基于單片機的智能小車設(shè)計

1、 基于單片控制的智能小車設(shè)計摘要本論文詳細(xì)介紹了基于單片機的智能小型車的設(shè)計目的、硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計和系統(tǒng)軟件。整個小車的控制核心我選擇的是單片機，主要包括單片機控制模塊、遙控模塊、避障模塊、循跡模塊、速度顯示模塊等模塊。智能小車要實現(xiàn)自動避障功能、循跡行駛、顯示實時速度和遙控功能?；谏鲜鲆螅瑐鞲袡z測部分考慮到小車一般不用感知清晰的圖像，只要求大概感知即可，所以可以拋棄價格昂貴的超聲波測距而考慮采用物美價廉的紅外反射式傳感器來充當(dāng)，本文采用的是TCRT5000紅外探頭。智能小車的執(zhí)行部分是用直流電機來實現(xiàn)的，本設(shè)計用到了2個直流電機，用了L298N和L293D來驅(qū)動，主要控制小車的前進(jìn)

2、方向和速度。單片機我選擇STC89C52單片機，此單片機能滿足本設(shè)計的要求，電路設(shè)計也比較簡單，價格便宜，電源模塊采用2塊3.7V的鋰電池，需要穩(wěn)壓電路來輸出穩(wěn)定的5V電壓，顯示模塊采用液晶LCD1602即可滿足需求，紅外接收采用1838紅外接收頭，紅外遙控采用HT6221編碼芯片，經(jīng)過數(shù)次調(diào)試，雖然功能實現(xiàn)有些瑕疵，但是在大體上本設(shè)計還是基本實現(xiàn)了所要求的功能。關(guān)鍵詞：LCD1602；直流電機；STC89C52RCIAbstract This paper introduces the design purpose, hardware circuit design, software desi

3、gn and system software of a smart small vehicle based on single-chip microcomputer. The control core of the entire car I chose is a single-chip microcomputer, which mainly includes a single chip microcomputer control module, a remote control module, an obstacle avoidance module, a tracking module, a

4、nd a speed display module. Smart cars need to achieve automatic obstacle avoidance, tracking, display real-time speed and remote control functions. Based on the above requirements, the sensor detection part takes into account that the car generally does not need to perceive a clear image, and only r

5、equires perception, so it is possible to abandon the expensive ultrasonic ranging and consider adopting an inexpensive infrared reflective sensor to act. The TCRT5000 infrared probe. The implementation part of the smart car is realized by a DC motor. This design uses two DC motors, which are driven

6、by L298N and L293D, and mainly control the forward direction and speed of the car. MCU I choose STC89C52 MCU, this MCU can meet the design requirements, circuit design is relatively simple, cheap, power module uses two 3.7V lithium battery, the need for voltage regulator circuit to output a stable 5

7、V voltage, the display module uses LCD1602 The screen can meet the demand. Infrared receiver adopts 1838 infrared receiver, and infrared remote controller adopts HT6221 encoder chip. After several debuggings, although the function is somewhat awkward, the design basically fulfills the required funct

8、ions.Key words: LCD1602; direct current machin; STC89C52RC II目錄第一章 緒論11.1 課題背景和意義11.2 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11.2.1 研究現(xiàn)狀11.2.2 發(fā)展趨勢21.3 課題內(nèi)容和要求2第二章 總體方案設(shè)計與論證42.1 遙控控制模塊設(shè)計與論證42.2 電機驅(qū)動模塊設(shè)計與論證52.3 避障循跡模塊設(shè)計與論證62.4 數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)計與論證62.5 轉(zhuǎn)速測量模塊設(shè)計與論證72.6 電源模塊設(shè)計與論證7第三章 各模塊硬件電路設(shè)計93.1 紅外遙控發(fā)射器模塊93.1.1 紅外遙控模塊的工作原理93.1.2 HT6221編碼

9、芯片簡介103.1.3 紅外遙控發(fā)射器113.2 單片機控制模塊123.2.1 單片機模塊電路123.2.2 復(fù)位電路133.2.3 振蕩電路143.3 紅外接收器及解碼143.4 電機驅(qū)動模塊163.4.1 直流電機的工作原理163.4.2 L298N和L293D芯片簡介17I3.4.3 直流電機驅(qū)動電路設(shè)計183.5 避障循跡模塊193.6 轉(zhuǎn)速檢測模塊213.7 數(shù)據(jù)顯示模塊223.8 電源模塊23第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計244.1 系統(tǒng)總體程序流程圖244.2 避障循跡模塊程序設(shè)計254.3 紅外遙控模塊程序設(shè)計4.4 數(shù)據(jù)顯示模塊程序設(shè)計27第五章 系統(tǒng)軟件調(diào)試245.1 電機驅(qū)動的調(diào)試

10、195.2 紅外探測的調(diào)試215.3 測速及顯示模塊225.4 紅外遙控的調(diào)試23第六章 總結(jié)與展望286.1 總結(jié)286.2 改進(jìn)與展望28參考文獻(xiàn)29致謝30附錄A 各模塊電路圖31附錄B 程序39III第一章 緒論1.1 課題背景和意義自從進(jìn)入信息時代，高新技術(shù)發(fā)展的十分迅速，未來的社會朝著智能化的方向發(fā)展。意思是我們可以先設(shè)定一個目標(biāo)，不需要人去操作就可以達(dá)到目標(biāo)。本設(shè)計的智能小車采用的技術(shù)可以為運輸和探險領(lǐng)域提供相關(guān)的技術(shù)參考。相信大家都清楚，小車是可以作為玩具的，所以本設(shè)計也可以為玩具行業(yè)所借鑒。智能小車一般選擇超聲波來實現(xiàn)避開障礙物的功能，在將來的智能汽車行業(yè)中將會大量使用。我國

