简易智能遥控小车设计
引言
中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学研究发展规划的主要课题，开始关于智能化的着重研究。从基本概念的引进到实验室的研究实践，再到目前的高端领域（航天航空、军事、勘探等）中的实际应用，这个过程为智能化的全面发展奠定了坚实基础。
智能化的全面发展充分实现了资源的合理利用，以最少的投入获得最大的收益，大大提高了工业生产的效率，实现了工业生产从自动化向智能化升级的平稳过渡，实现了智能化发展由高端向大众普及的发展趋势。从早先的模拟电路设计，发展到数字电路设计，再到目前的集成芯片应用，各种功能的元件体积越来越小，功能越来越强大，为智能化产品的发展奠定了良好的物质基础。
智能小车是机器人学中的一个体现，具有自主性、适应性和交互性溶于一体的综合系统，它包含了自动控制、人工智能、机械工程、信息融合、传感器技术、图像处理以及计算机技术等多种学科的最新技术成果，其研究不仅具有理论意义而且具有实践价值。
本设计中的核心器件单片机，以其强大的控制能力已被广泛应用于多种领域，结合各种传感器技术，可以实现工业控制系统的智能化。
无论是在医疗卫生、工业控制、还是在航天航空、国防军事领域，微控制器都起着举足轻重的作用。所以在设计中结合RF315MHZ实现了小车的遥控技术，使小车可以人工或自动避让障碍物。
一、总体设计
本设计中AT89C51单片机通过软件产生40KHZ的脉冲信号并将其运用硬件转换成超声波进行发射。当超声波遇到障碍物返回，经过超声波接收器接收此返回信号送至AT89C51，通过单片机进行距离判断。如果小车进入危险，则控制小车避让障碍物，使小车不与障碍物相撞。实现自动寻线的功能，躲避障碍物的功能，另外，结合遥控接发收模块，用自制遥控器实现对小车的遥控。
1、 系统可以分为几个基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
本功能模块
图1系统总框图
2、方案论证
（1）电机选择
方案一：采用步进电机。步进电机具有准确定向的优点。
方案二：采用直流电机。根据电压的大小变换转速。
方案比较：方案一中虽然步进电机能够准确定位，但步进电机成本较高，其驱动电路及外围电路复杂。方案二中采用的直流电机成本较低，驱动电路简单，只需一个稳压电源提供工作电源就可以了，电路简单，易于操作。
两者比较，决定选择方案二。
（2）遥控模块选择
方案一：采用红外遥控，其特点为：功耗低，体积小；
方案二：采用无线遥控模块，其特点为：遥控距离远，灵敏度高，抗干扰能力强。
二个方案做比较，红外遥控虽然功耗低，体积小，但是灵敏度低，遥控距离短，而无线模块遥控距离远，灵敏度高，抗干扰能力强。
两者比较，决定选择方案二
3、无线发射部分
由编码芯片PT2262和信号发射电路组成，通过信号发射电路将无线电信号调制成315MHZ，经过功率放大后发射出去。
4、无线接收部分
由解码芯片PT2272和信号接收电路组成，通过接收315MHZ的高频信号后，功率放大后，解调成串行信号，通过解码芯片解码后，输出数据信息，即输出站牌的信息。
5、单片机控制电路
采取AT89C51单片机接收相应的数据信息，进行数据处理后，输出到执行机构，控制进行相应的动作。
6、键盘和显示电路
键盘共有五个键，功能分别为：复位单片机、站牌编号加一、站牌编号减一、语音芯片录音、语音芯片试放音；而显示电路则是显示当前站牌编号。
7、超声波控制
超声波的指向性强，能量消耗的慢，传播的距离较远，所以超声波常用于测量距离，如测距仪、物位测量仪等均可通过超声波来实现距离测量。 为了实现移动小车能够自动避障行走，在小车上装备了测距系统，以便小车及时获取距障碍物的距离信息。
二、主要选用的芯片介绍
（一）、AT89C51的性能特性
如图2所示，AT89S51有40个引脚。
图2AT89C51
（二）、编码解码PT2262/2272的芯片介绍
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，可用于无线遥控发射电路。
（三）、NE555的芯片介绍
