电子技术课程实验报告(哈理工)

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1、[2011.1.10]电工实习

2、张立彬HUST电子技术课程实验报告19电子技术课程实验报告学院：自动化学院专业班级：自动化09-5学生姓名：张立彬指导教师：张凯利完成时间：2011.1.10成绩：评阅建议：评阅教师：日期：19一、设计要求（1）要求学生有电路图的识别和电路板的焊接能力；（2）对C语言有一定的基础；（3）要求小车按轨迹行走（黑线），实现灵活转弯，前进，倒退等功能。二、设计的作用、目的考察学生对C语言的掌握能力，能够编写出一套合格的程序；并且学生在查阅资料的同时，初步了解一下简单51单片机原理，为以后学习单片机奠定了一定的基础；要体现出大学生

3、的自学能力和解决问题，并且要体现出当今社会的人们的团队精神。.三、设计的具体实现1.系统概述根据设计要求，本系统主要由控制器模块、电源模块、红外寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块等模块构成。为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。系统的工作框图如下稳压电源模块主控芯片STC12C5A16S2L298减速电机电压比较器光电对管组2.单元电路设计与分析192．1控制器模块方案1：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。处理速度高，尤其

4、适用于语音处理和识别等领域。但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时，由于其占用的CPU资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。本系统主要是进行寻迹运行的检测以及电机的控制。如果单纯的使用凌阳单片机，在语音播报的同时小车的控制容易出现不稳定的情况。从系统的稳定性和编程的简洁性考虑，我们放弃了单纯使用凌阳单片机而考虑其它的方案。方案2：采用STC公司的STC12C5A16S2增强型51单片机作为主控制器。STC12C5A16S2是一个低功耗，宽电压5.5~3.3v，具有看门狗，内置复位功能，外部低压检测，片内含16k空间的可反复擦些100,0

5、00次的Flash只读存储器，具有1280bytes的随机存取数据存储器（RAM），44个IO口，2个8位可编程定时计数器，1个16位可编程定时计数器，二通道PWM，内置8路10位ADC。从方便使用的角度考虑，我们选择了方案2。2.2电源模块由于本系统需要电池供电，我们考虑了如下集中方案为系统供电。方案1：采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6V给直流电机供电，经过7812的电压变换后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。锂电池的电量比较足，并且可以充电，重复利用，因此，这种方案比较可行。但锂电池的价格过于昂贵

6、，使用锂电池会大大超出我们的预算，因此，我们放弃了这种方案。方案2：采用12V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。虽然蓄电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便，但由于我们的车体设计时留出了足够的空间，并且蓄电池的价格比较低。因此我们选择了此方案。综上考虑，我们选择了方案2。2.3电源稳压模块19方案1：采用7805将电压稳至5V，给单片机系统和其他芯片供电，但7806和7805压降过大，使7806和7805消耗的功率过大，导致7806和7805发热量过大，

7、我们本打算不采用这种方案，但是学校实验室给的元器件有限只好采用这种方案。方案2：采用两片7812将电压稳压至12V后给直流电机供电，然后采用2576将电压稳至5V。2576的输出电流最大可至3A，完全满足系统要求。综上考虑，我们选择了方案1。2.4寻迹传感器模块方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作

8、。因此我们考虑其他更加稳定的方案。方案2：用LTH1550-01反光式光电传感器，红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，因此我们选择了这个方案。因此我们选择了方案2。19192.5电机模块本系统为智能电动车，对于电动车来说，其驱动轮的驱动电机的选择就显得十分重要。由于本实验要实现对路径的准确定位和精确测量，我们综合考虑了一下两种方案。方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。

9、由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采用步