基于STC89C52单片机智能避障小车设计.pdf

基于STC89C52单片机智能避障小车设计

一、研究目的

针对为视障人士行动提供导航服务，使其能有效避开障碍物的应用需求，小组开展了对

基于STC89C52单片机智能避障小车设计的研究，利用红外和超声波两种传感器对周围环境

进行探测，结合光控照明电路，当距离达到设定值时，蜂鸣器报警，同时将超声波探测信息

通过数码管显示，从而达到小车智能避障的结果。

二、研究内容

1.主控电路研究

STC89C52是STC公司生产的一种具有低功耗、高性能工作特性的8位微处理器。避

障小车以STC89C52单片机为主控制核心，该单片机内部含有：一个8位CPU，一个片内

振荡器及时钟电路，512字节数据存储空间，8K字节程序存储空间，内带4K字节EEPROM

存储空间，三个16位定时器/计数器，一个可编程全双工串行口，四个8位可编程并行I/O

端口，四个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）。

下图是单片机能够正常运行并完成各种性能的最小系统电路图：

2.传感器的研究

（1）红外传感器

使用红外传感器集成模块，红外信号遇到障碍物距离的不同，反射的强度也不同，故可

利用此原理进行障碍物远近的检测。红外传感器价格便宜，反应速度比超声波传感器快，但

在过亮或过暗的环境中精度会下降。

（2）超声波传感器

使用超声波传感器集成模块，超声波发射器在发射超声波的同时开始计时，超声波遇到

障碍物返回，接收器收到反射波就立即停止计时，从而测出障碍物远近的距离。超声波传感

器指向性强，灵敏度高，但由于声音的速度易受温度和风向的干扰，所以超声波有可能会被

吸音面吸收，导致测距时产生误差。

3.光控照明电路研究

光敏电阻的阻值会随外界光照的强弱（明暗）变化而变化，光越强阻值越大，光越弱阻

值越小。小组使用光敏电阻和LED发光二极管焊接光控照明电路，意在天黑时，LED亮，

小车能照明前方。

4.数码管显示电路研究

借助共阴极数码管显示超声波探测信息，引脚与单片机相连接，受单片机程序控制。

三、总体方案

正向：数码管

显示距离

超声波51单片机

传感器模块控制与处理

规定距离内

进行报警

侧向：

红外避障模块51单片机规定距离内进

控制与处理行报警

辅助电路：

光敏集成模块51单片机亮度较低时

控制与处理LED灯亮

正向借助超声波测距模块实现测距与报警功能，通过数码管显示测距结果，通过蜂鸣器

显示报警情况。当设备转弯时，侧边红外避障模块发挥工作，通过蜂鸣器显示报警情况，保

证贴壁运动。为保证红外工作效果，添加光敏电路，在黑暗状态提供光照。

四、技术途径

（一）基本电路分析

1、传感器类型

输出模拟信号，较难借助单

片机进行控制，且红外对管

红外对管电路

需要隔离，操作较复杂。

红外测距电路

输出数字信号，集成模块焊

接较为简单，但仿真存在问