如图3所示，NE555是555系列的计时IC的一种型号，555系列IC的接脚功能和运用是相容的，只是型号不同,所以价格不同。
图3 NE555引脚
（四）、反相器74LS04的介绍
如图4所示，反相器74LS04是6非门，其工作电压为5V,他的内部含有6个coms反相器，
74LS04的作用就是把1变为0。
下表是其工作范围的分布情况：
表3.2工作范围分布图
符号 参量 最小值 最大值 单位
VCC 电源电压 4.75 5.25 V
TA 工作温度范围 0 75 ℃
IOH 最大输出电流 8 mA
IOL 最小输出电流 -0.4 Ma
图4 74LS04引脚图
（五）、CX20106A的介绍
如图5所示：
l脚：超声波信号输入端，该脚的输入阻抗约为40kΩ。
2脚：该脚与GND之间连接RC串联网络，是负反馈串联网络的组成部分。
3脚：该脚与GND之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间灵敏度低；若容量小，为峰值检波，瞬间灵敏度高。
4脚：接地端。
5脚：该脚与电源端VCC接入一个电阻。
6脚： 该脚与GND之间接入一个积分电容,如果该电容取得太大，会使探测距离变短。
7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路的输出方式。
8脚： 电源正极，4.5V～5V。
图5 CX20106A引脚排列
三、系统各模块电路设计
（一）、超声波发射电路
如图6所示，此电路就是超声波发射电路，由NE555组成的多谢振荡器发出的信号，调节R3 改变信号频率，后面加74ls04加上拉电阻来驱动超声波发射头。当RST是高电平时发射信号，是低电平时停止发送，此口可以便直接接在单片机上。
图6 超声波发射电路
（二）、超声波接收电路
if((left_red==1)&(right_red==1))
{
en1=1;
en2=1;
goahead();
delay(150);
en1=0;
en2=0;
delay(50);
delay(50);
en1=0;
delay(50);
中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学研究发展规划的主要课题，开始关于智能化的着重研究。从基本概念的引进到实验室的研究实践，再到目前的高端领域（航天航空、军事、勘探等）中的实际应用，这个过程为智能化的全面发展奠定了坚实基础。
智能化的全面发展充分实现了资源的合理利用，以最少的投入获得最大的收益，大大提高了工业生产的效率，实现了工业生产从自动化向智能化升级的平稳过渡，实现了智能化发展由高端向大众普及的发展趋势。从早先的模拟电路设计，发展到数字电路设计，再到目前的集成芯片应用，各种功能的元件体积越来越小，功能越来越强大，为智能化产品的发展奠定了良好的物质基础。
智能小车是机器人学中的一个体现，具有自主性、适应性和交互性溶于一体的综合系统，它包含了自动控制、人工智能、机械工程、信息融合、传感器技术、图像处理以及计算机技术等多种学科的最新技术成果，其研究不仅具有理论意义而且具有实践价值。
本设计中的核心器件单片机，以其强大的控制能力已被广泛应用于多种领域，结合各种传感器技术，可以实现工业控制系统的智能化。
无论是在医疗卫生、工业控制、还是在航天航空、国防军事领域，微控制器都起着举足轻重的作用。所以在设计中结合RF315MHZ实现了小车的遥控技术，使小车可以人工或自动避让障碍物。
一、总体设计
本设计中AT89C51单片机通过软件产生40KHZ的脉冲信号并将其运用硬件转换成超声波进行发射。当超声波遇到障碍物返回，经过超声波接收器接收此返回信号送至AT89C51，通过单片机进行距离判断。如果小车进入危险，则控制小车避让障碍物，使小车不与障碍物相撞。实现自动寻线的功能，躲避障碍物的功能，另外，结合遥控接发收模块，用自制遥控器实现对小车的遥控。
1、 系统可以分为几个基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
