新型智能小车的设计研究

2016-03-30刘德华张丹慧

科技视界 2016年2期

刘德华　张丹慧

【摘要】采用AT89S52单片机设计了一款的简易智能小车。该智能小车采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。

【关键词】智能车；AT89S52；单片机；金属感应器

0 引言

智能作为现代的新发明，是未来的发展方向，可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等多种用途。智能车就是其中的一个体现。本文着重对智能小车的设计进行了探讨。采用具有高稳定性的AT89S52单片机为控制核心，用金属感应器TL-Q5MC作为检测元件来检测路上感应到的铁片，采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。

1 系统的具体设计

1.1 路面检测模块

应用一个金属感应器，安装在车盘下，离地略小于或约四毫米。当金属传感器检测到铁片时将对单片机发送中断信号，单片机运行中断，改变输给电机驱动信号的电压占空比来控制小车的速度。

1.2 LCD显示模块

采用1602LCD，由单片机的总线模式连接。为节约电源，LCD的背光用单片机进行控制。

1.3 测速模块

通过霍尔元件感应磁铁来产生脉冲（当霍尔元件在离磁场较近时输出会是高电平，其它时候是低电平），一个车轮均匀放四个小磁铁，计算一秒所得的脉冲数，从而计算出一秒小车轮子转动圈数，再测量出小车车轮周长即可计算出小车当前速度，累加可得到当前路程。

1.4 控速模块

考虑到元器件的缺少以及所用的电路的驱动电机的电路原理图和小车自带的电路的电机驱动原理图一样，所以暂时使用小车自带的电机驱动电路图。

1.5 复位电路模块

此款智能智能小车用到的I/O口：小车速度的变换采用RD0、RD1控制，RD2～RD6用于红外传感器的输入，小车的开关按钮为RD7，RC0～RC5用于电动机的使能和方向控制，RB0～RB2用于串行工作方式的LCD显示（SMG12864ZK），RB3～RB4用于测速单元的输入。单片机的复位电路通过手动来实现。

1.6 模式选择模块

模式选择模块通过一个74LS00与非门和两个不带锁按钮来控制单片机单片机的两个中断口，从而按动按钮来选择小车走动的路型、来选择小车的速度是快速、中速、慢速；走完路程小车停止后还可以通过按钮选择想要在LCD上想看的信息，比如总时间、走过各段路程的时间、平均速度、总路程等。

小车走动的模式选择有：

（1）直线型：满足设计任务的基本要求，能稳定的走完全程。之后按顺序循环不断的显示走完全程所用的时间、走完高速区所用的时间和走完低速区所用的时间这三个时间；或者可以通过两个按钮以及LCD显示的菜单选择所要看的内容如平均速度、全程距离以及那三个时间。

（2）S型：满足设计任务的发挥部分的要求，小车能自动的感应到在前面或在后面铁片，即第一次转弯后若感应到的是错误的方向，则小车会后退自动调整方向，沿着S型的铁片走。当走完S型铁片后的一定时间里，小车自动停止。之后自动进入菜单由我们自己选择要看的内容时间、平均速度和所走的距离。

（3）自动型：小车先以一定的速度走完全程，之后再以一定的速度倒退回起点，再调整速度在一定的时间内走完全程。走完后LCD显示的内容与直线型显示的内容一样。

2 结论

以AT89S52单片机作为核心部件，该智能小车采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，通过各种方案的讨论及尝试，最后智能小车可以实现：

（1）自动避开障碍物，找到合适的路径；

（2）自动识别路线状况，并根据实时状况快速做出判断；

（3）自动显示所要求的时间；

（4）自动寻线前进，能智能检测、捡起、放下铁片；