智能小車的循跡控制系統(tǒng)的單片機(jī)設(shè)計(jì)研究

李 心，路雪松，金亞玲

（沈陽工學(xué)院，遼寧 撫順 113122）

STC89C52單片機(jī)屬于51單片機(jī)系列，具有結(jié)構(gòu)簡單，便于理解，輸入輸出共計(jì)40個(gè)引腳，P0-P4四組P口，并且STC89C52比STC89C51多了一個(gè)中斷源和定時(shí)計(jì)數(shù)器。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：采用功率三極管作為功率放大器的功能，來實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行輸出控制。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是一個(gè)線性型驅(qū)動(dòng)的電路的結(jié)構(gòu)，該電路具有結(jié)構(gòu)簡單，速度較快的能力很強(qiáng)，具體電路采用由達(dá)林頓管組成的電路，電路如下圖所示。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路長期工作在開關(guān)狀態(tài)下，兩種工作模式下，分別是飽和狀態(tài)和截至狀態(tài)，開關(guān)效率非常高，該電路保證了電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制，開關(guān)速度的穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種使用率很高的PWM調(diào)速技術(shù)。

圖1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接線圖

通過程序與硬件的緊密結(jié)合來實(shí)現(xiàn)小車的各種功能。用keil μVision4進(jìn)行編寫程序，先新建一個(gè)工程，然后編寫C語言程序，然后添加到該工程中并生成十六進(jìn)制文件即可，先安裝燒寫軟件和驅(qū)動(dòng)，然后讓傳輸線與小車相連，打開燒寫軟件，將所生成的程序燒寫到單片機(jī)中。

通過單片機(jī)引腳的輸出控制兩個(gè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使用占空比實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電機(jī)速度的控制。兩個(gè)電機(jī)相同速度正轉(zhuǎn)即為前進(jìn)，相同速度反轉(zhuǎn)即為后退，左電機(jī)速度小于右電機(jī)速度即為左轉(zhuǎn)，右電機(jī)速度小于左電機(jī)速度即為右轉(zhuǎn)，這幾種運(yùn)行狀態(tài)構(gòu)成了小車最基本的行動(dòng)功能。

小車底部的兩個(gè)紅外傳感器發(fā)射紅外線光，通過能否接收到反射回來的紅外線信號(hào)來控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。如果左側(cè)紅外光照到黑線處，黑色的反射能力很弱，接收器沒有接收到反射回來的光信號(hào)，則單片機(jī)就會(huì)控制左側(cè)電機(jī)停轉(zhuǎn)使小車左轉(zhuǎn)。同理，如果右側(cè)紅外光照到黑線處，小車就會(huì)右轉(zhuǎn)。這兩個(gè)動(dòng)作周而復(fù)始，就實(shí)現(xiàn)了小車的循黑跡功能。小車循跡程序流程圖如圖2所示。

圖2 循跡程序流程圖

該控制系統(tǒng)具有較好的控制和調(diào)速、轉(zhuǎn)向功能，能按預(yù)期的期望實(shí)現(xiàn)小車的循跡功能，對(duì)黑線循跡效果很好。