移动机器人传感器的设计方案，机器人超声波避障功能
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|该传感器是移动机器人中常用的避障和距离测量传感器之一。将传感器安装到机器人上时，注意不要距离地面太近，否则很容易产生干扰信号，将可逾越的�**笕衔遣豢捎庠降恼**４衅髁礁鎏酵分涞木嗬氩灰颂痘蛱痘嵩黾硬饬课蟛睿蚧嵩黾哟判藕拧�
机器人硬件系统主要由ARM处理器、单片机、外围接口电路、机器人底盘、电源等组成，其中ARM处理器为上层核心，51单片机为下层核心。图1 显示了硬件配置的框图。
图1 硬件配置框图
移动机器人采用H桥控制方式，整体控制方式如图2所示。
图2H桥控制方法
电机共有4个PWM输出来驱动左右轮，两个PWM输出可以控制一台电机，两台电机并联。
当L298N芯片使能信号ENABLE为高电平时，输出根据输入而变化，否则处于高阻状态，因此焊接时，将ENABLE端和电源端VS都连接到电源VCC。
具体驱动过程是控制芯片通过编程发出带PWM的驱动信号，将PWM输出作为L298N的输入，L298N将输出的控制信号转换后使电机转动，实现电机驱动。发动机。
PWM 输出信号的电平允许您控制直流电机的速度。当占空比增大时，转速增大，当占空比减小时，转速减小，如果PWM信号的输出占空比为0，则可以控制电机停止。
当左轮停止、右轮转动时，汽车左转；当右轮停止、左轮转动时，汽车右转。通过2路PWM输出的正反转控制电机的正反转，控制车辆的前进和后退。
图3所示为系统软件结构。
图3 系统软件配置
超声波发射模块设计
当外部信号的频率与两个压电芯片的固有频率匹配时就会发生谐振，但由于本次使用的超声波传感器的中心频率为40kHz，因此超声波发射电路中的I/O单片机端口被设置为高电平通过编程，当设置为低电平时，它会生成一个40kHz 脉冲信号，输出到发射电路。 AT89S51单片机I/O口使用时可以提供20mA的吸电流能力，但吸电流能力较小，因此可以使用74HC04来增加输出电流能力，40kHz脉冲信号可以保证恒功率。超声波发射模块示意图如图4所示。
图4 超声波发射模块示意图
超声波接收模块设计
如图5所示，超声波接收处理电路采用集成电路CX20106，当CX20106接收到与中心频率匹配的信号时，7脚输出低电平。 7脚输出的脉冲下降沿连接到红外传感器的测距信号，然后连接到单片机的中断端口。
图5 超声波接收电路原理图
反射式红外传感器检测系统设计
LM567可构成低频振荡器，作为红外传感系统的编码电路。也就是说，它使用内部压控振荡器来生成低频信号。C25=2200pF，根据公式f0=1/1.1RC，5脚输出频率为38.91kHz的脉冲信号。该脉冲信号使晶体管T1(8050)处于开关状态并驱动红外发光二极管发射的红外脉冲。采用这种方法，不需要信号发生电路，简化了电路和调试工作，防止因周围环境和元件参数变化而导致发射和接收频率的差异，并能同步自动跟踪红外发射和接收工作频率。将会实现。电路稳定性和抗干扰性能大大提高。
图6 反射式红外传感器测距原理图
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