基于STC89C52的探测救援智能车的设计与研究

摘 要

随着计算机技术以及控制技术的发展，智能小车的开发和应用逐渐受到重视，最初是将其应用于观光以及工厂运料中，取得了良好应用效果。近几年，人们开始主张使用智能车开展探测救援工作，如何设计适应能力强、智能性高的探测救援智能车是我们需要研究的课题。本文探讨了基于STC89C52的探测救援智能车的硬件设计与软件设计。

【关键词】STC89C52 探测救援智能车 设计

随着计算机技术的发展，智能技术的开发速度越来越快，对人们的生产生活产生重要影响，其中发展速度最快的应属机器人技术。为了让机器人代替人类开展一些难度大、危险性高的探测救援工作，人们将智能控制技术与机器人技术巧妙结合到的了一起，使机器人具备智能性的特征，对于探测救援工作的开展具有重要意义。

1 探测救援智能车的硬件设计

1.1 主控模块STC89C52设计

主控模块相当于整个智能车的“大脑”，主要由单机片STC89C52和相关外围电路构成。单机片会接收来自传感器的信号，主控模块会对信号做出适当处理，完成对小车的控制。该单机片的最大优点就是功耗和电磁辐射都比较低，对于外界干扰有较强的抵抗能力，其在工作过程中仅访问片内程序存储器，时间精度非常高，复位电路中包含一个10μF的电容，一个复位开关和一个10千欧的电阻，可以进行手动复位，也可以进行上电复位。

1.2 红外遥控模块的设计

智能车中包含了三对红外线传感器，且在内部呈一字型分布，采用这种分布方式在进行信号探测时有较好的连续性，控制算法也相对简单，可以实现对小车的稳定控制。传感器由两部分组成，一是光电二极管，二是光电三级管，内部还包含了一个滑动变阻，人们可以根据实际需要调整电阻大小实现对三极管灵敏度的控制。红外传感器在工作状态下会发射出红外线，如果反射强度很大，三极管就会饱和，传感器控制模块就会显示输出高电平；如果反射强度不大，或者是红外线没有反射回来，三极管就会处于断开状态，红光控制模块就会显示输出低电平，总而言之，该模块会将探测过程中获取的光信号转换为电信号，系统还会将信号放大，并将这些信号作为依据对智能车进行控制。

1.3 寻迹模块的设计

寻迹模块性能直接关系到智能车的探测救援水平，原理如下：在白色的地面上画出黑色跑道，要求智能车沿着黑色轨道行驶，这一控制过程就需要红外线传感器模块提供支持，基本原理就是红外线对于不同颜色会有不同的吸收度。所发出的红外线遇到白色地板时，会在地板表面产生漫反射，接收器会接收到反射回来的红外线；同理当发出的红外线遇到黑色跑到时，这些光线就会被完全吸收，接收器就接收不到返回来的红外线信号。最后根据是否接收到反射回来的红外线信号来判断小车是否在轨道上运行。同时，小车还要具备躲避障碍物的功能，原理与上相同，如果接收到信号，说明前方有障碍物，小车会自动退回一定距离，然后旋转一定角度以后继续运行，达到躲避障碍物的目的，可以根据环境条件合理设置小车后退和转弯的时间。

1.4 信号放大模块的设计

单机片对输入信号有较高要求，而传感器模块所产生的信号比较微弱，不能满足单机片的信号输入要求，对此应该在系统设计一个信号放大模块，对传感器信号进行放大处理。放大电路中的芯片包含六组反相器，芯片在接收到红外线发出的信号以后，在反相器的作用下会形成相反的电平。其中1、3、5这几个引脚作为输入接口，而2、4、6这几个引脚作为输出接口。除此之外，信号放大模块中还包含六个相同的施密特触发器电路，变化缓慢的信号输入到放大模块以后，会被转化成矩形脉冲，具有边沿陡峭的特征，实现放大信号的目的。

2 探测救援智能车的软件设计

本设计软件将Keil C51作为开发平台，将STC89C52单片机集成开发环境作为基础，与软件开发环境相比，其汇编代码相对紧凑，而且容易理解，编程完成以后会高效生成目标代码。软件开发时选择C语言，其属于一种高级语言，相比其他低级语言而言，C语言不仅容易学习，且使用起来比较方便，应用范围也很广，无论是在结构上还是在功能上都具备明显优势。软件在实际开发过程中使用Windows界面，具体设计过程如下：

主控模块中的单机片与红外线传感器模块相连，根据红外线接收和发出的信号判断出小车是否在预定轨道上运行，这一环节主要依靠传感器模块中的P3.5和P3.6管脚，如果显示已经偏离轨道，就会系统就会进入修正状态，保证小车按照预定轨道行驶。而P3.7管脚主要负责接收障碍物信号，如果其接收到信号，说明前方存在障碍物，小车就会进入避障状态。除此之外，单片机还会直接检测红外线接收器是否接收到信号，一旦检测其接收到信号，红外遥控模块就会直接启动，此时人们可以根据环境情况对小车进行人工控制。

3 总结

随着智能技术的发展，用智能机器人代替人类进行难度大、危险性高的工作已经成为一种必然趋势。例如，在自然灾害或者是危险事件中，应用智能机器人开展探测救援工作，不仅能提升探测效率，还能节省人们的工作量、保护工作人员的安全。本设计采用模块化理论和思想，各个模块之间具有较强的独立性，将该智能车应用于探测救援工作中，其完全能够按照人们要求寻迹以及避障，有效提升工作效率。

参考文献

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[3]杨权，蔡勇.基于STC89C52的轮式智能小车控制系统的设计[J].工业控制计算机，2014，13（15）03：109-110.

作者简介

刘文，男，山东省菏泽市人，现公安海警学院本科在读。

作者单位

公安海警学院 浙江省宁波市 315800