基于stc89c52單片機(jī)的智能超聲波跟隨與避障小車

1、基于STC89C52單片機(jī)的智能超聲波跟隨與避障小車廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院電氣工程系電氣123班小組:吳梓潤(rùn)賴智彬羅林昕摘要:智能超聲波跟隨與避障小車是以STC89C52單片機(jī)為控制核心，采用超聲波傳感器技術(shù)，主要由電源模塊、避障與跟隨模塊(即超聲波模塊)、L298N直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音提示模塊四位數(shù)碼管顯示模塊等組成的控制系統(tǒng).小車通過(guò)軟件程序與硬件的相互控制啟動(dòng)后開(kāi)始探索前方是否有障礙物(即跟隨物)若有跟隨物距離大于30厘米就向

2、跟隨物方向前進(jìn)且數(shù)碼管顯示距離距離小于30厘米跟隨物變?yōu)檎系K物語(yǔ)音模塊提示小車自動(dòng)避開(kāi)重新尋找跟隨物.若前方無(wú)跟隨物小車就向前左轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎后再尋找跟隨物。關(guān)鍵字:STC89C52單片機(jī)超聲波L298N1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)該系統(tǒng)是以STC89C52單片機(jī)為控制核心，以超聲波傳感器為距離測(cè)量元件對(duì)跟隨物的探索與跟隨自動(dòng)避障跟隨與避障過(guò)程中數(shù)碼管顯示距離與及語(yǔ)音提示避障的控制系統(tǒng)。如圖1所示：圖1：智能小車跟隨與避障系統(tǒng)基于單片機(jī)STC89C52

3、的智能小車跟隨與避障系統(tǒng)是一種利用超聲波測(cè)距然后自動(dòng)跟隨或避障的系統(tǒng)，其啟動(dòng)后自動(dòng)尋找跟隨物以及小于某一距離后自動(dòng)避開(kāi)障礙物，廣泛應(yīng)用于探測(cè)跟隨、避障等場(chǎng)合，通過(guò)超聲波傳感器，由單片機(jī)向超聲波傳感器發(fā)送命令，讀取超聲波傳感器測(cè)量的距離，再判斷小車是否跟隨或轉(zhuǎn)彎避開(kāi)。如果距離小于避障距離，語(yǔ)音模塊進(jìn)行提醒。它采用超聲波傳感器，超聲波模塊采用現(xiàn)成的HCSR04超聲波模塊，該模塊可提供2cm400cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)到3m

4、m。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為核心控制單元用于系統(tǒng)的控制小車安裝了1個(gè)超聲波傳感器，裝于小車前，用超聲波檢測(cè)障礙物測(cè)出距離，程序電源模塊STC89C52單片機(jī)控制模塊超聲波模塊（跟隨與避障）四位數(shù)碼管模塊語(yǔ)言提示模塊L298N直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊8個(gè)40KHz的周期電平并檢測(cè)回波。一但檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)。回響信號(hào)的脈沖寬度與所測(cè)得距離成正比。由此通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間

5、隔可以計(jì)算得到距離。公式：uS58=厘米或者uS148=英寸；或是距離=高電平時(shí)間聲速（340MS）2；建議測(cè)量周期為60MS以上，以防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回響信號(hào)的影響。2.2語(yǔ)音提示模塊設(shè)計(jì)此模塊是用來(lái)提供語(yǔ)音提示的，當(dāng)小車距離障礙物距離（這個(gè)距離可以自行設(shè)定）很近時(shí)，小車的控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出“在距您車前方x米的地方有一障礙物，請(qǐng)您注意避讓”的語(yǔ)音提示。此功能是用ISD1760語(yǔ)音芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，預(yù)先給語(yǔ)音芯片錄入“在距您車前方”，“米的地方有一障

6、礙物，請(qǐng)您注意避讓”，“0”，“1”，“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”，“10”等語(yǔ)音信息，在通過(guò)單片機(jī)程序來(lái)控制語(yǔ)音芯片的定點(diǎn)放音，來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示。圖4語(yǔ)音提示模塊原理圖由總體電路圖，用單片機(jī)的P2.2到P2.5四個(gè)IO口來(lái)控制ISD1760語(yǔ)音芯片的定點(diǎn)放音。ISD1760工作原理：如圖所示，通過(guò)REC鍵來(lái)進(jìn)行錄音，錄音時(shí)要一直按住REC鍵，錄完一段語(yǔ)音后松開(kāi)REC鍵，按動(dòng)PLAY鍵可以對(duì)剛才的錄音播放

7、出來(lái)；VOL鍵可以加減音量，每按動(dòng)一次VOL鍵，聲音就增大一級(jí)，由于只有8級(jí)音量調(diào)節(jié)，所以在第9次按動(dòng)VOL鍵時(shí)，聲音又回到了最小音量；ERASE鍵可以對(duì)已經(jīng)錄入的語(yǔ)音進(jìn)行擦除，短按此鍵可以擦除上一段錄音，長(zhǎng)按此鍵可以擦除所有錄音；通過(guò)SS、SCLK、MISO、MOSI腳與單片機(jī)進(jìn)行SPI通信，單片機(jī)就是通過(guò)這幾個(gè)腳實(shí)現(xiàn)對(duì)ISD1760的定點(diǎn)放音。2.3最小系統(tǒng)STC89C51單片機(jī)此模塊是小車的最重要部分，它控制著超聲波測(cè)距模塊、數(shù)碼

8、管顯示模塊、L298N直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音提示模塊和信號(hào)提示模塊的工作。Vccd1LED2RESET3MISO4MOSI5SCLK6SS7Vssa8Analn9MIC10MIC11Vssp212SP13Vccp14SP15Vssp116AUDAUX17AGC18VOL19Rosc20Vcca21FT22PLAY23REC24ERASE25FWD26INTRDY27Vssd28I1ISD1760REC1PLAY1ERASE1S5VOL1