基于cpld的红外循迹智能车

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1、基于智能小车平台的电路设计队员一：学号：队员二：学号：指导老师：专业：完成时间：60基于智能小车平台的电路设计一、目录1.实验要求22.实验条件23.实验任务24.实验指标35.实验原理31)以下是对小车的模块分析处理框架图32)系统整体硬件组成43)小车结构44)单片机系统电路及CPLD电路65)驱动电路76)红外检测电路127)PWM波实现电机调试148)动态LED显示电路146.软件设计151)单片机C语言小车控制设计152)单片机C语言小车PWM速度控制设计193)单片机C语言小车动态LED运动时间显示设计214)CPLD下VHDL语言小车控制设

2、计285)CPLD下VHDL小车PWM速度控制设计366)CPLD下VHDL语言动态LED运动时间显示设计377.结论448.附录451)单片机MCU小车控制源程序452)CPLD小车控制源程序及测试程序5260一、实验要求控制小车，按图21所示路线循环运行。图21寻迹实验要求二、实验条件(1)提供小车底盘套件一套（含直流电机2只，螺丝，杜邦线等）(2)电机驱动模块一块(3)四路光电检测板一套(4)电池一块(5)控制器底板一块(6)双列直插MCU一片(7)CPLD的PCB模块一块三、实验任务60(1)编写MCU程序，控制小车电机，要求小车按指定轨迹运行(

3、2)编写CPLD程序，控制小车电机，要求小车按指定轨迹运行(3)测量并分析光电检测电路的电气参数；(4)测试并分析驱动电路的电气参数(5)测量电源的工作电流一、实验指标(1)检查小车是否偏移规定路线；(2)小车运行一圏的最短时间二、实验原理l以下是对小车的模块分析处理框架图60l系统整体硬件组成l小车结构直流电机小家电小车、步进电机空调门、伺服电机舵机、机械手、轮胎2个、减速箱、电机2套、万向滑轮1个、黄色底盘PCB敷铜板亚克力板、螺丝卡簧固定片小车寻迹算法以3路探测为例6060l单片机系统电路及CPLD电路控制器底板控制器底板技术参数：1、下载方式：U

4、SB下载（可以下载STC的单片机）和十针下载方式（可以下载AT89S1，AT89S52系列的单片机）。2、供电方式：USB供电和供电（外部供电时，可以在电源电压为5V供电）。3、8路LED指示灯（要知道LED指示灯的重要性，在实际做工程时,有了这个指示灯可以直接用指示灯指示程序的工作状态，方便程序调试。4、单片机晶振采用可插拔式，随时更换大小，适合不同的应用及实验场合605、电源5V和GND都通过排针引出，方便外扩电路时电源的引入和引出方便电路外拓6、DS18B20温度传感器接口，可以做温度测量实验，需另配DS18B20。7、红外一体化接收头，可以适合任

5、何红外遥控器的实验，需另配一体化接收头。8、四位数码管，可以做数码管显示实验。9、四个独立按键，可以做按键实验。10、1602液晶电路接口，可以做液晶显示实验，需另配显示液晶。11、12864液晶显示实验，可以做12864液晶显示实验，需另配显示液晶。12、P1口用可插拨跳线，用STC12C5A60S2可以作AD转换输入口，PWM输出口13、附加了WIN7的驱动程序完美支持WIN764位系统。CPLD芯片原理图l驱动电路直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。

6、它的基本原理图如图4所示。60直流电机的H型桥式驱动电机驱动模块全桥式驱动电路的4只开关管工作在斩波状态，S1、S2为一组，S3、S4为另一组，两组状态互补，一组导通时另一组必须关断。当S1、S2导通时，S3、S4关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当S3、S4导通时，S1、S2关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。L298N是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，减速电机，伺服电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从

7、而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，只需改变输入端的逻辑电平便可以直接实现电机正转与反转。直流电机驱动模块如图5所示，图6为本模块结构框图（单电源（6－9V）供电完成所有需求）。该模块输入电压范围6-9V，可以直接驱动两路3-12V直流电机或一个步进电机，并提供了3.3和5V直流输出接口，可以给不同工作电压的模块供电(如单片机、传感器模块等5V系统，无线模块的3.3V系统)，兼容3.3V或5VMCU系统（单片机、嵌入式CPU等）进行控制。模块组成图示60模块技术参数如下：驱动芯片：L298N双H桥直流电机驱动芯片驱动部分端子供电范围Vs：＋5V～＋

8、35V；如需要板内取电，则供电范围Vs：+6V～+35V驱动部分峰值电流Io：2