论文关键字：AT89C51单片机 直流电机 红外线遥控 循迹 L298
一、设计任务和要求
以AT98C51单片机为核心，制作一款红外遥控小车，小车具有自动驾驶，手动驾驶和循迹前进等功能。自动驾驶时，前进过程中可以避障。手动驾驶时，遥控控制小车前进、后退、左转、右转、加速等操作。寻迹前进时小车还可以按照预先设计好的轨迹前进。
二、系统组成及工作原理
本系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要完成红外编码信号的发射和接受、障碍物检测、轨迹检测、直流电机运行的发生等功能。软件主要完成信号的检测和处理、设备的驱动及控制等功能。AT89S51单片机查询红外信号并解码，查询各个检测部分输入的信号，并进行相应处理，包括电机的正反转，判断是否遇到障碍物，判断是否小车其那金中有出轨等。系统结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图
三、主要硬件电路
1、遥控发射器电路
该电路的主要控制器件为遥控器芯片HT6221，如图2所示。HT6221将红外码调制成38KHZ的脉冲信号通过红外发射二极管发出红外编码。图2中D1是红外发射二极管，D2是按键指示灯，当有按键按下时D2点亮。
HT6221的编码规则是：当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，如果这个按键按下且延迟大约108ms，这108ms发射代码由一个起始码(9ms)，一个结果码(4.5ms)，低8位地址码(9ms~18ms)，高8位地址码(9~18ms)，8位数据码(9~18ms)和这8位数据码的反码 (9~18ms)组成，如果按键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。按照上图的接法，K1~K8的数据码分别为：0x00，0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07。
图2 遥控发射器电路原理图
2、红外线接收模块
该模块使用一体化红外接收头1838，其电路如图3所示。瓷片电容104为去耦电容，DOUT即是解调信号的输出端，直接与单片机的P3.2口相连。有红外编码信号发射时，输出为检波整形后的方波信号，并直接提供给单片机。
图3 红外接收原理图
3、电机驱动模块
该模块主要由芯片L298控制两个电机的正反转，以及改变电机的转速，其电路如图4所示。L298 芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器。其中SENSEA、SENSEB分别为两个H桥的电流反馈脚，不用时可以直接接地。VCC，VS是接电源引脚，电压范围分别是4.5～7V、2.5～46V，设计中VCC端与单片机电源端共用5V工作电源，VS端独立接9V电源。ENA，ENB为使能端，低电平禁止输出。IN1，IN2，IN3，IN4为数据输入引脚，OUT1，OUT2，OUT3，OUT4为数据输出引脚。D1~D8是保护二极管（IN5819），用于释放掉电机停车时产生的反响尖峰电势，否则会击坏L298。
4、障碍物检测和寻迹模块
障碍物检测和轨迹检测原理是相同的。从经济的角度考虑，该模块选用了反射式光耦，其电路如图5所示。反射式光耦由一个红外发射管和一个光敏三极管组成。LM324是电压比较器，当3脚的电平大于2脚时，输出端1脚输出高电平，反之输出低电平。高低电平的值取决于LM324的2脚电平，调整电位器R23使LM324的2脚电压为3V。
避障电路安装在小车的头部的左右两边，分别用于检测左右障碍物。工作过程是：当无障碍物时，不反射红外线，光敏三极管截止，LM324的3脚在R16的上拉作用下为高电平(5V),大于2脚电压(3V)，输出高电平；当遇到障碍物时，反射红外线，光敏三极管导通，比较器3脚接地，小于2脚电压(3V)，输出低电平。单片机根据电平的变化判断有无障碍物，当左边遇到障碍物时小车右转，当右边遇到障碍物时小车左转。
循迹电路安装在小车的底部的左右两边，循迹是通过辨别黑白色来行走。工作过程是：红外发射管发出红外光，当遇到黑色，不反射红外光，比较器输出为高电平；当遇到白线，红个光反射回来，比较器输出为低电平。当左边检测到白色时小车右转，当右边检测到白色时小车左转，当两边检测到的都是黑色时小车前进，当两边检测到的都是白色时小车停止。
图5 障碍物检测、轨迹检测原理图
四、软件设计
本系统的软件用C语言编写，分为主程序，外部中断解码子程序、自动驾驶子程序、手动驾驶子程序、障碍物检测子程序、轨迹检测子程序、定时器1中断调速子程序等。主程序完成系统硬件的初始化、子程序调用等功能。主程序、解码子程序如图6、图7所示。
图6 主程序流程 图7 解码程序流程图
结束语：
