基于stc89c52單片機的智能超聲波跟隨與避障小車

1、基于STC89C52單片機的智能超聲波跟隨與避障小車廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院電氣工程系電氣123班小組:吳梓潤賴智彬羅林昕摘要:智能超聲波跟隨與避障小車是以STC89C52單片機為控制核心，采用超聲波傳感器技術(shù)，主要由電源模塊、避障與跟隨模塊(即超聲波模塊)、L298N直流電機驅(qū)動模塊、語音提示模塊四位數(shù)碼管顯示模塊等組成的控制系統(tǒng).小車通過軟件程序與硬件的相互控制啟動后開始探索前方是否有障礙物(即跟隨物)若有跟隨物距離大于30厘米就向

2、跟隨物方向前進且數(shù)碼管顯示距離距離小于30厘米跟隨物變?yōu)檎系K物語音模塊提示小車自動避開重新尋找跟隨物.若前方無跟隨物小車就向前左轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎后再尋找跟隨物。關(guān)鍵字:STC89C52單片機超聲波L298N1系統(tǒng)總體方案設(shè)計該系統(tǒng)是以STC89C52單片機為控制核心，以超聲波傳感器為距離測量元件對跟隨物的探索與跟隨自動避障跟隨與避障過程中數(shù)碼管顯示距離與及語音提示避障的控制系統(tǒng)。如圖1所示：圖1：智能小車跟隨與避障系統(tǒng)基于單片機STC89C52

3、的智能小車跟隨與避障系統(tǒng)是一種利用超聲波測距然后自動跟隨或避障的系統(tǒng)，其啟動后自動尋找跟隨物以及小于某一距離后自動避開障礙物，廣泛應(yīng)用于探測跟隨、避障等場合，通過超聲波傳感器，由單片機向超聲波傳感器發(fā)送命令，讀取超聲波傳感器測量的距離，再判斷小車是否跟隨或轉(zhuǎn)彎避開。如果距離小于避障距離，語音模塊進行提醒。它采用超聲波傳感器，超聲波模塊采用現(xiàn)成的HCSR04超聲波模塊，該模塊可提供2cm400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)到3m

4、m。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。本系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為核心控制單元用于系統(tǒng)的控制小車安裝了1個超聲波傳感器，裝于小車前，用超聲波檢測障礙物測出距離，程序電源模塊STC89C52單片機控制模塊超聲波模塊（跟隨與避障）四位數(shù)碼管模塊語言提示模塊L298N直流電機驅(qū)動模塊8個40KHz的周期電平并檢測回波。一但檢測到有回波信號則輸出回響信號?；仨懶盘柕拿}沖寬度與所測得距離成正比。由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號時間間

5、隔可以計算得到距離。公式：uS58=厘米或者uS148=英寸；或是距離=高電平時間聲速（340MS）2；建議測量周期為60MS以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響。2.2語音提示模塊設(shè)計此模塊是用來提供語音提示的，當(dāng)小車距離障礙物距離（這個距離可以自行設(shè)定）很近時，小車的控制系統(tǒng)會發(fā)出“在距您車前方x米的地方有一障礙物，請您注意避讓”的語音提示。此功能是用ISD1760語音芯片來實現(xiàn)，預(yù)先給語音芯片錄入“在距您車前方”，“米的地方有一障

6、礙物，請您注意避讓”，“0”，“1”，“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”，“10”等語音信息，在通過單片機程序來控制語音芯片的定點放音，來實現(xiàn)語音提示。圖4語音提示模塊原理圖由總體電路圖，用單片機的P2.2到P2.5四個IO口來控制ISD1760語音芯片的定點放音。ISD1760工作原理：如圖所示，通過REC鍵來進行錄音，錄音時要一直按住REC鍵，錄完一段語音后松開REC鍵，按動PLAY鍵可以對剛才的錄音播放

7、出來；VOL鍵可以加減音量，每按動一次VOL鍵，聲音就增大一級，由于只有8級音量調(diào)節(jié)，所以在第9次按動VOL鍵時，聲音又回到了最小音量；ERASE鍵可以對已經(jīng)錄入的語音進行擦除，短按此鍵可以擦除上一段錄音，長按此鍵可以擦除所有錄音；通過SS、SCLK、MISO、MOSI腳與單片機進行SPI通信，單片機就是通過這幾個腳實現(xiàn)對ISD1760的定點放音。2.3最小系統(tǒng)STC89C51單片機此模塊是小車的最重要部分，它控制著超聲波測距模塊、數(shù)碼

8、管顯示模塊、L298N直流電機驅(qū)動模塊、語音提示模塊和信號提示模塊的工作。Vccd1LED2RESET3MISO4MOSI5SCLK6SS7Vssa8Analn9MIC10MIC11Vssp212SP13Vccp14SP15Vssp116AUDAUX17AGC18VOL19Rosc20Vcca21FT22PLAY23REC24ERASE25FWD26INTRDY27Vssd28I1ISD1760REC1PLAY1ERASE1S5VOL1