51单片机智能小车控制系统设计(3)
图2中在智能小车上安装各类传感器，对环境中的温度、湿度进行监测将采集到的信息送单片机处理并显示；考虑到存在安全需要，实时监测室内环境中的空气，当超过安全阀值时能够声光报警；此外，本系统还搭载有人体感应模块，可用于室内安防[3]。
图2 环境监测单元硬件框图
2. 关键器件选取及论证
为更好地实现系统功能，降低硬件开发成本，缩短软件开发周期，本设计对系统各单元器件及方案进行科学合理地论证。
2.1 车体的选定
在智能小车的应用设计中，常用的车体有二驱轮式、四驱轮式、汽车结构式、履带式等，各车体优缺点不一，现叙述如下：
(1) 二驱轮式车体。其特点是两个驱动轮和一个万向轮，利用差速驱动，实现运动及转向。优点是机构简单，容易控制，转弯比较灵活；缺点是粗糙地面上运动困难，对地形要求较高。
(2) 四驱轮式车体。其特点是所有轮子都是驱动轮,均可以控制。优点是通过旋转轮子来转向，并提供动力，可以更好适应粗糙路面，而且速度快，噪声低；缺点是机械结构复杂（转向性没有二驱轮式的好），较灵活，但是控制较复杂。
(3) 汽车结构式轮式车体。其特点是只需要两个马达，一个作为动力驱动，另一个驱动差速器实行转向，容易控制。优点是速度快、效率高、运动噪声低；缺点是转弯效率低，或转外半径大，越障能力、地形适应能力较差，但比四驱轮式好。适合野外、城市环境，但是地形不能太复杂，如上楼梯难以实现。
(4) 履带式车体。其特点是差速驱动两个履带。优点是动力强劲、越障能力、地形适应能力强；缺点是速度相对较低、效率低、运动噪声较大。适合野外、城市环境尤其在爬楼梯、越障等方面优于轮式车体。
综合考虑，本系统主要用于室内环境，对地形条件要求不高，为更好地实现智能车的控制，采用二驱轮式车体。
2.2 电机驱动电路的选定
常用的电机驱动电路有半桥式、全桥式及专用电机驱动芯片等，现对其特点叙述如下：
(1) 半桥式驱动。由两个三极管或MOS管组成，成本底，电路较简单，但驱动能力较弱，振荡转换之间容易有泻电流使波形变坏，产生干扰。
(2) 全桥式驱动。由四个三极管或MOS管组成，成本高，电路相对复杂，驱动能力强，相同电流下，全桥式的输出功率是半桥式的两倍，而且不易产生泻流。
(3) L298N电机驱动。能够实现电机正反转及调速；启动性能好，启动转矩大；工作电压可达到36V，工作电流4A；可同时驱动两台直流电机；适合应用于机器人设计及智能小车的设计；价格昂贵，成本较高。
综合考虑，本系统不需对电机速度控制，故采用全桥式实现电机驱动。
2.3 语音控制单元的选定
语音控制的实现可采用专用语音识别芯片与普通单片机相结合、凌阳16位语音型单片机SPCE061A两种方式，其特点叙述如下：
(1) 专用语音识别芯片与普通单片机相结合，成本较低，具有较好的语音识别效果，但外围电路较复杂，不利于扩展。
(2) 凌阳16位语音型单片机SPCE061A，以单芯片实现语音播放与识别功能，实现语音识别与控制于一体，结构简单，利于开发且语音识别准确率高，控制效果好[4]。
综合考虑，为降低开发成本，更好地实现语音识别，本设计以SPCE061A作为语音控制核心，实现语音控制。
2.4 环境监测主控单元的选定
环境监测是搭载在小车上的，对环境信息的采集及处理，可采用SPCE061A精简开发板或者STC89C51最小系统板实现，其特点叙述如下：
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