自主寻径智能小车的设计与实现

梁奂晖 简碧园 李江海

对图2中所示智能小车的控制，采用模块化的结构实现，主要功能对传感器信号的采集和控制，对电机前进后退，左转右转的速度进行调节，实现机器人灵活避障寻径，系统程序控制如图3所示。

最后是对避障算法的优化进行研究，利用PWM信号实现对电机和舵机的控制。PWM（Pulse Width Modulation）控制是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。在本系统中PWM信号由单片机内部的定时器产生。对智能小车电机马达的控制，利用单片机内部时钟震荡电路的同时还集成了时钟输出和向上或向下计数器等多种功能，非常适合进行小车的电机马达控制。另外还可通过移动端对单片机的工作模式进行选择。

3 系统调试

不失一般性，以循径功能测试为例进行描述。在测试循径功能时，如果中间探测头P01右测到黑线，则小车前进；如果右边探测头P02测到黑线，则小车偏了，小车左转弯，如果三个探测头全部测到黑线，则小车到达终点，停车。当传感器检测到黑线，对主控的STC89C52芯片来说，相应输入为1，没检测到黑线则输入为0。根据传感器接收信号的差异，对电机驱动输出不同信号进行相应的控制，如表1所示。經测试，电机的实际工作状态能达到系统设计的期望值。

4 结 论

本文中智能小车的系统设计与实现主要基于单片机控制和传感器技术，根据设计要求，从性价比的角度出发，以STC89C52单片机为主控芯片，采用多种传感器获取场景信息，采用C51编程实现对系统的控制，并完成对电机的驱动，完成了一个功能模块化，反应较为灵敏的智能小车的设计和实现，并且小车具备循迹，自主寻径避障功能。对该避障小车的避障测试实验结果表明，该避障小车能够很好地按照预期完成避障动作，并且能够快速运动灵敏避障，效果良好，运行稳定性较好。

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