智能超声波避障小车(2)

由总体电路图，用单片机的 P2.2 到 P2.5 四个 I/O 口来控制 ISD1760 语音芯片的定点放音。 ISD1760 工作原理：如图所示，通过 REC 键来进行录音，录音时要一直按住 REC 键，录完 一段语音后松开 REC 键，按动 PLAY 键可以对刚才的录音播放出来；VOL 键可以加减音量，每 按动一次 VOL 键，声音就增大一级，由于只有 8 级音量调节，所以在第 9 次按动 VOL 键时， 声音又回到了最小音量；ERASE 键可以对已经录入的语音进行擦除，短按此键可以擦除上一段 录音，长按此键可以擦除所有录音；通过 SS、SCLK、MISO、MOSI 脚与单片机进行 SPI 通信， 单片机就是通过这几个脚实现对 ISD1760 的定点放音。 （五） 速度自控模块 、速度自控模块 、 此模块的功能是通过按键自行输入一个速度后，小车就会按照输入的速度进行直线前进， 直到遇到障碍物。 如图所示，通过 S2、S3 来输入设定的速度，此时是通过数码管来显示输入的数字，设定 结束后，小车就会按照此速度前进，不过这只是一个象征性的速度，实际前进速度并不是输入 的速度，而是以速度的快慢来反映这一功能的。 （六） 信号提示模块 、信号提示模块 、 此功能就是相当于汽车的转向灯和刹车灯。 把 L2、L3、L4、L5 四个发光二极管分别安装在小车的四个角上，当小车在拐弯时相应侧 边的发光二极管点亮，并且闪动；当小车在减速时小车后面的发光二极管点亮且闪动。 （七） 单片机控制模块 、单片机控制模块 、 此模块是小车的最重要部分，它控制着超声波测距模块、数码管显示模块、步进电机控制复复复复VCC P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 REST1 R15 16K C1 10uF P1.7 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20AT89S51U2 P1.0 VCC P1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 P1.7 P0.6 RST/VPD P0.7 P3.0/RXD EA/VPP P3.1/TXD ALE/PROG P3.2/INT0 PSEN P3.3/INT1 P2.7 P3.4/T0 P2.6 P3.5/T1 P2.5 P3.6/WR P2.4 P3.7/RD P2.3 XTAL2 P2.2 XTAL1 P2.1 VSS P2.0 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21VCC LED6 LED10 LED5 LED9 LED8 LED12 LED7 LED11模块、语音提示模块、速度自控 模块和信号提示模块的工作。 单片机通过计时器记录超声 波发射和接受的时间差，来计算 出小车距离障碍物的距离，控制 P1 口的高低电平来控制数码管 显示，通过输出不同频率的脉冲 来控制步进电机的工作， 通过 SPI 协议与 ISD1760 语音芯片进行通 信， 来控制语音芯片的定点放音， 实现语音提示功能。GNDLED4 LED1 LED2 LED3 BELL1 C2 20pFY12 C3 20pFXTALGND振振复复图 6：单片机最小系统8

四、系统软件设计 系统软件设计 本设计系统软件采用模块化结构， 由主程序﹑定时子程序、 电机驱动子程序﹑中断子程序、 显示子程序﹑调速子程序﹑算法子程序构成。主程序流程图如图 2 所示。其中：避障中断服务 子程序完成对超声波探测器产生的外部中断进行处理， 如果超出预定的危险距离就左转进行避 障。遥控中断服务子程序完成对遥控信号产生的外部中断进行处理，对不同的遥控信号产生相 应的控制信号。在定时中断服务子程序，完成定时与里程的计算。初始化驱动电机利用定时器中断每 800ms 发送一个触发信号收到回波信号 否 是 计算障碍物距离否 障碍物距离小于 20cm是 驱动电机转向图 7：程序流程图9

五、原件清单序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21元件名称 AT89S51 单片机 电解电容 电解电容 瓷片电容 瓷片电容 弹性按键 ISD1760 电源插座 发光二极管 LED 数码管 三极管 电阻 电阻 电阻 电阻 ULN2803 晶振 电机接口 超声波模块接口 驻极体接口 扬声器接口元件 U1 C1 C5, C7, C8, C10, C11, C16 C2,C3 C4, C6, C9, C12, C13, C14, C15 ERASE1, PLAY1, REC1,S1~S7, VOL1 U2 J1 L2, L3, L4, L5, L6, L7 U3 Q1, Q2, Q3, Q4 R1~R10,R14~R18 R19~R22 R10~R13 R23 U4 Y1 P1,P2 P5 P3 P4数量 1 1 6 2 7 11 1 1 6 1 4 14 4 4 1 1 1 2 1 1 1参数 —— 10uf 4.7uf 20pf 0.1uf —— 8550(2N3960) PWR2.5 —— 4 位共阳 8550(2N3960) 470kΩ 4.7kΩ 10kΩ 80kΩ —— 11.0592MHz 排针 排针 排针 排针五、应用前景 本智能小车系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了。 当驾驶员因疏忽或打瞌睡 时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。如果汽车偏离车道或距障碍物小于安全距离 时，汽车就会发出报警，提醒驾驶员注意，如果驾驶员没有及时作出反应，汽车就会自动减速 或停靠于路边。 这样的小车还可以用于月球探测等的无人探月车，帮助我们传达月球上更多的信息，让我10

们更加的了解月球，为将来登月做好充分准备。 这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景。在科学考察中，有许多很危险且人 们无法涉足的地方，这时，智能科学考察车就能够派上用场，在它上面装上摄像机，代替人们 进行许多无法进行的工作。 六、参考文献 [1] 郭天祥.新概念 51 单片机 C 语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略.北京：电子 工业出版社，2009 [2] 宋戈，黄鹤松，员玉良，蒋海峰.51 单片机应用开发范例大全.北京：人民邮电出版社， 2010 [3] 阎石.数字电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社，1998 [4] 刘伏文，王春华.MCS-51 单片机存储器结构详解.电子制作，2007,(10)11