《2022年单片机红外遥控小车设计方案和制作.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年单片机红外遥控小车设计方案和制作.docx(6页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品学习资源一、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,遥控掌握小车前进、 后退、左转、右转、加速等操作;寻迹前进时小车仍可以依据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、设备的驱动及掌握等功能;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,判定是否遇到障碍物,判定是否小
2、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掌握器件为遥控器芯片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 的编码规章是:当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,假如这个按键按下且推迟大约 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 9ms18ms,高 8 位地址码 918ms, 8 位数据码 918ms和
3、这 8 位数据码的反码欢迎下载精品学习资源918ms 组成,假如按键按下超过108ms 仍未松开,接下来发射的代码将仅由起始码9ms 和终止码 2.5ms组成;依据上图的接法,K1K8 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,并直接供应应单片机;欢迎下载精品学习资源图 3 红外接收原理图3、电
4、机驱动模块该模块主要由芯片L298 掌握两个电机的正反转,以及转变电机的转速,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,电压范畴分别是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;D1D8 是爱护二极管( IN5
5、819 ),用于释放掉电机停车时产生的反响尖峰电势,否就会击坏L298 ;图 4 电机驱动原理图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
6、 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;单片机依据电平的变化判定有无障碍物,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;欢迎下载精品学习资源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
7、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;欢迎下载精品学习资源图 6 主程序流程图 7 解码程序流程图欢迎下载精品学习资源终止语:经实践说明,本文所设计的红外线遥控小车运行稳固、遥控灵敏、占用系统硬件资源少;且在不转变硬件电路,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 :华南理工高校出版社 ,20072 吴金戌 ,沈庆阳 ,郭庭吉 .8051 单片机实践与应用M. 北京 :清华高校出版社 ,20023 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 ,20214 郝建国 ,郑燕.单片机在电子电路设计中的应用M. 北京 :清华高校出版社 ,2006欢迎下载
限制150内