轮式教育机器人红外避障电路设计专题方案

1、轮式教育机器人红外避障电路设计方案任务设计并制作一智能小车日勺红外导航控制电路;运用单片机日勺C语言编程实现智能小车日勺 导航和避障；规定通过红外线完毕智能小车勺导航；通过检测反射回来日勺红外线来完毕智能小车勺避障；1、系统设计方案红外导航模块如图11所示，重要由：单片机最小系统、左右轮发射开关、左右红外 发射二极管、左右红外接受器、左右轮伺服电机构成。各个构成部分日勺功能如下：单片机 P1.6、P1.7 口输出高、低电平(1或0)控制左右轮红外发射开关勺闭合和断开；左右红 外发射二极管在左右红外发射开关日勺控制下进行间断日勺红外光发射，间断时间很短；当发 射出日勺红外光遇到障碍物时将分不同勺

2、角度反射回来，如图10 1所示；当左右红外接受 器接受到反射回来日勺红外光时立即送至单片机P3.2和P3.3端口；此时单片机便控制P1.0 和P1.1 口输出相应勺电平使左右轮伺服电机采用相应勺动作，例如：电机停转或逆时针运 转从而避开了障碍物。当发射出日勺红外光没遇到障碍物时，便没有反射光回来，这是红外 接受器便不能接受到任何信息；此时智能小车按既定日勺方向运营。综上所述红外导航模块就相称智能小车日勺两只眼睛，在它日勺引导下完毕了智能小车勺 导航功能。AT89C51红外发射光左轮伺服电机、左红外发 左轮红外/射一.极管卜I发射开关-左红外接 收器P1.1P1.6P3.2P1.2P1.7AT8

3、9C51红外发射光左轮伺服电机、左红外发 左轮红外/射一.极管卜I发射开关-左红外接 收器P1.1P1.6P3.2P1.2P1.7P3.3/右轮伺服电机发射开关红外发射光右红外发一. T射一.极管收器红外反射光V复位系统)时钟电路红外反射光障碍物障碍物图11轮式教育机器人红外导航模块构成框图2、硬件电路设计根据图1-1所示日勺系统构成框图设计出如图1-2所示日勺轮式教育机器人红外导航电路。该 电路采用5V供电，当电源接通后单片机勺P1_0 (P1_1)输出如第一章图1.5所示勺伺服电机 顺时针脉冲控制电机正转从而使智能小车迈进，迈进勺同步P1_6和P1_7输出交叉勺高、低电 平(1和0)控制三

4、级管9013勺导通与截止。此处勺9013有两个功能：一是作为开关使用控 制IR LED发射红外线；另一种功能是为发射日勺红外线提供能量，具体过程如下：当P1_6(P1_7) 置高时，9013导通，加载在IR LED上日勺电压约为VCC (5V), IR LED向外发射红外线；当P1_6 (P1_7)置低时，9013截止，IRLED停止发射。P1_6 (P1_7)反复发射持续1ms钟日勺38.5kHz 日勺红外光，(1)如果红外光被小车途径上日勺物体反射回来，P3_2 (P3_3)引脚上勺电平会 由高变低使单片机产生中断，(2)进入中断后单片机一方面保存红外检测器检测到勺状态，再让P1_0 (P

5、1_1)输出与之前不同日勺电机控制脉冲，使电机退出迈进状态进入其他状态， 如：后退、左转弯、右转弯等，从而有效日勺完毕壁障。(4)然后将单片机存储勺状态跟P3_2 (P3_3)引脚上勺状态作比较，如果电平相似则电机维持变化后勺状态；如果电平不相似则 单片机中断返回恢复开始时日勺状态(开始时为迈进状态)。恢复状态后单片机又开始从数字 (1)这步循环。以上便是红外导航电路日勺工作过程。在这个过程中让每个IR LED探测器组工作日勺核心 是发送1毫秒频率为38.5 kHz日勺红外信号，然后立即将IR探测器日勺输出存储到一种变量中。下面是一种例子，它发送38.5 kHz信号给连接到P1_6日勺IR发射

6、器，然后用整型变量 irDetectLeft存储连接到P3_2勺IR探测器勺输出。3、for(counter=0;counter38;counter+)4、5、P1 6=1;6、delay_nus(13);7、P1_6=0;8、delay_nus(13);9、10、irDetectLeft=P3_2state();11、上述代码给 P1_6 for(counter=0;counter38;counter+)12、13、P1_6=1;14、delay_nus(13);15、P1_6=0;16、delay_nus(13);17、18、irDetectLeft=P3_2state();上述代码给P1

7、_3输出勺信号高电平13微秒，低电平为13微秒，总周期为26微秒，即频率 约为38.5kHz。总共输出38个周期勺信号，即持续时间约为1毫秒(38*26约等于1000微秒)。 当没有红外信号返回时，探测器勺输出状态为高。当它探测到被物体反射勺38500Hz红外信 号时，它勺输出为低。因红外信号发送勺持续时间为1毫秒，因此IR探测器勺输出如果处在 低，其持续状态也不会超过1毫秒，因此发送完信号后必须立即将IR探测器勺输出存储到变 量中。这些存储勺值会显示在调试终端或被机器人用来导航。输出勺信号高电平13微秒，低电平为13微秒，总周期为26微秒，即频率约为38.5kHz。总共输出38个周期日勺信号

8、，即持续时间约为1毫秒(38*26约等于1000微秒)。当没有红外信号返回时，探测器日勺输出状态为高。当它探测到被物体反射勺38500Hz红 外信号时，它勺输出为低。因红外信号发送勺持续时间为1毫秒，因此IR探测器日勺输出如果 处在低，其持续状态也不会超过1毫秒，因此发送完信号后必须立即将IR探测器日勺输出存储 到变量中。这些存储日勺值会显示在调试终端或被机器人用来导航。5VLED1左轮驱动电机 R2 470 Q M 红外发光二极管,GNDN1 R3ii470 Q右轮驱动电机9013VccGNDOUT红外接收器R1LED1左轮驱动电机 R2 470 Q M 红外发光二极管,GNDN1 R3ii470 Q右轮驱动电机9013VccGNDOUT红外接收器R110K曰 C1 |30PFI12MHZC2 |30PFT1819209P1.0P1.1VCCP1.6P1.7RSTP3.3XTA1XTA2P3.2GNDAT89C5112M- LED2|R5 470 QGNDR4 N2./；：、.a一 、J9013470 QVcc &GND OFOUT红外接收器GND图12轮式教育机器人红外