智能小车红外线避障电路设计

王奇 陈玉玲 沈阳工学院信息与控制学院

1 前言

该设计以两个直流电动机为主动力源进行驱动。电机驱动电路采用TL298N驱动芯片，通过红外传感器来采集信息，并送入主控单片机（AT89C51）进行处理，数据处理完成后执行相应动作，以达到自动控制的目的。本设计中避障模块采用红外线收发来完成，由控制单元处理数据后执行相应动作，实现了无人干预也可完成一系列动作的功能。

2 设计思路与设计方案

2.1 设计思路

此项目最终目标为实现小车沿直线行驶，当探测到前方有障碍时停止，在后退，然后右转，最后继续前行。实现智能化无人干预操作。

2.2 设计方案与框图设计

本设计以单片机AT89C51作为检测和控制中心，采用红外光电开头来探测障碍物。实现预期效果。智能红外避障设计框图如图1所示：

图1 智能红外避障设计框图

3 系统硬件组成及设计原理

本系统硬件部分由单片机单元，红外传感器单元，电机驱动单元，蜂鸣器单元，键盘输入单元及电源单元组成。各部分原件电路图设计分析如下。

3.1 单片机单元

图2所示为单片机单元电路图，其中采用的单片机为AT89C51。

图2 单片机原件电路设计

本系统采用AT89C51单片机作为中央处理器，主要任务是扫描键盘输入的信号启动小车，P3.5为判断前方有无障碍物，并执行相关动作。当P3.5=0时，前方有障碍；当P3.=1时，为前方无障碍物。P1.4—P1.7是电机驱动口；P3.7是蜂鸣器信号输出；P3.5为红外传感器接口。

3.2 红外线传感器单元

红外线传感器单元采用了发射/接收一体化的红外光电开头，型号采用E3F-DS30C4，红外线传感器单元电路图如图3所示：

图3 红外线传感器单元电路图

3.3 蜂鸣器单元

设计的蜂鸣器单元为上电蜂鸣，按启动按键和有障碍物时蜂鸣一次，由三极管，蜂鸣器和电阻组成。其供电电压为5V，设计电路图如图4所示：

图4 蜂鸣器电路

3.4 电源电路

系统采用两组电压供电，电机驱动电压为+8.4V，单片机供电为+5V。L239D及蜂鸣器电路等。设计电路如图5所示：

图5 电源电路设计电路

4 总结

智能化有很大发展空间，将AT89C51编入需要的程序，实现需要的功能。此设计提出实用的智能小车设计方案，提供硬件设计电路，利用AT89C51单片机作为主控芯片，实现小车避障功能。作为未来学习智能化发展做铺垫。