11、科技發(fā)展很快，在超聲波應(yīng)用在汽車的研究有大量的研究成果。我國汽車保有量巨大，每年發(fā)生的車禍帶走了很多人的生命，除了意外車禍，還有大部分的酒駕，所以智能車可以代替醉酒的人駕駛，可以減少醉駕死亡率，還有一些疲勞駕駛，也可以提醒駕駛?cè)藛T或者代替駕駛，可以拯救不少人的生命，這種類型的小車可以用來去探測外太空，還可以去一些環(huán)境十分惡略的地方，人們?nèi)サ脑挄猩ｋU，比如喜馬拉雅山、南極、海底世界等地方，既能完成目的，也能減少人們的生命危險，所以說，本課題的研究意義遠(yuǎn)大。1.2 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.2.1 研究現(xiàn)狀一開始，科學(xué)家只能造出模仿人類動作的機器人，之后誕生了一款能自己移動的機器人，經(jīng)過了

12、幾十年的大力發(fā)展，智能化產(chǎn)品的功能越來越多，這些功能大部分都很實用，人們的需求越來越大，所以很多國家都投入大量科研人員和資金來研發(fā)智能領(lǐng)域。想要讓機器人跟人一樣，就必須有人的感知功能，所以法國提出了這樣的計劃去研究這樣的功能，讓機器人模仿人所處的環(huán)境，能自己去認(rèn)知事物并且做出處理。但是美國人做出來的機器人更有趣味性了，它就像一個保姆，幫主人掃地、開門、送東西、洗衣服等等家務(wù)事，甚至還可以陪孩子們交流和讀書，可以作為孩子們有煩惱時的傾訴對象。現(xiàn)在的醫(yī)療事故頻發(fā)，由于醫(yī)生的疏忽造成手術(shù)失敗導(dǎo)致病人死亡是不能讓人接受的，所以智能機器人可以精確的為患者做手術(shù)，安全性會大大提升。中國經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，

13、智能領(lǐng)域碩果累累，在軍事領(lǐng)域尤為突出，已經(jīng)開發(fā)出危險作業(yè)機器人、仿人機器人等等在軍事上實用性很高的機器人。同樣國內(nèi)很多大學(xué)也有相關(guān)的研究，并且取得了傲人的成績，比如中國科學(xué)院研究的對話機器人，上海交通大學(xué)做出了具有很強翻越障礙物的機器人等等，我國正努力加大研發(fā)力度，超越其他國家爭第一指日可待。 1.2.2 發(fā)展趨勢現(xiàn)在各大高校相繼開設(shè)智能機器人的專業(yè)課程，培養(yǎng)了大批智能領(lǐng)域的人才，將來的技術(shù)會越來越成熟，研發(fā)的機器人具備生物機電系統(tǒng)，所以也將會越來越智能化，更具有實用性和趣味性，為了方便使用，機器人會越來越輕盈和小巧，能無限接近人類的思想，但是無論如何發(fā)展，人類只會統(tǒng)治機器人，不會被機器人操控

14、人類，這是我們?nèi)祟惖牡拙€和原則，不可侵犯，期待未來的機器人能實實在在得提高社會生產(chǎn)力，為人類創(chuàng)造更高的價值，并且會極大改變?nèi)藗兊纳罘绞?，是人類的好朋友?.3 課題內(nèi)容和要求本設(shè)計的核心控制部分是由單片機來充當(dāng)?shù)?，主要包括單片機控制模塊、遙控模塊、避障模塊、循跡模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊等模塊。要求能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾種功能：（1）遙控功能，即通過遙控器來控制小車的啟動、停止、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退等動作。（2）自動避障功能，即小車在前方遇到障礙時可以立即做出反應(yīng)，自動左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)躲避障礙。（3）自動循跡功能，即小車可以自動沿著規(guī)定的路線行駛。（4）能夠?qū)崟r顯示小車行駛的速度。要求通過此次的實際動手設(shè)計掌握以下基

15、本技能：（1）熟悉電子產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)流程；（2）掌握單片機原理、穩(wěn)壓原理、循跡原理等等；（3）能獨立設(shè)計硬件電路和系統(tǒng)軟件；第二章 總體方案設(shè)計與論證本設(shè)計方案選擇AT89C52單片機作為整個系統(tǒng)控制的核心，主要由兩部分組成，分別是紅外遙控發(fā)射部分和智能小車。其中智能小車部分主要由以下子模塊構(gòu)成：單片機控制模塊、電源模塊、電機驅(qū)動模塊、循跡避障模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、紅外接收器和數(shù)據(jù)顯示模塊組成；紅外遙控發(fā)射部分主要由遙控按鍵、編碼芯片、紅外發(fā)射三個部分構(gòu)成。其總體設(shè)計框圖包括兩個部分，如圖2.1所示： a 遙控部分框圖 b 小車部分框圖 圖2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖2.1 遙控控制模塊設(shè)計與論證

16、如今用的最多的遙控方式有2種，紅外遙控控制系統(tǒng)和無線遙控控制系統(tǒng)。方案一：選擇紅外線遙控裝置作為小車遙控器。紅外遙控是通過遙控發(fā)射器中的編碼芯片將關(guān)鍵信息調(diào)制成一系列的0和1二進(jìn)制代碼。然后通過紅外線發(fā)射，最后由紅外接收器接收和解碼，然后用單片機識別解碼后的碼信息。然后根據(jù)不同的碼信息進(jìn)行不同的控制操作。方案二：選擇無線遙控器作為小車的遙控器。無線電遙控是使用不同頻率的無線電波來控制各種遠(yuǎn)程設(shè)備的遙控裝置。當(dāng)遠(yuǎn)程設(shè)備接收信號后，它們就可以在遠(yuǎn)處操控這些設(shè)備的運行了。紅外遙控和無線遙控的區(qū)別是載波的差異，紅外遙控通過紅外線來發(fā)送信號，特點是具有不可阻擋性且有方向性，適用的范圍較短，超過7m之后就

