一種基于STC89C52單片機(jī)的簡易智能小車的實(shí)現(xiàn)

汪洋++王少宏++李鑫

摘要：本文介紹了一種基于STC89C52單片機(jī)的簡易智能小車的實(shí)現(xiàn)方法，通過AD軟件繪制原理圖到生成PCB板，再經(jīng)過加工焊置元器件得到可用的電路板，然后準(zhǔn)備小車底盤和傳感器，最后組裝完成我們智能小車的硬件部分。當(dāng)然，硬件的完成只是我們學(xué)習(xí)智能小車的第一步，要學(xué)習(xí)的東西還很多很多。

關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；智能小車；傳感器

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）17-0177-02

智能小車是入門單片機(jī)學(xué)習(xí)的路徑之一，通過制作智能小車，能夠使我們在硬件方面學(xué)習(xí)到基本的電子元器件，在軟件方面學(xué)習(xí)到C語言，匯編語言等。下面介紹一種基于STC89C52單片機(jī)的智能小車實(shí)現(xiàn)方法，電路由電源部分，單片機(jī)最小系統(tǒng)，驅(qū)動部分三部分組成，小車由底盤，電路，傳感器三部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)避障，循跡功能。

首先，設(shè)計(jì)電路部分。電路可以在準(zhǔn)備好元器件之后根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路純手工焊置而成，也可以通過繪制原理圖之后生成PCB板，交給工廠代加工，再進(jìn)行焊接完成。下面介紹第二種方法：

1 設(shè)計(jì)原理圖

電源部分：小車電源采用兩節(jié)3.7v/節(jié)的可充電干電池，有兩部分電壓。一部分是單片機(jī)工作電壓，另一部分是電機(jī)工作用電壓。電機(jī)工作電壓采用電池電壓，單片機(jī)工作電壓則需要一個(gè)降壓濾波電路來完成。在這里采用7805三端穩(wěn)壓器進(jìn)行降壓之后給單片機(jī)供電。7805是一種常用的線性降壓轉(zhuǎn)換器，簡單易用，價(jià)格低廉。該降壓濾波電路中，在7805兩端加了兩個(gè)電解電容用于濾除雜波，使輸出電壓更加穩(wěn)定。7805的1腳是電池電壓輸入端，2腳是接地端，3腳是5V電壓輸出端。

單片機(jī)最小系統(tǒng)：本方案中采用STC89C52單片機(jī)作為控制芯片，它是一種功耗低，性能高的微控制器。擁有 32 位I/O 口線，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口等功能。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)本體，晶振電路，復(fù)位電路。

驅(qū)動電路：驅(qū)動電路采用L298n作為電機(jī)驅(qū)動芯片，L298N為15個(gè)引腳的單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅(qū)動。本方案采用L298N來接收DTL或者TTL邏輯電平，驅(qū)動小車電機(jī)。L298n內(nèi)部擁有4通道邏輯驅(qū)動電路，它的額定工作電流為 1 A，最大可達(dá) 1.5 A，Vss 電壓最小 4.5 V，最大可達(dá) 36 V；本方案中Vss采用5v電壓。Vs 電壓最大值也是 36 V，本方案中采用電池電壓為7.4。L298N可直接對電機(jī)進(jìn)行控制，無須隔離電路，可以驅(qū)動雙電機(jī)。本方案中采用兩個(gè)L298n電機(jī)驅(qū)動芯片，故可以驅(qū)動四個(gè)電機(jī)。根據(jù)L298N芯片的特點(diǎn)以及STC89C52單片機(jī)自身的特點(diǎn)，把單片機(jī)的P2.0～P2.7作為輸出口，分別與兩個(gè)L298N的IN1～I(xiàn)N4相接，L298n的輸出口OUT1～OUT2，OUT3～OUT4接驅(qū)動電機(jī)。

根據(jù)上述三部分電路設(shè)計(jì)出的原理圖如圖1：

2 生成PCB

根據(jù)上述三部分電路原理圖，我們就可以在AD軟件里生成PCB了，生成的PCB如圖2：

在AD軟件里生成了PCB就可以交給工廠加工了，將加工好的PCB焊接好，電路板如圖3所示，本方案中我們采用雙電機(jī)驅(qū)動，所以只在電路板上焊接了一個(gè)驅(qū)動芯片。

制作進(jìn)行到這里，電路部分我們就完成了。

然后，準(zhǔn)備小車底盤。

為便于轉(zhuǎn)向，小車更加靈活，本方案中用的是一個(gè)帶萬向輪的三輪小車底盤，如圖4所示：

其次，選擇傳感器。

本方案中使小車實(shí)現(xiàn)避障，循跡傳感器。故可采用光電開關(guān)。

光電開關(guān)：它是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋和反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體的有無，所有能反射光線的物體均能被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。光電開關(guān)有三根線，一根正極，一根負(fù)極，一根信號線。采用5V供電，信號線接在單片機(jī)的I/O口上。圖5為光電開關(guān)實(shí)物圖：

最后，我們就可以開始搭建小車了。將各部分組裝在一起，小車的整體我們就完成了。小車整體圖如圖6：

智能小車的硬件部分已經(jīng)完成了，接下來就是軟件調(diào)試了。我們可以根據(jù)本方案中的硬件搭建，實(shí)現(xiàn)小車相應(yīng)的功能。在本方案中，傳感器的數(shù)量僅用了兩個(gè)，我們可以根據(jù)需要自行添加。

總結(jié)：智能小車的實(shí)現(xiàn)可以有多種方法，本方案提出了一種簡單易行的方法，很適合剛剛接觸單片機(jī)的愛好者學(xué)習(xí)。在調(diào)試小車的過程中，我們才能更加理解各種器件的功能，體會到程序每條指令的功能，掌握繪制電路和調(diào)試程序等相應(yīng)的軟件。希望大家能在這條學(xué)習(xí)道路上越走越遠(yuǎn)，越學(xué)越深入。

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