基于單片機(jī)的智能小車

1、基于單片機(jī)的智能小車基于單片機(jī)的智能小車單片機(jī)之所以被稱為微控制器，是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)是由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片內(nèi)，INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而且性能不錯(cuò)獲得了廣泛的好評(píng)。此后在8031基礎(chǔ)上研制出

2、了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的但是對(duì)其要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的普遍的認(rèn)可。隨著INTELi960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片

3、機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。單片機(jī)與專用處理器相比適合應(yīng)用于

4、嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有12部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。在單片機(jī)的基礎(chǔ)上，我

5、們通過(guò)研發(fā)實(shí)現(xiàn)了一種以光電傳感器為敏感元件，以AT89C51單片機(jī)為控制核心的電動(dòng)循跡小車的智能控。該系統(tǒng)還包括直流輸出低電平給單片機(jī)，由程序處理。若左路未檢測(cè)到光，則向左糾正方向；若右路未檢測(cè)到光，則向右糾正方向。1.3電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)由于采用的是雙驅(qū)動(dòng)小車，這部分電路必須能夠輸出兩個(gè)不同的電壓值，分別去控制小車的左、右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，使小車的兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速和方向相同或不同，從而來(lái)控制它的前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，用兩個(gè)L91

6、10芯片來(lái)分別連接單片機(jī)和直流機(jī)。L9110是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推免式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件構(gòu)成成本降低，整機(jī)可靠性提高。該芯片有兩個(gè)TTLCMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性，兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò)800MA的持續(xù)電流，峰值電流可達(dá)1.52.0A；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降與靜態(tài)電流，內(nèi)置的二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊

7、電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的使用上安全可靠。循跡小車系統(tǒng)以常見(jiàn)的AT89C51單片機(jī)為核心，輔以較簡(jiǎn)單的元器件和電路設(shè)計(jì)，在順利完成循跡功能的前提下，又充分考慮到外觀、成本等問(wèn)題。因此，小車的大部分電路由于手工焊接完成，在設(shè)計(jì)中，我們沒(méi)有在電路中增加冗余的功能，但是保留了各種硬件接口和軟件子程序接口，方便以后的擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)。二：軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序、初始化程序、中斷子程序、按鍵發(fā)音子程序、

8、按鍵掃描子程序構(gòu)成。2.1尋跡子程序設(shè)計(jì)尋跡模塊設(shè)計(jì)是通過(guò)把左、右光電傳感器的輸出端分別接到單片機(jī)的P22和P23引腳上，然后通過(guò)單片機(jī)編程，產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，通過(guò)L298控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，讓小車達(dá)到前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、及停止行駛的目的。2.2避障子程序設(shè)計(jì)避障模塊設(shè)計(jì)是通過(guò)把左右紅外反射式傳感器模塊的輸出端分別接到單片機(jī)的P20和P21引腳上，然后通過(guò)單片機(jī)編程，產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，通過(guò)L298K控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，讓小車達(dá)到前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右