玩具电动避障车
设计报告
班别：
指导老师：
组员： xxx 学号：xxxx
目录
1 作品功能 .................................................................................... 2 1.1 基本功能 ............................................................................ 2 1.2 拓展功能 ............................................................................ 2 2 总体方案 .................................................................................... 2 3 硬件电路设计 ............................................................................. 4 3.1 总体硬件电路 ..................................................................... 4 3.2 驱动电路 ............................................................................ 5 3 .3 电源电路 ........................................................................... 7 3.4 数码管显示和蜂鸣器电路 ................................................... 8 3.5 红外传感器电路 ................................................................. 9 3.6 单片机I/O口分配 ............................................................ 10 4 软件电路设计 ........................................................................... 10 5 实验结果分析 ........................................................................... 12 6 实验心得 .................................................................................. 12 7 参考文献 .................................................................................. 12
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1 作品功能
1.1 基本功能
定点直走、后退、转弯、停止
通过单片机AT89S52控制电机驱动集成芯片L293D使小车可以行走。
当按下第一个按钮时小车精确直走，转弯，后退，当按下第二个按钮时小车停止前进。
1.2 拓展功能
（1）红外避障
按下按钮小车直走，当前方有障碍物是小车后退一小段路程，之后向左转弯，按下另一按钮时小车停止。 （2）数码管显示
按下按钮小车开始行走，数码管开始计时。当按下另一按钮时小车停止，数码管计时也随即停止。 （3）蜂鸣器控制
当按下小车开始或停止按钮时蜂鸣器都会响。此外在红外避障功能中，当小车遇到障碍物时蜂鸣器也会响。
2 总体方案
采用ATM89S52单片机来作为整机的控制单元。红外线探头采用市面上通用的发射管与及接收头，经过单片机调制后发射，经接收送入单片机调制控制电机。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求。 基本原理如图所示。
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图1 总体方案设计图
电机驱动电路部分采用高电压，高电流，四通道驱动集成芯片L293D。避障部分采用红外线发射和接受原理。行驶记时由软件实现，显示采用普通七段LED。声光提示部分用蜂鸣器和发光二极管来实现。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现。
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3 硬件电路设计
3.1 总体硬件电路
本作品采用AT89S52单片机作为整机的控制单元，通过I/O端口输出38KHz的脉冲信号产生红外发射管的调制信号，通过红外接收管，由其2个I/O端口分别检测左前方和右前方的红外反射信号。由单片机通过排阻驱动控制2位7段数码管和1个蜂鸣器，实现行驶和设置时间的动态显示，以及声响提示。由单片机的2个I/O口分别读入按键信号，实现行驶时间的设置。其系统组成如图所示。
2路红外接收信号 蜂鸣器 AT89S52 1路红外发射信号 74HC573 L293D LED数码管 直流电机 设置按键
图2 系统组成框图
通过开发制作，对于设计基于单片机最小系统的自主学习是很有帮助的，后续的电路测试和调试对于提高电路分析的实践能力也是有益的。小车模型的行驶速度主要受电源电流的影响，也可通过单片机的PWM方法进行控制，但考虑到本作品由5V电池供电，小车行驶速度较慢，所以没有进行行驶速度的控制，可留待今后的进一步扩展开发。
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