文档介绍：二、硬件电路图设计
§2 系统框图
本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车,以单片机为小汽车的“大脑”,红外线探头为小汽车的“眼睛”,电机为小汽车的“双足”。“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物,当“眼睛”看到障碍后,由大脑来控制“双足”的行动方向。从而实现小汽车的自动避障。电路原理简单,结构明了。。
红外
避障
电路
H桥控制电路
电
机
80C51
返回信号输入
调制信号输出
系统框图
§4 红外线避障电路
避障方案选择,方案一:采用超声波避障。超声波受环境影响较大,电路复杂,而且地面对超声波的反射,会影响系统对障碍物的判断。
     方案二:采用红外线避障。利用单片机来产生38KHz信号,并用250HZ的方波对红外线发射管进行调制发射,发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来,红外线接收管对反射回来信号进行解调,输出TTL电平。外界对红外信号的干扰比较小,且易于实现,价格也比较便宜,故采用方案二。
红外线避障电路是小汽车的“眼睛”,其性能的好坏和抗干扰能力的强弱,就定了避障的准确性和灵活性。由于红外线受外界可见光的影响较大,因此用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制,这样能减少外界的一些干扰。接收管采用HS0038A2型号,输出TTL电平,有利于单片机对信号的处理。
避障电路采用红外线发射与接收原理,利用单片机产生250HZ和38KHz信号,并利用单片机的中断对红外线发射管进行调制发射,发射距离远近由RW调节,由于本设计的小汽车行驶速度较快,所以调节避障距离为20CM左右。发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来,红外线接收管对反射回来信号进行解调,输出TTL电平。利用单片机的中断系统,在遇障碍物时控制电机并使小车转弯。
红外发射
红外接收
80C51
M
H桥驱动

红外线避障示意图
1、红外线发射部分
红外线发射电路通过单片机的控制,输出调制信号向前方发射,如果遇到障碍物后,红外光线被障碍物返回,被红外接收头接收,在其3脚输出250HZ方波信号,而其3脚和单片机的ITN0连接在一起,故当遇到障碍物后,会给单片机一个外部中断0信号,通过外部中断0程序,来控制小汽车的左转或者右转。从而实现避障功能。。,,D0处发射的就是调制好的发射信号。 a)、b)、c)所示。
红外线发射电路
a). 38K载波

b). 250HZ调制信号
c). 调制后波形
图红外线发射波形图
2、红外线接收部分
,红外线接收头在没有接收到红外信号时,INT0输出高电平,单片机不中断。在接收到信号时输出低电平,单片机中断。
接收头采用HS0038A2型一体化接收探头,其内部集成了输入部分、自动增益控制部分、控制电路、带通滤波器和解调电路。
红外线接收电路
输入
电路
自动增
益控制
解调
电路
带通滤
波器
控制
电路
30K
OUT
Vs
GND

HS0038A2型红外接收头内部结构
,经过调制后发射的红外线被接收头接收后,通过其内部的自动增益控制、带通滤波器和解调电路等在OUT处输出调制信号。因为本设计采用的是250HZ的调制信号,其周期为4000µs,如果占空比为1:1,其半周期为2000µs,如果把OUT端口和单片机的外部中断连接在一起的话,足以能够引起单片机的中断了。在中断程序中来实现对障碍物的判断和控制小汽车的行驶方向。
§5 H桥驱动电路
H桥驱动电路是小汽车的“双足”控制电路,对小汽车的行驶有着直接的影响。,整个车体的驱动用两个H桥驱动电路,分别驱动两个直流电机,其控制口分别接单片机的I/O口,在此接在了P1口。在控制其行驶时,,、、,但是一定要注意的是,,。如果全为高为例介绍其原理。
H桥电路的正常控制原理是,、、Q3、Q2导通,Q1、Q5、Q4截止, Q2 Q3 GND,电机正转。、、Q5、Q4导通,Q6、Q3、Q2截止, Q1 Q4 GND,