经实践表明，本文所设计的红外线遥控小车运行稳定、遥控灵敏、占用系统硬件资源少。且在不改变硬件电路，仅通过软件编程小车就可以实现障碍物检测、报警等功能。
参考文献：
[1] 陈权昌,李兴富.单片机原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2007
[2] 吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2002
[3] 侯玉宝,陈忠平,李成群,等.基于Proteus 的51系列单片机设计与仿真.北京:电子工业出版社,2008
[4] 郝建国,郑燕.单片机在电子电路设计中的应用[M].北京:清华大学出版社,2006
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哥们，还是自己做合适点。你要搭建出硬件，上来问问软件程序还成
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#骆翟# 那要看你是用舵机变向还是用差动变向(使两个轮子的速度不同).舵机变向适用于四轮小车(前面两轮舵机控制,后面两轮由同一电机带动),差动驱动适合三轮小车(前面一万向轮,后两轮各用一电机带动),还有不懂再问我
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#骆翟# 1 引言 利用凌阳单片机SPCE061A 的语音功能 [1],配合SPLC501 液晶模组,可以模拟实现带 语音提示功能的出租车计价系统,相对于用51 单片机而言,可以去掉单片机外部的语音芯片 和存储器芯片,系统硬件设计较为精简稳定,功能更为...
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基于单片机的红外避障小车设计 - ******
#骆翟# 1、如果想学习单片机你可以在网上找一下相关资料很多. 2、如果想快速制作一个红外避障小车并掌握红外避障及其控制原理,可以尝试用精控-定时程序控制器控制器实现. 3、下图是控制器的通用接线原理图. 4、传感器可以采用日本神视...
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谁能告诉我 基于51单片机的智能小车路径跟踪系统设计 该怎么做?有大概思路就好?谢谢了.具体要求是: ******
#骆翟# 最简单的做法就是用红外检测黑线,淘宝上有一些已经做好的红外寻迹模块,你可以去看看; 至于车辆方面,三轮车容易控制,耗电量小,但是我个人比较喜欢用四个轮的,看上去很帅,但是耗电量大一点.如果不要求速度特别高的话,用差速转弯就行了,没必要用舵机,但是要求高速行驶的的话,可以考虑用舵机,但是这样对你的红外路线检测算法要求比较高. 推荐使用有pwm功能的51,例如STC89C5410AD等
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求解答:单片机的智能小车设计求修改,有原稿,要求添加循迹部分,谢谢各位 - ******
#骆翟# 简单的循迹就是一个或两个可见光或红外的反射传感器啊. 如果用两个的话就一边装一个,哪边反射变化了就往那边转. 如果用一个的话就对着所寻的迹,反射变化了就左右转一下看看往那边会回到迹内就可以了. ＂嘿嘿,你会读嘛?!＂ ＂So easy~~~!!!＂
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基于MCS - 51单片机智能小车红外传感器电路图 - ******
#骆翟# 哪里要这么复杂,io直接驱动就是.去img.google.com搜索一个电路就是
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求基于单片机的自动寻迹小车的毕业设计......都需要什么材料做实物啊 谁可以帮帮忙 - ******
#骆翟# 步进电机、铝合金.单片机采用什么看你的爱好了建议采用抗干扰能力强、稳定性好、有看门狗的.电池用高容量的碱性电池吧.如果尽量不买成品的话,做起来会有一定难度哦. 要是大方的话,请给加个分哦.
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设计单片机小车 - ******
#骆翟# 跟人走可以实现,至少我已经实现了,用到一个传感器,也就是人体热释红外传感器,专门检测人体发出的红外线,做成的模块可以调节灵敏度.另外一个传感器就是电子罗盘,装在小车上,小车就可以知道东西南北的方向和角度了.在小车上装一步进电机,步进电机带动检测模块做360°旋转,数步进电机的步数,就知道在那个角度检测到有人,通过步进电机、电子罗盘、热释红外就可以让小车往有人的方向跑,假如不想撞到人的话,就加超声波或者光电开关壁障即可.
