超声波传感器是移动机器人避障、测距常用传感器之一。传感器安装在机器人上时间隔地上不能太近，太近简单产生搅扰信号， 并且简单将能够翻越的障碍物当成无法跨越的障碍物。 传感器两探头间的间隔不能太远也不能太近，太远测量误差过大， 太近串扰信号过强。
机器人硬件体系首要包含：ARM处理器、单片机、外围接口电路、机器人底盘以及电源等，其间ARM处理器是上层的中心，51单片机是基层的中心。硬件结构框图如图1所示。
图1 硬件结构框图
移动机器人选用H桥操控计划，全体操控计划如图2所示。
图2 H桥操控计划
电机共有4路PWM输出别离作为左右轮的驱动，而经过2路PWM输出可操控一个电机，两个电机以并联办法衔接。
当L298N芯片使能信号ENABLE为高时，输出才随输入改变，否则为高阻态，所以焊接时，ENABLE引脚及电源引脚VS均接电源VCC。
详细驱动进程为：经过编程由操控芯片经PWM宣布驱动信号，PWM输出作为L298N的输入，经L298N转化输出操控信号使电机滚动，然后完成电动机的驱动。
PWM输出信号的凹凸则能够操控直流电机转速。当占空比加大时，转速升高；占空比减小时，转速下降；当PWM信号输出占空比为0时可操控电机的中止。
当左轮中止，右轮转时，小车左转；当右轮中止，左轮滚动时，小车右转。而2路PWM输出的正负次序转化则可操控电机的正回转，从而操控小车的行进和撤退。
体系软件结构如图3所示。
图3 体系软件结构
超声波发射模块规划
外加信号频率等于两压电晶片的固有振荡频率时， 将会产生共振， 课题中选用的超声波传感器中心频率为40kHz， 因此在超声波发射电路中， 经过软件编程办法， 对单片机I/O口置高和置低， 产生40kHz脉冲信号， 输出到发射电路中。 因为AT89S51单片机I/O口使用时能供给20mA灌电流才能， 而吸电流才能较小， 所以用74HC04来进步其输出电流的才能， 确保40kHz的脉冲信号有必定的功率。 超声波发射模块原理图如图4所示。
图4 超声波发射模块原理图
超声波接纳模块规划
如图5所示， 超声波接纳处理电路选用%&&&&&%CX20106. CX20106接纳到与其间心频率相符的信号时， 7脚就输出低电平。 7脚输出的脉冲下降沿和红外传感器测距信号相与后接单片机中断口。
图5 超声波接纳电路原理图
反射式红外传感器检测体系规划
红外测距电路如图6所示， LM567能够构成低频振荡器作为红外传感体系的编码电路， 即使用其内部的压控振荡器来产生低频信号， 因为R25=10.9kΩ， C25=2200pF， 依据公式f0 =1/1.1RC，5脚输出频率38.91kHz的脉冲信号。 此脉冲信号使三极管T1（8050）作业于开关状况， 驱动红外发光二极管宣布的红外脉冲。 选用这种办法省去了信号产生电路， 简化了线路和调试作业， 又避免了周围环境改变和元件参数改变对收发频率形成的差异， 完成了红外线发射与接纳作业频率的同步主动盯梢， 使电路的稳定性和抗搅扰才能大大加强。
图6 反射式红外传感器测距原理图
修改点评：文章使用超声波传感器与红外传感器各自的长处，规划了根据超声波传感器和红外传感器的移动机器人感测体系。该体系选用红外传感器补偿了超声波传感器的检测盲区，使移动机器人具有更大的感测规模。
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