17、失效了，無線遙控用無線電來發(fā)送信號，不具備方向性并且可控制的距離大大提升，可達(dá)幾十米甚至數(shù)千米。上述的兩種思路都可以作為本設(shè)計的遙控器，雖然無線遙控控制的距離更遠(yuǎn)也更加精確，但是本小車只需要在數(shù)米范圍內(nèi)被控制就可以了，所以我選擇的是方案一的紅外遙控，優(yōu)勢是設(shè)計簡單， 不需要過于復(fù)雜的設(shè)計。2.2 電機驅(qū)動模塊設(shè)計與論證目前比較常用的小車驅(qū)動電機主要有兩種選擇：方案一：選擇直流電機作為本車的動力驅(qū)動。直流電機是將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種裝置，因其轉(zhuǎn)動力矩大、體積較小、質(zhì)量輕，所以被人們廣泛應(yīng)用在一些小的電子產(chǎn)品上。直流電動機的運行方式是使其內(nèi)的圓環(huán)磁鐵產(chǎn)生磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子上的繞組被通電時，勵磁線圈

18、在線圈中產(chǎn)生磁場中的洛倫茲力，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，勵磁線圈中磁場的方向?qū)⒏淖儯虼死@組上的電流也將改變方向。在恒定方向的洛倫茲力控制下，電機將繼續(xù)順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。H橋電路直接驅(qū)動直流電機控制電機的正反旋轉(zhuǎn)。通過軟件編程，單片機輸出具有不同占空比的PWM（脈寬調(diào)制信號），控制直流電機的轉(zhuǎn)速，控制小車的運行速度。方案二：選擇步進(jìn)電機作為本車動力傳動裝置。步進(jìn)電機將從輸入端輸入的電脈沖信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子的角位移，實現(xiàn)電機的精確定位。電機的轉(zhuǎn)速取決于脈沖信號的頻率，旋轉(zhuǎn)次數(shù)取決于脈沖的數(shù)量，也就是說，當(dāng)步進(jìn)電機收到一個脈沖信號時，轉(zhuǎn)子就會旋轉(zhuǎn)一定的角度，如果步進(jìn)電機收到持續(xù)不斷的脈沖波形，它就會一

19、直旋轉(zhuǎn)下去，這就是步進(jìn)電機的工作原理了。本設(shè)計我選用的是直流電機，跟步進(jìn)電機對比，直流電機則有快速反應(yīng)、更大的啟動轉(zhuǎn)矩、更優(yōu)秀的額定轉(zhuǎn)矩性能，出故障后能快速和簡單的維修，所需費用少很多。2.3 避障循跡模塊設(shè)計與論證經(jīng)過篩選，為了避障功能的實現(xiàn)我得出了以下兩種方案：方案一：選擇紅外反射光電傳感器、電壓比較器和一些電阻器組成的障礙物檢測電路用于檢測汽車前面的障礙物。障礙物檢測電路安裝在小車前部的左右兩側(cè)，檢測小車前部的障礙物。障礙物檢測過程如下：紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外光，如果遇到在車前方的障礙物，紅外線被物體反射回來的光被吸收，光敏三極管在這個時候是處于工作狀態(tài)的，單片機就會收到輸出端輸出的低電

20、平信號，然后單片機調(diào)用循跡避障子程序，控制車子做出相應(yīng)的避障動作。當(dāng)左側(cè)遇到障礙時，SCM將自動調(diào)用右轉(zhuǎn)子程序來控制其右轉(zhuǎn)。當(dāng)右側(cè)遇到障礙時，SCM將自動調(diào)用左轉(zhuǎn)子程序來控制其左轉(zhuǎn)。當(dāng)沒有障礙，發(fā)射的紅外線光不反射，光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出高電平信號，車子繼續(xù)向前。方案二：選用超聲波原理檢測道路的障礙。其原理如下：車子在行駛過程中遇到障礙物后，超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波就會被反射回小車的接收裝置，然后接收裝置就會產(chǎn)生相應(yīng)的電信號再轉(zhuǎn)換為高低電平信號被單片機接收處理，車子就會做出相應(yīng)的反應(yīng)，假如接收到的是高電平說明車子遇到障礙物了，這時調(diào)用相應(yīng)的程序就可以實現(xiàn)避障操作了。根據(jù)實際情況對比，我選

21、擇了方案一來實現(xiàn)避障功能。2.4 速度顯示模塊設(shè)計與論證根據(jù)題目的要求小車可以實時顯示其運動的速度。我挑選了以下兩種方案來實現(xiàn)：方案一：顯示電路由共陽極數(shù)碼管和可編程的鍵盤接口芯片構(gòu)成，把單片機的I/O口和接口芯片連起來，這樣就可以精準(zhǔn)的實現(xiàn)實時速度顯示。方案二：把LCD和單片機直接連起來構(gòu)成顯示電路。LCD液晶顯示屏可以實現(xiàn)字符和數(shù)字的顯示，它由數(shù)個5x7或者5x11點陣字符位構(gòu)成。一個字符占用一個點陣字符位。經(jīng)過實際情況對比，現(xiàn)有一塊液晶LCD1602顯示屏，為了不浪費材料和金錢，采用LCD屏來顯示實時速度，。2.5 轉(zhuǎn)速測量模塊設(shè)計與論證方案一：選擇霍爾開關(guān)型傳感器測量小車車輪轉(zhuǎn)速。具體

22、流程是：把一塊具有磁性的鋼片安裝在非磁性材料的轉(zhuǎn)子上，霍爾開關(guān)傳感器感知接收面和鋼片的磁極對應(yīng)，磁體隨著轉(zhuǎn)子運動，當(dāng)然上述2個面相對時，此時霍爾傳感器產(chǎn)生一個脈沖信號并且輸出，轉(zhuǎn)速就是脈沖的時間間隔來決定的。方案二：采用直射式光電檢測器測量車子的輪速。具體方法是：在小車的驅(qū)動輪主軸上安裝一個帶有十個透光槽的圓形葉片，使葉片和驅(qū)動輪同步轉(zhuǎn)動，然后在驅(qū)動輪旁安裝一個直射式光電探測器。車輪的轉(zhuǎn)動連續(xù)地切割紅外發(fā)射管與紅外接收管之間的紅外通路。當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)到透光槽和紅外線路徑重合時，檢測器打開，紅外接收管通過電流，葉片旋轉(zhuǎn)會遮住透光槽。當(dāng)透光槽被擋住時，光通路切斷。隨著車輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，連續(xù)的脈沖序列將被

