工程设计超声波避障小车

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1、工程设计报告设计题目：超声波避障小车学院：通信工程学院专业：信息工程专业班级：0H051学号：姓名：电子邮件：@qq.com日期：2013年6月成绩：超声波避障小车报告摘要超声波避障小车是根据超声波测距原理制作的智能小车。其中用到超声波传感器模块IIc-sR04,通过超声波的发送和接收来测量距离，当20cm内无障碍物时则向正前方行走。若有障碍物则分别测量左右方向，从而控制舵机转动来决定向哪个方向行走。关键词超声波测距避障电机小车舵机方案本系统主要包含以下模块：1.小车车体2•单片机最小系统模块3.超声波传感器模块4.直流电机驱动模块5.舵机转向部分6.电源部分各模块间如下:左

2、右转动oo123<旦壺电叩駆亦蔚ABCDP1.0P3.2P1.4-P15P16-P1.7STC89C52■毋n紀机模块硬件系统1.小车车体小车车体由一块电路板为主体，前轮为一个白色塑料万向轮，后轮为两个直径约为6cm的车轮（带橡胶车胎）。其中，后轮分別由两个直流电机控制，由此可以看岀，小车为后轮驱动，差速转向。1.单片机最小系统模块此次所用的控制芯片为STC89C52单片札拥有8k字节Flash,512字节RAM,32位I/O口线，看门狗定吋器，内置4KBEEPROM,MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级屮断结构，全双工串行口。外接11.0592M品

3、振。3超声波传感器模块超声波模块采用现成的HC-SR04超声波模块，该模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mmo模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：采用10口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过10口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离二(高电平时间*声速(340M/S))/2o实物如下图2-5。其中VCC供5V电源，GND为地线，TRIG触发控制信号输入，ECHO回响信号输出等四支线。♦5V触发估号

4、首入•回响佶号辙出-GND)ItJ囲ww*4直流电机驱动模块直流电机驱动模块选用L298N作为控制芯片。L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流的电机控制芯片。控制信号直流5V,电机电压直流3V〜46V(最好36V以下)。最大控制电流2.5A,瞬态峰值电流3A,持续工作电流2A,额定功率25Wo改芯片可驱动一个两项或四项步进电机，也可以驱动两个直流电机。芯片引脚图如下：OjAflfNTMMMe>OUTWT4OUWVTJENAfiL£6MVT>LOOKMJPKVvttGNDHPUT2tNAaraMHJTIMuniwaniSMJmwaVAQEvtOUTFUTJoumniOJR

5、RtNTMMlMGA卜图为直流电机驱动模块原理图由于51单片机无法肓接驱动L298芯片,所以用光耦提高其驱动能力（逻辑为：假设U1的2脚输出0,则光耦发光二极管亮，3脚4脚导通，IN1为1,OUT1为1,输出Vs）。ENA和ENB接高电平，小车速度达满速，1脚和15脚接地表示不检测电流。D1〜D8为续流二极管。在小车中，我们将OUT1和OUT2接直流电机1,OUT3和OUT4接直流电机2,这样就可以用单片机控制电机的正反转，从而控制小车的前进、后退或转弯。下图是PCB图：[O1SoCMJI_J2J6匹OO殛RU9GU1C7C8C9CIOa©霑CUC12C1^H

6、U2U3A②。

7、西希Q；；②D9Dig。"J5011012o黑oD2oD3oD4oD5°D6oD7°D8。■5舵机转换模块舵机的工作原理。舵机常用的控制信号是一个周期为20毫秒左右，宽度为1毫秒到2毫秒的脉冲信号。当舵机收到该信号后，会马上激发出一个与之相同的,宽度为1.5毫秒的负向标准的屮位脉冲。Z后二个脉冲在一个加法器屮进行相加得到了所谓的差值脉冲。输入信号脉冲如果宽于负向的标准脉冲，得到的就是止的差值脉冲。如果输入脉冲比标准脉冲窄，相加后得到的肯定是负的脉冲。此差值脉冲放大后就是驱动舵机正反转动的动力信号。舵机电机的转动，通过齿轮组减速后，同时驱动转盘和标准脉冲宽度调节电位器转动。直到

8、标准脉冲与输入脉冲宽度完全相同时，差值脉冲消失时才会停止转动！，这就是舵机的工作原理。6屯源模块通过变压部分将电压变为5Vo软件系统编程思路：小车前进，步进电机方向正前方，当前方距离小于设定值，小车停止，电机左右180度旋转，测定左右距离，小车后退一段距离并向距离远的方向行驶,如此循环。程序：#includesbitTRIG=P1AO;sbitECHO=P1A1;sbitextersbitINIsbitIN2sbitIN3sbitIN4sbitENAsbitENBsbitM=P0A0;