本功能模块
图1系统总框图
2、方案论证
（1）电机选择
方案一：采用步进电机。步进电机具有准确定向的优点。
方案二：采用直流电机。根据电压的大小变换转速。
方案比较：方案一中虽然步进电机能够准确定位，但步进电机成本较高，其驱动电路及外围电路复杂。方案二中采用的直流电机成本较低，驱动电路简单，只需一个稳压电源提供工作电源就可以了，电路简单，易于操作。
两者比较，决定选择方案二。
（2）遥控模块选择
方案一：采用红外遥控，其特点为：功耗低，体积小；
方案二：采用无线遥控模块，其特点为：遥控距离远，灵敏度高，抗干扰能力强。
二个方案做比较，红外遥控虽然功耗低，体积小，但是灵敏度低，遥控距离短，而无线模块遥控距离远，灵敏度高，抗干扰能力强。
两者比较，决定选择方案二
3、无线发射部分
由编码芯片PT2262和信号发射电路组成，通过信号发射电路将无线电信号调制成315MHZ，经过功率放大后发射出去。
4、无线接收部分
由解码芯片PT2272和信号接收电路组成，通过接收315MHZ的高频信号后，功率放大后，解调成串行信号，通过解码芯片解码后，输出数据信息，即输出站牌的信息。
5、单片机控制电路
采取AT89C51单片机接收相应的数据信息，进行数据处理后，输出到执行机构，控制进行相应的动作。
6、键盘和显示电路
键盘共有五个键，功能分别为：复位单片机、站牌编号加一、站牌编号减一、语音芯片录音、语音芯片试放音；而显示电路则是显示当前站牌编号。
7、超声波控制
超声波的指向性强，能量消耗的慢，传播的距离较远，所以超声波常用于测量距离，如测距仪
二、主要选用的芯片介绍
（一）、AT89C51的性能特性
如图2所示，AT89S51有40个引脚。
图2AT89C51
（二）、编码解码PT2262/2272的芯片介绍
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，可用于无线遥控发射电路。
（三）、NE555的芯片介绍
如图3所示，NE555是555系列的计时IC的一种型号，555系列IC的接脚功能和运用是相容的，只是型号不同,所以价格不同。
图3 NE555引脚
（四）、反相器74LS04的介绍
如图4所示，反相器74LS04是6非门，其工作电压为5V,他的内部含有6个coms反相器，
74LS04的作用就是把1变为0。
下表是其工作范围的分布情况：
表3.2工作范围分布图
符号 参量 最小值 最大值 单位
VCC 电源电压 4.75 5.25 V
TA 工作温度范围 0 75 ℃
IOH 最大输出电流 8 mA
IOL 最小输出电流 -0.4 Ma
图4 74LS04引脚图
（五）、CX20106A的介绍
如图5所示：
l脚：超声波信号输入端，该脚的输入阻抗约为40kΩ。
2脚：该脚与GND之间连接RC串联网络，是负反馈串联网络的组成部分。
3脚：该脚与GND之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间灵敏度低；若容量小，为峰值检波，瞬间灵敏度高。
4脚：接地端。
5脚：该脚与电源端VCC接入一个电阻。
6脚： 该脚与GND之间接入一个积分电容,如果该电容取得太大，会使探测距离变短。
7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路的输出方式。
8脚： 电源正极，4.5V～5V。
图5 CX20106A引脚排列
三、系统各模块电路设计
（一）、超声波发射电路
如图6所示，此电路就是超声波发射电路，由NE555组成的多谢振荡器发出的信号，调节R3 改变信号频率，后面加74ls04加上拉电阻来驱动超声波发射头。当RST是高电平时发射信号，是低电平时停止发送，此口可以便直接接在单片机上。
图6 超声波发射电路
（二）、超声波接收电路
if((left_red==1)&(right_red==1))
{
en1=1;
en2=1;
goahead();
delay(150);
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