23、輸出。脈沖的數(shù)量將被測量，葉片轉(zhuǎn)過的孔數(shù)可以由脈沖的個數(shù)得出，然后就可以計算出車子的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，繼而可以得出小車的轉(zhuǎn)速了。雖然以上方案都可以用來實現(xiàn)小車的測速，但是小車的沉淪比較小，在車輪上安裝數(shù)量眾多的瓷片不切實際，因為太過于密集，相互之間的影響也會很大，所以本小車選擇直射式光電檢測器來實現(xiàn)測速功能。2.6 電源模塊設(shè)計與論證小車要想運行肯定不能少了動力系統(tǒng)，所以必須要有電源來供電，小車能不能平穩(wěn)的運行跟電源性能的質(zhì)量密不可分，本設(shè)計的電源分為兩大部分，分別是單片機控制電源模塊和電機驅(qū)動模塊，電源的設(shè)計方案有很多，為了實現(xiàn)穩(wěn)定供電，有以下2種方案供選擇。方案一：采用12V蓄電池直接給直流電機

24、供電，將電壓降至5V后給單片機及其外圍電路供電。蓄電池具有較長的續(xù)航能力以及電壓輸出的值基本穩(wěn)定，但是蓄電池的質(zhì)量和體積過于龐大，如果采用此方案會大大增加車子的質(zhì)量而影響整個車子的運行，因此不適合本設(shè)計的使用，所以我們并沒有使用蓄電池來供電。方案二：采用2節(jié)3.7V鋰電池共計7.4V給直流電機供電，電池的連接方式是串聯(lián)，經(jīng)過LM7805芯片穩(wěn)壓后，得到穩(wěn)定的5V給單片機和外圍邏輯電路供電，所用到的鋰電池質(zhì)量和體積小，而且電量也足夠小車運行，電量用完還可以再次充電，既環(huán)保且經(jīng)濟，最終我們選擇了該方案作為小車的驅(qū)動電源。第三章 各模塊硬件電路設(shè)計本小車硬件電路是由紅外遙控發(fā)射器模塊和智能小車部分硬

25、件模塊組成，其中紅外遙控發(fā)射模塊包括編碼芯片、遙控按鍵和紅外發(fā)射。智能小車部分硬件包括單片機控制模塊、電源模塊、直流電機驅(qū)動模塊、顯示模塊、紅外接收器模塊和最重要的循跡避障模塊。3.1 紅外遙控發(fā)射器模塊 3.1.1 紅外遙控模塊的工作原理紅外線遙控應(yīng)用非常廣泛，控制設(shè)備的是波長為0.76-1.5m的紅外線。其體積小、價格便宜、使用方便，在我們常用的家用電器比如電視、DVD，錄音機、空調(diào)等和一些小型電動玩具裝置上均已應(yīng)用了紅外線遙控設(shè)備。但是紅外遙控也有缺點比如容易受到空間和距離的限制，一般在7m的范圍內(nèi)有效且發(fā)射和接收之間不能被物體隔擋，但對于本設(shè)計的智能小車來說已經(jīng)能夠滿足要求。紅外遙控系

26、統(tǒng)是由紅外發(fā)射部分和紅外接收部分組成的。其原理如圖3.1所示： 圖3.1 紅外遙控系統(tǒng)原理框圖我們會根據(jù)需求去通過按鍵來實現(xiàn)需求，當(dāng)按了按鍵之后，遙控器內(nèi)的編碼芯片將會對按鍵信息進(jìn)行編碼操作，大家都知道遙控器的頭部都會有個類似LED燈的東西，這就是LED紅外發(fā)射器，它發(fā)射出來的脈沖編碼會被紅外接收頭接收，然后輸出到單片機的外部中斷系統(tǒng)，單片機會根據(jù)收到的編碼去調(diào)用相應(yīng)的程序來控制職能小車的操作。 3.1.2 HT6221編碼芯片簡介HT6221是合泰公司生產(chǎn)的多功能遙控編碼芯片，工作電壓在1. 8V-3.5V，其采用PPM（Pulse Position Modulation）進(jìn)行編碼，周期能編

27、碼16位地址碼和8位數(shù)據(jù)碼，最多能同時支持32個活動鍵。其引腳結(jié)構(gòu)如圖3.2所示： 圖3.2 HT6221引腳圖其各引腳說明如下表3-1所示：表3-1 HT6221芯片引腳說明引腳號引腳名稱 描述0 AIN低8位地址碼輸入1-8 C1-C8鍵盤列控制9 LED按鍵指示燈10-13 R1-R4鍵盤行控制, 高電平有效14 DOUT串行數(shù)據(jù)輸出引腳, 38KHz發(fā)射頻率15 VDD1.8V- 3.5V16 DT最重要數(shù)據(jù)位(DT)代碼設(shè)置17、18 X2、X1455KHz振蕩器輸出，455KHz振蕩器輸入19 VSS接地 遙控編碼有兩種：位0和位1，其低電平脈寬相同但高電平脈寬不一樣。采用脈寬調(diào)制

28、的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的脈沖表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的脈沖表示二進(jìn)制的“1”。其波形如圖3.3所示： 圖3.3 遙控碼的“0”和“1” 3.1.3 紅外遙控發(fā)射器市面上的遙控發(fā)射芯片種類繁雜，數(shù)量龐大，本設(shè)計采用HT6221芯片。其電路如圖3.4所示： 圖3.4 遙控發(fā)射器電路原理圖在上圖中，隨便一個按鍵按下后，按鍵指示燈（D1）發(fā)光，HT6221芯片能夠產(chǎn)生脈沖編碼，脈沖編碼會被調(diào)制成38KHz的脈沖信號然后通過圖中的紅外發(fā)射二極管（D2）發(fā)射出去8。所按的按鍵不同其發(fā)出的編碼脈沖也不

