智能车识别红绿灯设计方案
摘要：
现今是一个走过了工业时代、信息时代跨入知识经济的时代，这个时代对信息高速化，控制智能化的要求越来越高。
而智能化同样已经延伸到生活中，如：智能冰箱，智能热水器，智能空调等等，其发展速度之快，从身边的这些例子很容易体会到。
其发展前景可谓是相当可观。
因为他实现了无人管理，为人类生活带来了方便。
本设计以智能小车为核心模块，实现对红绿灯的自动识别，从而模拟生活当中的红绿灯交通系统，实现对过往车辆的流通控制。
采用单片机作为小车控制的核心芯片。
小车采用直流电机进行驱动。
之所以小车能识别红绿灯，这主要是依靠安装在车体上的一体化红外接收探头HS0038来采集十字路口的红绿灯信号，这个信号反馈给单片机进行判决。
控制，从而实现无人车识别红绿灯的功能。
设计方案论证
本设计需要设计出一款智能小车，并能够完成前进、停止、等基本功能，利用超声波测距仪测量小车到十字路口的距离，当到达指定距离时开启红外探头HS0038，接收红灯信号并自动停止，绿灯信号继续前行。
基本要求：
1.智能小车须具备可以驱动其前行的驱动轮。
2.应该具备有编程控制部分。
3.可以按照程序的设定功能完成行走，如前进、停止、通行等。
智能小车模型设计模块
在小车模型上，本次设计采用的是后二轮驱动和万向轮的设计。
小车的轮子选择和布局要考虑稳定性，机动性，可控性3方面。
使用后二轮驱动，前向加个万向轮就是本方案所采用的，实质就是
两个标准动力轮差分驱动中置，辅组一个万向轮支撑，此方案也是
目前小车用的较多的设计方案，此设计在一定的环境下，十分适应，小车行进十分灵活，且操控也比较容易，而且成本也不高，符合小
车设计初衷。
电机模块
对于电机驱动方式的选择在本次设计中采用的是直流电机驱动
直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极性快速启
动停止，制动和反转。
普通直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。
但是在本设计中由于小车的停止和行走要十分精确，因此为了精确
控制小车的行走和停止就必须能让直流电机快速启动和停止，而若
不无减速齿轮，那么由于电机本身重量大，启动后惯性也大，就不
能很好的实现行走和停止。
L298N驱动逻辑功能模块
本次设计采用的L298N芯片，通过单片机的I/O口输入改变芯
片控制端的电平，就可以实现对电机进行正反转，停止的操作。
L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个
电机。
5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB为电机的控制使能端，控制芯片控制信号的有效性，从而达到
控制电机的停转。
控制单元模块
在设计中选择了单片机作为整个控制核心。
实现对电机驱动电路，红外接收电路等进行控制。
就现在而言，单片机的种类已经繁多，本次设计选择了常见的型号AT89S51。
AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出
（I/O）口，2个16位可编程定时器/计数器，2个全双工串行通
信口。
使用单片机实现本次的设计控制，具有可实时进行编程，调试，方便实现程序的下载与整机调试的优点，而且单片机价格比较
便宜，技术十分成熟，对于这一块知识的掌握也相对比较扎实，深
知其中原理；使用起来既经济，又达到了设计过程中对硬件电路控
制的要求，所以选择了该芯片来作为控制核心芯片。
一体化红外接收探头HS0038模块
红外接收探头HS0038将信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识别的TTL 信号，这样大大简化了接收
电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。
HS0038 黑色环氧树
脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽，功耗低，灵
敏度高。
在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。
它能与TTL、COMS 电路兼容。
HS0038 为直立侧面收光型。
它接收
红外信号频率为38 kHz,周期约26 μs，同时能对信号进行放大、
检波、整形，得到TTL 电平的编码信号。
超声波发射和接收模块
超声波测距模块集发射和接受为一体，内部超声波传感器谐振频
率40KHz，模块传感器工作电压4.5V~9V，模块接口电压
4.5V~
5.5V。
提供三种测距模式，选择跳线可以选择短距、中距和可
调距。
小车稳压电路模块
由于本次设计采用的是8V电池，所以给单片机和其他电路供电时不需要用到整流二极管进行整流，只需要稳压滤波模块就可以实
现5V供电，稳压芯片采用7805进行稳压，为了方便，设计电路时
另外用插针将8V，5V端口和GND端接出。
小车总体工作过程
利用超声波测距仪测量小车距离红绿灯的距离，到达指定距离然
后开启 HS0038，感应十字路口的红灯。
当为红灯时，小车停止运行；由红灯变为绿灯时，小车启动通过路口；当HS0038感应到绿
灯时，小车直接通过路口。
器件附录：小车底座、车轮（2个后轮加1个万向轮）、直流电
机（2个）、单片机最小系统、一体化红外探头HS0038、51单片机、超声波测距仪。