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2018年第9期（总第443期）0 引言
自避障小车诞生以来，它在很多领域都有涉及，如机械、电子和交通。各种用电器都在向智能化转变，已经渗透到我们日常生活的方方面面。在各种高端技术的驱使下，避障小车的各种部件已经数以万计，要想使避障小车自己动起来，就要有类似于人类眼睛的传感器感知周围的环境。目前的传感器，在计算机超快的计算速度配合下，也只能傻瓜式感知周围的环境。一般的避障控制系统，属于一种简单的自动引导系统，使智能避障小车能够自己判断障碍物距自己的距离，在与设定值比较之后选择较远的距离朝其驶去。
在汶川大地震的抗震救灾工作中，很多地方人都没有办法到达，这就要靠避障小车来完成。这就需要避障小车具备类似于人类思考问题的能力，避开各种障碍物，最终到达需要自己的地方。本次设计要完成的是智能避障小车。
1 小车的设计
1.1 硬件介绍
小车运行的控制方法多式多样，本设计采用主流的微控制器———单片机，可以说单片机是小车的心脏和大脑，小车运行都依赖它的控制。本设计中主控采用我们耳熟能详的STC89C51单片机，它主要负责对电
机的控制和距离的测量。虽然这款单片机自身没有脉冲宽度调制模块，但可以通过编程产生脉冲宽度调制，这样既能将资源发挥得淋漓尽致，还能很好地满足使用需求。
利用单片机作为该系统的大脑，用其指挥行进中的小车，以实现智能避障功能。将系统剖开来看，其致命点在于实现小
车的智能避障，而此时单片机的优点就体现出来了，控制起来比较简单，使用起来比较方便，操作起来比较敏捷。这样一来，它就可以体现其可位寻址操作功能、充分发挥其资源丰富、控制功能强大、价格低廉等优点，对智能避障小车的控制起到了不可替代的作用。
1.2 软件介绍
Proteus 软件是英国Lab Center Electronics 公司出版的EDA 工具软件，到现如今为止已经有多个版本，它的功能十分强大，不仅可以用来仿真EDA ，而且也可以自己创作原件，比如仿真单片机及外围元件。Proteus 的另一个强大之处在于它可以实现从原理布图到PCB 的设计，完美实现了从概念到产品的设计体系。
该设计采用的是Keil C51开发实现的。Keil  C51是美国Keil  Software 出品的，主要用于51系列兼容单片机C 语言软件的开发。C 语言和汇编语言作比较，优势非常明显，用户非常容易学懂。Keil 软件也有完
整的环境，其中包括C 语言的编译环境、define 、连接器、库管理、仿真调试器等。用一个集成的环境把这些部分组合在了一起。
1.3 功能分析
本设计大体上可以分为以下几个部分：单片机控制系统、电机驱动系统、超声波测距系统和显示系统。它们之间的联系如图1所示。
超声波用于测量小车和障碍物之间的距离，并通过数码管显示出来，单片机控制超声波和电机模块共同实现小车的智能避障。
【基金项目】本文受陕西省2017年度大学生创新训练项目基金资助，项目名称：“超声波智能避障小车的设计与实现”（项目编号：S201713125003）。
【作者简介】马铎，男，陕西咸阳人，陕西服装工程学院信息工程学院计算机科学与技术专业2015级本科在读，研究方向：计算机硬件及系统开发；党小娟，女，陕西渭南人，硕士，陕西服装工程学院信息工程学院讲师，研究方向：计算机应用与系统开发；张慧，女，陕西榆林人，陕西服装工程学院信息工程学院计算机科学与技术专业2015级本科在读，研究方向：计算机硬件及系统开发。
超声波智能避障小车的设计与实现
马
铎，党小娟，张
慧
（陕西服装工程学院信息工程学院，陕西西安712046
）【摘要】随着我国经济的不断发展，汽车行业也得到快速发展，各种车辆已经涌入各个行
业和家庭。各种车辆数量的快速增加，也给道路交通带来了巨大压力。道路拥挤、汽车追尾、剐蹭等类似的交通事故频繁发生，严重影响到人们的生活秩序和安全。如何杜绝或者减少此类交通肇事的出现，智能避障小车的设计与实现就显得尤为重要。该设计利用超声波传感器测量距离，用STC89C51单片机作为小车的唯一控制芯片，用Proteus 软件进行仿真，用Keil C51进行代码的编写，实现了小车的近距离智能避障及自动停车等功能。【关键词】单片机；智能避障；超声波【中图分类号】TP242 【文献标识码】A  【文章编号】1674-0688（2018）09-0087-02
企业科技创新
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2018年第9
期（总第443
期）
图1
总体框架图
图2 相关系列单片机最小系统
图3 超声波智能避障小车
1.3.1 驱动功能分析
在小车的4个轮子上安装有直流电机，能够驱动智能避障小车前进，使用芯片L293D 让直流电机转起来，通过使用电平信号，通过信号的高低，把单片机的输出信号传给智能小车的电机驱动模块，然后通过电机驱动模块进一步驱动电机，最终实现对电机转动的控制。该部分用STC89C51单片机来实现主要控制，以L293D 电机驱动芯片为辅助，驱动智能避障小车直线行驶和转弯。L293D 四个引脚（OUT1、OUT2、OUT3、OUT4）可以分别接电机，完全驱动2个电机。剩下的2个En1和En2为使能端，可以通过电压控制电机的转速。
1.3.2 检测功能分析
本设计中，当单片机输出一个高电平，然后将该电平给超声波电路中的稳压器时，稳压器将输出电压，并将该电压提供给超声信号的发射部分电路。此时，微处理器定时器T0，将以中断方式产生脉冲序列，由软件触发一个超声波信号。该震荡信号，通过两个10位二进制计数器，输出一个100级分频的信号，若该信号变高，则说明定时器T0中断，然后通过锁存器级反相器后，发射该超声波信号。
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1.4 单片机的选择
本课题使用的是STC89C51系列单片机，用它作为该智能避障小车的控制模块主要部分，通过STC89C51系列的单片机，应用相关程序来控制小车运动情况，进而实现对小车运动的自动化控制。常见的相关系列单片机最小系统如图2所示。
2 小车的实现
超声波智能避障小车如图3所示。
3 结语
在完成小车的设计和实现后，对小车的整体进行了测试，以保证小车能够正常运行。调试是不可缺少的步骤，在调试中，先拟出调试思路，按照调试思路严格测试。在调试中发现
问题，解决问题，直至达到理想效果。
参考文献
［1］顾志华，戈惠梅，徐晓慧，等
基于多传感器的智能小
车避障系统设计［J ］南京师范大学学报：工程技术版，
2014，14（1）：12-17［2］李志宜，帅江华寻迹和避障智能小车系统设计［J ］科技创新与应用，2016（36）：39［3］董胡，马振中
基于单片机的智能玩具小车设计［J ］
微型电脑应用，2014，30（9）：14-16
［责任编辑：钟声贤］
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