【完整版】红外避障小车设计毕业论文设计

2026/4/28 13:40:24

右。

3.硬件设计

如下图所示,是本次设计智能小车的电路框图。以AT89S51为电路的中央处理器,来处理传感器采集来的数据,处理完毕之后以便去控制电机驱动电路来驱动电机。电源部分是为整个电路模块提供电源,以便能正常工作。

4. 避障电路

(1) 障碍物探测方案的选择

方案一:脉冲调制的反射式红外线发射接受器。由于采用该有交流分量的调制信号,则可大幅度减少外界干扰;另外红外线接受官的最大

工作电流取决于平均电流。如果采用占空比小的调制信号,再品均电流不变的情况下,顺势电流很大(50—100mA),则大大提高了信噪比。并且其反应灵敏,外围电路也很简单。它的优点是消除了外界光线的干扰提高了灵敏度。

方案二:采用超声波传感器,如果传感器接收到反射的超声波,则通知单片机前方有障碍物,如则通知单片机可以向前行驶。市场上很多红外光电探头也都是基于这个原理。这样不但能准确完成测量,而且能避免电路的复杂性

由以上两种方案比较可知。方案二要比方案一优势大,市场上很多红外观点探头也都基于这个原理。其电路简单,工作可靠,性能比较稳定。从而避免了电路的复杂性,因此我先用方案二作为小车的监测系统。

避障电路采用漫反射式光电开关进行避障。光电开关是集发射头和接收头于一体的检测开关,其工作原理是根据发射头发出的光束,被障碍物反射,接收头据此做出判断是否有障碍物。当有光线反射回来时,输出低电平;当没有光线反射回来时,输出高电平。单片机根据接收头电平的高低做出相应控制,避免小车碰到障碍物,由于接收管输出TTL电平,有利于单片机对信号的处理。 光电开关工作原理:

光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。 光电开关在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检 测电路。

避障电路如下:

避障电路功能表:

传感器 左 0 0 0 0 1 1 1 1 中 0 0 1 1 0 0 1 1 右 0 1 0 1 0 1 0 1 避障电路输出(上升沿动作) 左转信号(P2.1) √ √ 右转信号(P2.0) √ √ √ √ √ 右转 右转 右转 右转 左转 右转 左转 前进 待执行命令 注解(“0”表示有障碍物; “1”表示无障碍物) 4. 单片机电路

本设计的主控芯片选择AT89S51,负责检测传感器的状态并向电机驱动电路发出动作命令。复位电路采用手动复位。

单片机电路如下:

5. 电机转速控制电路

由555时基电路构成多谐振荡器提供一个 PWM信号,通过控制该信号的占空比来实现电机调速。

阻容元件的取值初步定为图中所示。

多谐振荡器如下: 其中占空比:

q=(R1+Rx1)(R1+R2+Rx)

周期:T=(R1+R2+Rx)Cln2

6. 电源电路

本系统所有芯片都需要+5V的工作电压,而干电池只能提供的电压为1.5V的倍数的电压,并且随着使用时间的延长,其电压会逐渐下降,则需要LM7805稳压芯片。L7805能提供300至500mA


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