红外线智能避障小车报告

作者：陈栋展，韦冰江，熊涛，于泳

一、方案设计与论证：

方案一：

原理功能简要描述：

运用逻辑电路来完成电路，通过对红外线探测到物体所发出回的信号用逻辑电路进行处理，控制电机，使小车能够转向，避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进可行性分析：

通过数字逻辑门与H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。反映速度非常快，稳定性很高，成本相对较低，开发周期和所消耗精力都比较小。但是由于这个方案一旦完成，便不容易更改，若更改的话，后期的投入相对会变大，灵活性较差，对于小车功能的拓展有很大的局限性。而且不易实现功能稍微强大的拓展。

方案二：

原理功能简要描述：

运用S51搭建控制电路，把红外信号接到单片机上，通过单片机对信号的检测和处理，控制外围电路使小车转向，来避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。可行性分析：

通过微控制芯片51对数据进行处理，处理速度远远满足小车的运行和避障的需求。稳定性较高。成本相对较大，开发周期较长，消耗精力较多。但是方案灵活性较强，即使成品完成，也可以通过编写不同的程序，增加模块来增加小车的功能。

综上所述，我们选择方案二，以便以后小车功能的拓展。

二、系统原理框图：

三、主要电路设计：

电源：

电源采用24V直流稳压电源（战车争霸留下的，所以拿来直接用了）。通过LM7812稳压，供给电动机驱动电压。用LM7805给单片机供电，电源模块原理图如下：

小电容消除快速的电源波形抖动，大电容消除慢速的。

检测模块：

检测物体模块由三个E3F-DS30C4红外线传感器检测信号的。分别检测小车的左边，右边以及，中间位置是否有物体。并将输出结果接于51的定时器中断端口上去。只打开外部中断INT0,当任意一个管脚检测到有物体可能妨碍小车运行的时候，通过74LS10三与非门电路检测做出反应。输出低，运行外部中断INT0中的程序。

测速模块：

根据通过在某一个车轮上打一个孔，E3F-DS30C4红外线传感器发射光能够穿过小孔，在小车运行时，没转一圈会产生一个低脉冲，用计数器中断接口检测并计数。测定每隔多长时间来一次脉冲，再根据车轮的直径，计算出小车的运行速度，并显示在LCD液晶显示屏上。线路如下：

驱动模块：

通过L298芯片建立H驱动桥电路，为了方式电流过大回流，使51主控芯片损坏，用TLP521-4光耦隔离芯片来驱动L298。

LCD显示模块：

用于显示小车转的方向，和小车的运行的速度，电路图如下：

51主运算模块：

用51进行运算和控制处理。电路图如下（旁边的绿色模块是LCD显示）：

附加模块（转向灯、蜂鸣器等）：

用灯指示小车转向，并在检测到物体的时候，小车发出响声。电路如下：