29、同，按鍵所代表的功能也就不同，其各按鍵的功能分配如下表3-2所示： 表3-2 按鍵功能分配表 按鍵 功能 K1 控制小車的啟動 K2 控制小車的停止 K3 控制小車的加速 K4 控制小車的左轉(zhuǎn) K5 控制小車的右轉(zhuǎn) K6 控制小車的倒退3.2 單片機控制模塊 3.2.1 單片機模塊電路本設(shè)計我選用STC89C52單片機來控制系統(tǒng)核心，STC89C52單片機是STC89系列的標(biāo)準(zhǔn)型8位單片機，其與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)和8052產(chǎn)品引腳兼容，功耗低、性能可靠、價格低廉應(yīng)用在復(fù)雜的環(huán)境。STC89C52單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：一個以ALU為中心的8位中央處理器，256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM），

30、8K字節(jié)用來存儲程序的Flash內(nèi)部程序存儲器即片內(nèi)ROM(可反復(fù)擦寫1000次),4個8位可編程I/O口（P0、P1、P2、P3），3個16位定時/計數(shù)器，8個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)，一個全雙工串行通信口，一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路1。STC89C52單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)主要由單片機、復(fù)位電路、振蕩電路等部分組成。本設(shè)計的單片機控制模塊原理圖如圖3.5所示： 圖3.5 單片機控制模塊本設(shè)計中我們運用了STC89C52單片機的很多引腳，具體的引腳功能分配如下表3-3所示：表3-3 單片機引功能分配表 引腳 功能分配 P0.0-P0.7接LCD1602的D0-D7引腳，作為數(shù)據(jù)信息的輸

31、出引腳 P1.0-P1.2接LCD1602的RS、RW、E引腳，作為數(shù)據(jù)信息的控制端 P1.3-P1.5、P1.7連接避障循跡電路的輸出端 P1.6連接轉(zhuǎn)速測量電路的脈沖輸出端 P2.4-P2.7連接電機驅(qū)動芯片的脈沖信號輸入端 P3.2外部中斷，連接紅外接收器的輸出端VCC接+5V電源GND接地 3.2.2 復(fù)位電路單片機的復(fù)位是為了初始化單片機的工作狀態(tài)，有時當(dāng)程序運行錯誤或由于操作錯誤時，系統(tǒng)處于鎖定狀態(tài)。為了擺脫這種困境，可以通過按下復(fù)位鍵來重新初始化微控制器。RST引腳是復(fù)位信號的輸入。為了實現(xiàn)復(fù)位操作，RST引腳必須保持在至少兩個機器周期的高電平，然后從高電平復(fù)位到低電平。復(fù)位電路

32、由按鈕復(fù)位和上電復(fù)位組成。本設(shè)計采用按鍵復(fù)位方式進(jìn)行復(fù)位操作。單片機按鍵復(fù)位電路如圖3.6所示： 圖3.6 復(fù)位電路復(fù)位引腳和電阻R0和VCC相連接來實現(xiàn)按鍵復(fù)位功能，當(dāng)按下復(fù)位鍵，REST引腳此時是高電平，松開按鍵后變?yōu)榈碗娖剑@是按鍵復(fù)位的原理。 3.2.3 振蕩電路STC89C52單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為芯片引腳XTAL2。只要在片外通過XTAL1和XTAL2引腳跨接振蕩元件，就能組成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，給單片機上電后就可以運行了。其外部振蕩電路如圖3.7所示： 圖3.7振蕩電路 STC89C52單片機的數(shù)據(jù)存儲器容量較小，當(dāng)單片機需要存

33、放大量數(shù)據(jù)時就必須擴展外部數(shù)據(jù)存儲器。而且AT89C52單片機的I/O口數(shù)量和功能很有限，也常常要擴展外部接口芯片。但是本設(shè)計用不到很多的I/O口，內(nèi)部程序存儲器也滿足需要，所以不用擴展外部數(shù)據(jù)存儲器和外部接口芯片。3.3 紅外接收器及解碼紅外接收器也稱為一體化紅外接收頭。紅外接收器由紅外監(jiān)測二極管、放大器、限幅器、帶通濾波器、積分電路、比較器等組成。紅外監(jiān)測二極管接收紅外信號后，將信號發(fā)送到放大器和限幅器，限幅器將脈沖幅度控制在一定的水平。交流信號進(jìn)入帶通濾波器。帶通濾波器只允許30kHz負(fù)載波60kHz的通過。然后脈沖信號通過解調(diào)電路和積分器電路到達(dá)比較器。比較器輸出高低電平信號來復(fù)原出發(fā)

34、射端的信號波形。紅外接收器種類多樣，通常具有電源引腳、信號輸出引腳和接地引腳。根據(jù)發(fā)射端的不同調(diào)制載波，應(yīng)該選擇對應(yīng)于解調(diào)頻率的接收頭。在本設(shè)計中，我們采用一體化紅外接收頭1838解調(diào)編碼芯片HT6221編碼。其實物圖如圖3.8所示： 圖3.8 1838紅外接收頭因為紅外接收頭內(nèi)部放大器存在比較大的增益，會有極大的概率造成干擾，所以在接收頭的電源引腳上加上容量超過22uf的濾波電容。本設(shè)計的紅外接收電路如圖3.9所示： 圖3.9 紅外接收電路圖其中U6是1838紅外接收頭，電容C4是濾波電容，解調(diào)信號的輸出端是DOUT，直接和單片機的P3.2引腳相連8。 解碼的重點是怎樣識別位0和位1，由于位

35、0和位1的低電平脈寬相同但高電平脈寬不一樣。所以要判斷高電平的寬度區(qū)別位0和位1，如果從0.56ms低電平信號過后延時了0.56ms以后如果能讀到低電平信號說明該位為0反之則為1，為了可靠起見延時必須介于0.56ms和1.12ms之間,否則如果該位為0讀到的已是下一位的高電平，因此我們?nèi)∑渲虚g值即（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms。當(dāng)按下遙控器的按鍵后，發(fā)出紅外脈沖編碼信號，在紅外接收頭接收和解碼后，輸出端檢測到整形后的方波信號輸出，然后直接輸入到單片機的外部中斷執(zhí)行代碼信息識別，再調(diào)用相應(yīng)的程序執(zhí)行操作。具體解碼操作流程圖如圖3.10所示： 圖3.10 紅外接收解碼流程圖3.4

