1．任務(wù)

　　任務(wù)一：產(chǎn)生智能尋跡避障小車避障控制程序；

　　任務(wù)二：產(chǎn)生智能尋跡避障小車尋線、避障、報警等綜合功能控制程序；

　　2．要求

　?。?）能控制智能尋跡避障小車避開行進路上障礙物的功能； （2）小車行進過程中遇到障礙物應(yīng)具有報警提示功能；

　　3.1 項目描述

　　該項目的主要內(nèi)容是：在智能尋跡避障小車尋跡系統(tǒng)上擴展避障、報警等電路模塊，然后運用C語言對這些功能模塊電路進行編程，使智能尋跡避障小車在行進過程中，能對正前方的障礙物自動完成避障功能，并且遇障礙能夠報警，當(dāng)退出障礙時報警聲也消失。通過該項目的學(xué)習(xí)與實踐，可以讓讀者獲得如下知識和技能：1掌握紅外線收、發(fā)對管的避障的原理與控制方法；2 掌握蜂鳴器報警的控制方法； 3掌握比較芯片L393的工作原理與控制方法； 4能夠編寫出智能尋跡避障小車尋線、避障、報警等綜合功能的控制函數(shù)。

　　3.1.1 關(guān)于比較芯片

　　LM393

　　本設(shè)計中的比較芯片LM393是一個電壓比較器，它將一個模擬量電壓信號和一個參考固定電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。如圖3.1所示為LM393集成芯片封裝圖；其中，2腳為參考固定電壓輸入腳，3腳為模擬量電壓信號輸入腳。工作過程大致如下：

　　當(dāng)3腳（“+”）輸入端電壓高于2腳（”－”）輸入端電壓時，電壓比較器的1腳輸出為高電平；

　　當(dāng)3腳（“+”）輸入端電壓低于2腳（”－”）輸入端電壓時，電壓比較器的1腳輸出為低電平；

　　圖3.1比較芯片L393封裝示意圖

　　報警器的種類很多，比如：揚聲器、蜂鳴器等，本設(shè)計中選用電磁式蜂鳴器作為報警器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。

　　智能尋跡避障小車的避障系統(tǒng)由單片機最小型系統(tǒng)、電機控制模塊、巡線電路模塊、紅外避障電路模塊、報警電路模塊、傳感器指示電路模塊等構(gòu)成。系統(tǒng)框圖如圖3.3所示。其中電機控制模塊與巡線電路模塊共同引導(dǎo)小車完成路線行走功能；紅外避障電路模塊主要用于檢測、發(fā)現(xiàn)小車行進路徑上的障礙物，具體的避障則由電機控制與巡線模塊配合完成；報警模塊主要用于小車遇到障礙物時發(fā)出聲音報警，起到提示作用。

　　智能尋跡避障小車避障電路原理圖如圖3.4所示：其中避障電路由單片機、比較芯片L393、紅外 發(fā)射對管等元器件構(gòu)成。電路工作過程如下： 首先，比較芯片的2腳為比較基準電壓輸入， 該引腳通過電源串聯(lián)分壓，取得一個大約2.5V基準電壓作為比較電壓。比較芯片的3腳為比 較電壓的輸入端，該電壓取之反饋回來的紅外信號。當(dāng)小車前進過程中，前方無障礙，則紅外接收管的阻值會很大，從而輸出一個高電平（約5V）給比較芯片的3腳，這樣經(jīng)過比較 芯片的比較，在比較芯片的2腳輸出一個高電平給單片機P3.7引腳。單片機根據(jù)接收到的電 平就可以判別前方有無障礙。當(dāng)前方有障礙時 V2的阻值會很小，輸出低電平給比較芯片的3腳，比較芯片從而輸出低電平給單片機P3.7。 為了保證避障的準確性，在安裝紅外收、發(fā)對管時，應(yīng)跟小車保持平行，這樣便可以準確對小車正前方的障礙物及時發(fā)現(xiàn)。

　　報警電路：由晶體三極管V1（S8550）、電阻 R2以及蜂鳴器SB1組成。當(dāng)電路平時不需要發(fā) 聲報警時，單片機的P0.6端口輸出一個高電平，使晶體三極管截止，蜂鳴器因此不發(fā)聲。當(dāng)需要發(fā)聲報警時，便編程控制從P0.6輸出低電平或一定頻率的方波或矩形波，使V1在導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)切換，從而蜂鳴器發(fā)出不同的聲音。

?