基于AT89（352单片机智能循迹小车的设计

王鲲鹏+初俊博+钟至诚+杨传志

摘要 本系统采用AT89C52单片机为核心进行设计，合理利用了该芯片上丰富的资源，主要实现小车的寻迹功能，通過小车上的摄像头对获取的信息进行实时显示，同时可以通过PWM信号控制小车的速度。

关键词 循迹；AT89C52

中图分类号 TP3 文献标识码A 文章编号2095—6363（2017）03—0053—02

1功能设计

未来智能机器人的出现为我们的生活提供便利是必然的事情，循迹作为智能机器人的一个重要组成部分我们进行了本次的设计，对循迹功能有了更深的理解。本次设计系统主要是利用小车的红外检测模块，小车控制模块AT89C52单片机通过红外检测模块等采集到的信息控制小车自动转，实现小车自动沿预定黑线行走而且不出线，并在到达终点后自动停止这一导航过程。

2循迹模块

小车的循迹主要是靠小车的红外检测模块来实现的，红外检测模块主要是由红外发射器和红外接收器组成，其原理是利用黑色和其他颜色对红外线的吸收作用不同，使得红外接收器接收到的红外反射不同，改变其输出电平，从而判断黑线所在。

红外检测电路如图1所示，此电路工作原理为：红外检测模块共有2个回路，分别连接着红外发射器和红外接收器，回路中还连接也用于改变红外发射接收功率的可调电阻，用于调节红外检测的距离。当红外检测模块检测到非黑色（颜色偏亮色）时，红外发射器所发射的红外光线被白色反射接收到，使得自身的光电三极管导通，引脚将检测到低电平输出模拟量AOUT，通过比较器，输出为低电平DOUT，单片机上小灯亮，相反，当检测到黑线时，红外发射器所发出的红外被黑色吸收，光电三极管截止，引脚检测为高电平输出模拟量AOUT，通过比较器，输出为高电平DOUT，单片机上小灯灭，单片机根据这个开关量做出反应，调用相关的子函数，来控制小车的左右转向，前进停止。

3循迹模块的安装测试

1）将2路探头呈一行布置在智能车的前方，探头朝下，采用铜柱+螺丝方式固定，中控板固定在车上，探头引出3根杜邦线，分别连接电源线、地线、数据线，通过车身上的孔连接到单片机上。

2）此次调试主要是调节红外检测传感器电路的阻值，由于这个电阻可以调节红外发射管的发射功率，提高其发射功率就能调节其有效距离，但是由于没有补偿电路，在调节过程遇到了很多的麻烦，即外界的干扰强，如果电阻调的过小，那么红外发射管的发射功率过大，从而使得有效距离太远，检测距离太近造成对黑线也反射，失去了检测黑线的意义，但是如果电阻太高，使得发射功率过小，使得对白线也是低电平，同样失去了检测的意义，在接近需要电阻时，自然光的影响较大，甚至外界光线稍微变化，就会出现输出电平的变化，为了解决这个影响，我们配置抗干扰能力强的红外装置，并将红外检测传感器在稍微弱的光线下有效距离调到2cm～3cm，获得了极大的成功，即使在强光的照射下，依然能能够很好的使用，经测试，检测成功。

4循迹小车动作的实现

小车行走过程中，程序需要接受红外检测传感器电路输入的信息，判断其意义，调用一系列小车的子函数，以完成小车的循迹功能，其流程图如图2所示。

5循迹性能的提升

在完成循迹功能之后，实践中出现了如果小车所循迹的路线存在直角，或者黑线有一小段缺失，小车将无法正确判断此时的状态，为此做了一些改进，对于直角弯这个情况，在程序中添加了计数器，如果小车一直朝着一个方向转向超过3次，小车会自动朝着这个方向转动60°，对于黑线缺失这一情况，在小车检测到黑线结束了之后，通过延时程序使它继续前进一段距离，在确认没有黑线后才会停止。具体的流程图如图3所示。

6展望

由于循迹模块的感应部分位于小车车头偏下的位置，且没有过多的保护措施，如果遇到较崎岖的路段，可能在行走过程中对感应部分造成损坏。而且因为小车的车身比较高，无法保证在较低的高度下循迹可以正常循迹行驶。下一阶段还需研究解决的方案，可以通过给感应部分添加保护罩等方式来实现稳定安全的循迹，通过适当的调高红外检测模块的高度，强度等来保证在较低高度下小车仍能正常循迹行驶。