36、 電機驅(qū)動模塊 3.4.1 直流電機的工作原理在直流電動機內(nèi)部有固定環(huán)形永磁體，電流通過轉(zhuǎn)子上的線圈以產(chǎn)生安培力。當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場平行時，磁場的方向?qū)⒗^續(xù)改變。因此轉(zhuǎn)子尾部的電刷和轉(zhuǎn)換片交替地接觸，使得線圈上電流的方向也發(fā)生變化，由此產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變，因此電機可以沿一個方向保持旋轉(zhuǎn)。 3.4.2 L298N和L293D芯片簡介L298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動電路。可以方便的驅(qū)動兩個直流電機，或一個兩相步進(jìn)電機。L298N芯片可以驅(qū)動兩個二相電機，也可以驅(qū)動一個四相電機，輸出電壓最高可達(dá)50V，可以直接通過電源

37、來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的IO口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便。L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號VSS，VSS可接457 V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為2546 V。輸出電流可達(dá)25 A，可驅(qū)動電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機，本實驗裝置我們選用驅(qū)動兩臺電動機。將引腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)。在L298N的輸出端分別正確的接上小車的左右兩個直流電機，通過L298N的輸出

38、電流控制左右兩個直流電機的停止或者前進(jìn)，例如左輪不轉(zhuǎn)右輪向前就做左轉(zhuǎn)的動作，右輪不轉(zhuǎn)左輪向前就做右轉(zhuǎn)的動作，L298N引腳圖如圖3-3所示。L293D是一款單片集成的高電壓、高電流、4通道電機驅(qū)動，設(shè)計用于連接標(biāo)準(zhǔn)DTL或TTL邏輯電平，驅(qū)動電感負(fù)載（諸如繼電線圈、DC和步進(jìn)電機）和開關(guān)功率晶體管等等。為了簡化為雙橋應(yīng)用，L293D每個通道對都配備了一個使能輸入端。L293D邏輯電路具有獨立的供電輸入，可在更低的電壓下工作。此外，L293D還內(nèi)置了箝位二極管。L293D適用于頻率達(dá)5 kHz的開關(guān)應(yīng)用。L293D的特性如下：1.L293D每個通道的電流輸出能力達(dá)600 mA2.L293D每個通

39、道的峰值輸出電流達(dá)1.2 A（非重復(fù)）3.便于使能4.L293D具有過溫保護5.邏輯“0”輸入電壓高達(dá)1.5 V（高抗噪性）6.內(nèi)置箝位二極管L293D的引腳布局圖如下： 3.4.3 直流電機驅(qū)動電路設(shè)計本設(shè)計中我們采用兩個直流電機作為小車的驅(qū)動電機，用2個3.7V的鋰電池供電。采用L298N和L293D芯片直接驅(qū)動直流電機，直流電機驅(qū)動電路如圖3.14所示：圖3.14 步進(jìn)電機驅(qū)動電路3.5 避障循跡模塊在本設(shè)計中，采用紅外反射式光電傳感器、電壓比較器和部分電阻構(gòu)成障礙檢測電路，直接連接到單片機的P1.4引腳，將檢測到的模擬信號轉(zhuǎn)換成高低電平信號，然后輸入到單片機，單片機根據(jù)輸入的高低信號判

40、斷是否有障礙物，如果有，則調(diào)用自動避障程序來控制車子做出相應(yīng)的避障動作。障礙物檢測電路如圖3.15所示：圖3.15 障礙物檢測電路圖中的U3紅外反射光電傳感器由紅外發(fā)光二極管和光電三極管組成。紅外光發(fā)射二極管發(fā)射紅外光，光電晶體管接收反射的紅外光。紅外接收器/檢測器具有僅允許紅外光通過的內(nèi)置濾光片和僅允許約38.5 kHz的電信號通過的電子濾波器。這防止了外部光源與紅外接收器的干擾。U4是一個電壓比較器，它可以將輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成高電平和低電平信號。當(dāng)3引腳電平大于4英尺時，輸出引腳1輸出為高電平，否則輸出為低電平。障礙物檢測電路安裝在小車前部的左右兩側(cè)，檢測小車前部的障礙物。障礙物檢測

41、過程如下：紅外二極管發(fā)射紅外光。如果遇到汽車前方的障礙物，紅外光被物體反射回來并被光電晶體管吸收。此時，光電晶體管被接通，并向輸出端輸出低電平信號。單片機，然后MCU調(diào)用跟蹤避障子程序來控制步進(jìn)電機做出相應(yīng)的避障響應(yīng)。當(dāng)左邊遇到障礙時，汽車向右拐，當(dāng)右邊遇到障礙時，汽車向左拐。當(dāng)沒有障礙物時，發(fā)射的紅外光不被反射，光電晶體管被關(guān)閉，輸出高電平信號，并且車輛繼續(xù)向前移動。跟蹤原理和避障原理是相同的。跟蹤電路安裝在汽車的底部。跟蹤是通過區(qū)分黑色和白色進(jìn)行的。工作過程如下：紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外光，當(dāng)遇到黑色時，不反射紅外光，比較器的輸出高；當(dāng)遇到白線時，紅外光反射回來，比較器輸出低。水平。MCU根

42、據(jù)輸入電平的變化判斷汽車行駛路線是否偏離，然后調(diào)用自動避障子程序?qū)崿F(xiàn)汽車的自動跟蹤。當(dāng)左側(cè)檢測到白色時，汽車向右轉(zhuǎn)彎，當(dāng)右側(cè)檢測到白色時，汽車向左拐；當(dāng)兩側(cè)的車在黑色時被檢測到，而當(dāng)兩側(cè)檢測到白色時，汽車停止。3.6 轉(zhuǎn)速檢測模塊施密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門，當(dāng)它的輸入端的電壓上升到某個值時,輸出端會立即從高電平跳變?yōu)榈碗娖?而當(dāng)輸入端的電壓下降到某一個值時,輸出端會立即從低電平跳變?yōu)楦唠娖?。本設(shè)計采用直射式光電檢測器、施密特觸發(fā)器、三極管和若干電阻構(gòu)成的電路與單片機的P1.6引腳相連來測量小車車輪的轉(zhuǎn)速，其實物圖和電路圖如圖3.16所示： 圖3.16 透射式光電測速實物和電路圖具體轉(zhuǎn)速檢

