控程序细节修改；经布局后各硬件模块转移至车体，最终焊接，整车成型。主控程序下载，调试，最终成功。—————————————技术资料——————————————设计思路：为节省电机数量和电路复杂程度，红外避障小车（以下简称小车）采用前轮主动，后轮从动原理。前轮采用双电机驱动，利用差速法实现车身转向。检测部分利用红外发射管发射红外光，遇障碍物后经反射被红外接受管接收，产生电平转换，利用单片机I/O口检测红外检测模块电平输出，以此判断前方障碍物有无，检测到障碍物后，经单片机

5、I/O口控制电机驱动电路，经由电机驱动电路输出不同电压，产生差速，实现转向，最终以达到避障的目标。其总体方框图如图所示：STC89C52单片机电机驱动模块传感器模块电源模块2个直流减速电机主控模块：方案一：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力强、可靠性高、功耗低、结构简单、具有语音处理、运算速度快等优点，但考虑到我们小组对这个方案采用的微处理器并不熟悉，使用起来并不是很方便，这对于硬件电路的设计和软件编程增加了难度。我们决定不再使用此方案，考虑其他方案。方案二：采用STC89C52单片机作为主控制器。STC

6、89C52是一个超低功耗，和标准51系列单片机相比较具有运算速度快，抗干扰能力强，支持ISP在线编程，片内含8k空间的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，具有256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个I/O口，2个16位可编程定时计数器。其指令系统和传统的8051系列单片机指令系统兼容，降低了系统软件设计的难度，电路设计简单、价格低廉，在后来的实验中我们发现，STC89C52精确度和运算速度也都完全符合我们系统的要求。综合以上方案我们选择比较普通的更为熟悉的方案二使用STC89C52单片机为我们整个系统的控制核心。其

7、各个引脚如图1所示图1探测模块：方案一：用三极管驱动红外发射管和红外解收管。在三极管的射级接俩个红外发射管，加大红外线的强度，进儿提高其探测距离。在红外接收电路中，用电阻和红外接收管串联来调节基极的电位，当接收管接收到红外线时可以改变基极电位，进儿使三极管工作在截止或饱和状态，即调节了输出电平，实现了高低电平的转换。其发射和接受电路如图2所示：图2优点：电路简单，搭建方便。缺点：探测精度不高，探测距离比较近。考虑到小车行驶时对精度的要求，我们最终放弃了这套方案。方案二：用三极管驱动红外发射管，用LM358来实现接受电路。发射电路和方案一

8、基本一致，这里就不赘述了。LM358是包含俩个运算放大器的集成器件，我们用第一个放大器来实现对探测到得信号进行放大，把第二个作为电压比较器（阈值电压Vth=1/2Vcc）。把处理过的信号和阈值电压进行比较，