基于AT89C52的智能避障小车设计
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摘 要：随着IT技术的高速发展和普及，在生活实践中，智能避障技术在物联网时代尤为重要。本文设计的基于单片机的智能避障小车综合了计算机、传感器、电子电气等多技术于一体，以AT89C52单片机为核心处理器，蓝牙识别模块作为核心，通过PWM软件程序控制小车的姿态调整，搭载超声波模块实现避障功能。该小车设计灵活、功能齐全、操作简单，为大型避障车的设计提供了参考价值。
关键词：单片机AT89C52 智能避障 控制系统
中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）10（c）-0050-02
如今智能控制技术发展得如火如荼，各个领域都会设计到相关应用，其涵盖了计算机、传感器、电子电气等技术的多种学科，而本设计就是以此为背景，结合学校开展的单片机和嵌入式等课程，设计的一款可以进行自主信息检测并进行障碍物自动躲避的一款接受人为操控的智能化小车。
1 系统整体设计
系统采用AT89C52 RAM单片机作为核心控制芯片，根据设计所需将系统划分成不同的模塊，每个模块实现相应的功能，整体作用于RAM芯片从而实现最终的设计。整体设计框图如图1所示。
2 硬件设计
该智能避障小车是以AT89C52单片机作为核心处理器，用到的功能性硬件主要是核心板上的I/O口、串口、定时器以及开发板外的电机驱动模块、蓝牙模块、超声波测距模块。
AT89C52单片机作为处理器核心，对蓝牙模块和超声波测距模块收集到的数据进行处理，运算，再通过单片机的I/O口输出高低电平以控制电机驱动，不同的操作指令以控制不同的操作，实现小车前进，后退，左转，右转，停止等功能。在检测到障碍物距离小车很近时，小车会立即停止运行行进，并急速后退一小段距离以保持小车安全达到避障的效果。
电源模块使用可充电的锂电池以降低成本和方便维护。
两路电机驱动模块的驱动原理采用H桥驱动方式，使用HG7881驱动芯片，其接线方式如图2所示。
其控制原理则是以两个轮端方向为前，A-IA通过I/O口给高电平，A-IB通过I/O口给低电平时，左轮向前正转;A-IA通过I/O口给低电平，A-IB通过I/O口给高电平时，左轮向后反转。同理，以两个轮端方向为前，B-IA通过I/O口给高电平，B-IB通过I/O口给低电平时，右轮向前正转;B-IA通过I/O口给低电平，B-IB通过I/O口给高电平时，右轮向后反转。
蓝牙模块为HC-05主从机一体蓝牙模块，能够实现串口透明传输功能。其中蓝牙模块分为主机和从机，主机可以主动连接其他蓝牙，从机则等待其他蓝牙的连接，在设计设定蓝牙模块为从机模式。透明传输功能即单片机通过串口发送数据到蓝牙模块，蓝牙模块自动把接收到的数据转发到与之连接的手机蓝牙上，而无需关心蓝牙模块如何实现中间的传输过程，同理，手机通过蓝牙发送数据到蓝牙模块，蓝牙模块会自动转发到与之相连的单片机处。蓝牙模块可以根据自己的喜好更改蓝牙名字、密码、波特率、主从模式等。
超声波模块为HC-SR04 超声波测距模块，其可以提供2cm～400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可以达到3mm，极为适合微小型小车的使用。
其工作原理采用I/O口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信呈。模块自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回，当有信号返回，再通过I/O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=（高电平时间（T）×声速（V=340m/s））/2。
3 软件程序设计
智能小车的程序使用C语言编写，C语言广泛应用于类似嵌入式处理器以及超级计算机等作业平台，具有明显的可读性与可维护性，方便阅读与修改，易于理解。
设计系统采用51系列兼容单片机C语言软件开发系统KEIL C51。KEIL作为编译软件，生成的目标代码效率非常高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。
4 结语
本设计通过采用AT89C52芯片内部集成的A/D转换、GPIO口、串行口通信等功能结合一些外部功能模块实现了自主信息检测并进行障碍物自动躲避且接受人为操控的智能化小车设计，而本设计极其适应于高校教学实践，笔者作为一名在校大学生，切身体会到了该设计的可行性和趣味性，将理论与实际结合，增强了对书本理论知识的理解也提升了自我实践操作的动手能力，是单片机和嵌入式开发中极具教学意义的一个设计，同时也为以后的工作设计提供了良好的理论实践基础。
参考文献
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