43、測方法如下：在小車的驅(qū)動輪主軸上安裝一個帶有十個透光槽的圓形刀片，使葉片和驅(qū)動輪同步轉(zhuǎn)動，然后安裝一個直接式光電檢測器。在驅(qū)動輪旁邊。當(dāng)輪旋轉(zhuǎn)時，刀片連續(xù)地切斷紅外發(fā)射管和紅外接收管之間的光路。當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)到透光槽和光路重疊時，光路被打開，光電晶體管通過電流，輸出端輸出低電平信號，當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)以覆蓋透光槽時，光路為光盤。輸出和輸出將輸出高電平信號。隨著車輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動，光路不斷地接通和斷開，輸出端將輸出連續(xù)的脈沖序列。將發(fā)現(xiàn)脈沖的數(shù)量知道由刀片轉(zhuǎn)動的孔的數(shù)量。由葉片轉(zhuǎn)動的孔數(shù)可以知道車輪所做的匝數(shù)，可以計算車輪的轉(zhuǎn)速，然后可以根據(jù)車輪半徑計算出車輛的速度和距離11。3.7 數(shù)據(jù)顯示模塊本設(shè)計中的汽車

44、數(shù)據(jù)顯示電路采用液晶顯示器LCD1602，LCD1602具有8位并行2線或3線串行兩種接口模式。LCD1602液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕質(zhì)等優(yōu)點。具體的液晶顯示電路如圖3.17所示： 圖3.17 LCD液晶顯示電路在電路中，LCD1602和AT89C52單片機采用并行數(shù)據(jù)通信。引腳1連接到電源的正端子，引腳0, 14和15連接到電源電壓的負(fù)端子，以向LCD 1602提供功率和背光電源；2英尺連接到10K電位器來調(diào)節(jié)背光照明；3, 4和5 F。EET分別連接。P1.0、P1.1、P1.2引腳作為單片機輸入輸出信號的控制；613引腳連接到微控制器P0.0 P0.7引腳作為

45、單片機數(shù)據(jù)輸入。數(shù)據(jù)顯示的原理如下：首先，通過數(shù)據(jù)顯示子程序計算汽車的速度、距離和其他數(shù)據(jù)信息，然后通過單片機的P0.0 P0.7引腳直接將這些數(shù)據(jù)信息輸出到LCD 1602的DO-D7。R.PIN8。3.8 電源模塊此設(shè)計中，我們使用兩個3.7V鋰電池串聯(lián)到7.4V的直流電源，直接用于直流電機，用于驅(qū)動汽車電機，也可以減少到5V到微控制器等邏輯單元。這兩款電池體積小，重量輕，易于安裝在汽車底盤上，不會造成電機負(fù)載過大，且價格低廉，電流驅(qū)動能力強。為了給單片機和其他邏輯單元供電，鋰電池組的電壓必須降低到5V。這里我們使用LM7805穩(wěn)壓器芯片來降壓。圖3.18 5V穩(wěn)壓電路第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計

46、在微機控制系統(tǒng)的設(shè)計中，除了系統(tǒng)的硬件設(shè)計外，很多工作是如何根據(jù)每個對象的實際需要來設(shè)計應(yīng)用程序的，汽車能否達(dá)到所要求的功能取決于軟件的編程是否合理。本設(shè)計采用模塊化程序設(shè)計方法設(shè)計系統(tǒng)軟件，分別實現(xiàn)了汽車的兩個功能（遙控和跟蹤），主要包括主避障跟蹤程序、遙控子程序和主程序下的速度測量。程序、數(shù)據(jù)顯示子程序和其他程序模塊。4.1 系統(tǒng)總體程序流程圖系統(tǒng)的總體程序流程圖如圖4.1所示： 圖4.1 系統(tǒng)程序流程圖在圖4.1系統(tǒng)程序流程圖中，開始時先是系統(tǒng)的初始化，包括定時器初始化，外部中斷的初始化，液晶顯示器的初始化。進(jìn)而是功能選擇鍵的檢測。若檢測到功能鍵1被按下，小車選擇循跡功能；若檢測到功能鍵

47、2按下，小車選擇遙控功能；若檢測按鍵無反應(yīng)，則返回按鍵檢測，知道檢測為止。4.2 避障循跡模塊程序設(shè)計 避障循跡模塊程序流程圖 圖4.2 避障循跡模塊程序流程圖圖4.2所示為小車循跡避障程序流程圖，小車在行駛過程中由位于小車前部的紅外裝置不斷檢測小車周圍環(huán)境，若遇到障礙物則將低電平信號輸入至單片機，然后由單片機調(diào)用避障子程序控制小車作出相應(yīng)的避障動作，即小車停止直行。如果左邊遇到障礙則調(diào)用右轉(zhuǎn)子程序，右邊遇到障礙則調(diào)用左轉(zhuǎn)子程序，前方遇到障礙則調(diào)用左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)子程序，沒有遇到障礙則調(diào)用直行子程序。若檢測到按鍵的功能變化了，小車退出紅外循跡的功能狀態(tài)。具體的程序請見附錄B避障子程序。4.3紅外遙控

48、模塊程序設(shè)計小車紅外遙控程序流程圖，在遙控功能開始時系統(tǒng)初始化，包括LCD1602顯示初始化，定時器初始化，中斷初始化。然后開始紅外接收頭信號的持續(xù)檢測。若檢測到相應(yīng)的信號，則調(diào)用相應(yīng)的子函數(shù)，包括左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，直行，后退，停止和加減速，具體程序請見附錄B的紅外通信模塊程序。4.4數(shù)據(jù)顯示模塊程序設(shè)計 圖4.4 數(shù)據(jù)顯示程序流程圖在圖4.4數(shù)據(jù)顯示程序流程圖中，首先初始化LCD1602，然后在液晶的第一行顯示“speed(m/s): ”然后由主程序不斷調(diào)用數(shù)據(jù)顯示程序不斷刷新m/s后面的數(shù)字實現(xiàn)實時顯示的目的。具體的程序請見附錄B速度顯示模塊。第五章 系統(tǒng)軟件的調(diào)試5.1 驅(qū)動電機的調(diào)試在驅(qū)動電

49、機的過程當(dāng)中，使用PWM脈寬調(diào)制方法對小車的速度進(jìn)行控制。在給電機7.2V的電壓的條件下，小車的最快速度可以達(dá)到0.4m/s。起初，將每個周期中的高低電平時間劃分為10個檔位，但在小車的運行狀況而言，占空比在30%及以下，小車會有嚴(yán)重的抖動，不適合行駛和較為粗糙的路面，所以在綜合了速度檔和小車行駛效果之后，本設(shè)計設(shè)置8個速度檔位。在便于調(diào)節(jié)速度的想法下，本設(shè)計還設(shè)置了按鍵調(diào)速，紅外遙控調(diào)速，使用者可自由地根據(jù)路面情況來調(diào)節(jié)速度。本設(shè)計還具有轉(zhuǎn)彎角度的按鍵控制，在紅外循跡的功能中，轉(zhuǎn)彎的角度需要軌道的弧度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以成功地通過轉(zhuǎn)彎道路。5.2 紅外探測的調(diào)試本設(shè)計本著節(jié)約成本的理念，只采用了兩對

50、紅外線發(fā)射接收裝置。在LM393電壓比較器中，設(shè)置合理的標(biāo)準(zhǔn)對比值，以正確地辨別小車是否檢測到黑線。設(shè)計者在多種路況的調(diào)試下，發(fā)現(xiàn)檢測到黑線時，對應(yīng)的電壓始終在4.8V左右；未檢測到黑線時，對應(yīng)的電壓始終低于1.0V，說明所選的紅外發(fā)射接收裝置的靈敏度足以讓小車檢測出黑線做出反應(yīng)，所以設(shè)計者將標(biāo)準(zhǔn)電壓對比值設(shè)置為1.5V。5.3 測速及顯示模塊本設(shè)計的測速模塊采用了中斷計數(shù)的方法，對左右電機的路程進(jìn)行計算；采用了定時器定時的方法計算時間，結(jié)合兩者的關(guān)系和單位轉(zhuǎn)換，得出速度與路程，時間的表達(dá)式，從而計算出速度。本設(shè)計的顯示模塊采用的是八線驅(qū)動模式，無光標(biāo)，兩行顯示。顯示模塊是嵌在電機驅(qū)動程序中直

51、行的，為了電機不發(fā)生電機抖動的現(xiàn)象，直行一次顯示模塊的時間不能太長，所以去除不必要的延遲函數(shù)和不影響顯示操作的語句。但若顯示函數(shù)的時間太短，LCD顯示屏?xí)l(fā)生閃爍現(xiàn)象。綜合直流電機的運行狀況和LCD1602顯示屏的顯示情況，軟件調(diào)試時，將顯示內(nèi)容寫入在第一行，第二行留空，以保證顯示內(nèi)容的清晰；將多余的語句減少，以保證電機的正常轉(zhuǎn)動和調(diào)速。5.4 紅外通信的調(diào)試本設(shè)計采用已有的監(jiān)控器，并已知其發(fā)射的紅外編碼方式，將1838的紅外接收頭接入中斷，在中斷中采集用戶碼，用戶反碼，數(shù)據(jù)碼，數(shù)據(jù)反碼。通過判斷起始位，“0”，“1”的高低電平時間不同進(jìn)行判斷。選擇遙控器上的功能按鍵，通過軟件調(diào)試知道每一個按

52、鍵的數(shù)據(jù)碼，如0x18 0x08 0x5a 0x52 0x1c 0x0c 0x5e分別對應(yīng)著遙控器中的 2 4 6 8 5 1 3鍵的數(shù)據(jù)碼。判斷是否接受到以上信號，若接受到，則執(zhí)行相應(yīng)的操作。本設(shè)計采用的方法接受到正確的信號可以達(dá)到100%。第六章 總結(jié)與展望5.1 總結(jié)本設(shè)計的智能小車基本上實現(xiàn)了題目要求的各項功能，可以用遙控來控制小車的啟停、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進(jìn)、倒退，小車能自動沿著黑線行駛，遇到障礙時能夠自動躲避障礙，而且可以實時顯示運行的速度。通過本次設(shè)計讓我學(xué)會了電子產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)過程，掌握了紅外遙控原理、直流電機的驅(qū)動原理、采用紅外反射式光電開關(guān)檢測障礙的原理、顯示原理等自己以前并不

53、了解的新知識，對單片機的結(jié)構(gòu)和其控制系統(tǒng)也有了更深的理解和認(rèn)識，特別是在、自己最不擅長的軟件編程方面也有了一定的提高。但是由于本人水平和能力有限，本設(shè)計中還存在一些不足之處。例如由于安裝在小車上面的紅外傳感器檢測范圍有限，存在一些檢測盲區(qū)，光電檢測也容易收到外界環(huán)境和太陽光的干擾，有時可能會導(dǎo)致小車的循跡避障功能失效；小車是利用轉(zhuǎn)速差來轉(zhuǎn)彎的但是這種方法轉(zhuǎn)彎不夠順暢也不能持續(xù)轉(zhuǎn)彎并且對電機的損耗也較大，這些都有待進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。5.2 改進(jìn)與展望在本設(shè)計中我們可以采用超聲波避障來代替紅外避障以減少外界干擾；多安裝幾個尋跡電路，在小車的車頭底部左右兩邊各一個，中間底部左右兩邊各一個，車尾底部左右兩邊各一個，這樣可提高小車尋跡功能的可靠性和靈敏性；通過多組速度（不同脈沖所對應(yīng)的速度）的實際測試，尋找更合適的轉(zhuǎn)向速度，以提高轉(zhuǎn)向的精確度。我們還可以為小車添加語音控制模塊，用語音來控制小車的一些狀態(tài)，這樣將大大增加其人機交互控制的趣味性。參考文獻(xiàn)1張靖武,周靈彬,方曙光.單片機原理及應(yīng)用M.第2版.電子工業(yè)出版社,2011：17-32.2李群芳.單片機原理接口與應(yīng)用M.北