智能循迹小车设计指导书

《智能循迹小车设计指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、目录1•概述11」原始资料11」」系统组成11.1.2.基本要求11.2课程设计内容22.光电检测模块的设计与调试22」红外光电二极管简介：22.2.基本工作原理3221光电二极管工作原理：32.2.2使用光电二极管应注意的问题：32.2.3TTL电平标准：32.3.电路设计（电路组成及其功能、测量电路原理图）32.4.电路调试32.5.电路安装4总结43.直流电机驱动电路43.1.直流电机的驱动方式432小车中的直流电机驱动电路（电路组成及其功能、电路原理图）53.2.1直流电机PWM控制调速的基本原理:53.2.2

2、电路组成及其功能53.2.3分离器件构成的H桥驱动电路图63.3直流电机的控制过程6总结64.单片机系统74.1.系统的硬件组成（处理器、LED显示、键盘的介绍及其组成框图）742系统软件设计（总体流程图）74.3.直线行走程序设计（流程图、源程序）744“口”字格程序设计（流程图、源程序）1总结35.联机调试与试验15.1.直线行进，见线停车15.2.“田”字格行进16.总结11•概述1.1原始资料智能寻迹小车是一种以单片机控制为核心，以光电检测为手段，以直流电机控制为对象的，根据设计耍求可以实现自动寻迹的小车。本课

3、程设计的目的是通过寻迹小车测控系统的设计实践，使学生掌握测控系统的设计方法、调试技巧、安装过程、资料整理和电气绘图软件的使用方法，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。系统的基本框图如下：〉直流电机＞直流电机图1智能寻迹小车系统框图1.1.1系统组成如图1所示，系统由显示模块、光电检测模块、单片机系统、左右直流电机驱动电路模块和直流电机等组成。其屮，光电检测模块采用4路光电传感器，用来检测路面轨迹的发展趋势，从而给单片机提供数据控制电机按照预定轨迹快速行走。1.1.2.基本要求1）光电检测模块工作灵敏：2）智能小车工

4、作可靠，速度快：3）按设计要求可显示相应的信息；4）在“田”字格屮拐8个直角弯，并在指定点停车，同时显示模块显示直角弯的个数；5）在指定轨道上用最快时间跑完，轨道总长度8米；6）口行设计表演动作。1.2课程设计内容课程设计的主要内容如上图所示，分为光电检测电路设计、软件开发调试和设计说明书撰写三部分。小车有四种行走模式，包括直线行进、走“出”字格、轨道赛跑和H创新设计。四种模式通过键盘切换。1•光电检测模块的设计与调试2.1红外光电二极管简介：红外发光二极管也称红外线发射二极管，它是可以将电能直接转换成红外光并辐射出去

5、的发光器件，主要应用于齐种光控及遥控发射电路小。其结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用師化镣(GaAs)、神铝化稼(GaAlAs)等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。常用的红外发光二极管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。1.2.基本工作原理221光电二极管工作原理：光电二极管和光电池-样，其基本结构也是一个PN结，和光电池相比，重要的不同点是结面积小，因此其频率特性特别好。光生电势与光电池和同，但输出电流普遍比光电池小，一般为几u

6、A到几十uA。光电二极管的P-N结装在管的顶部，上而冇一个透镜制成的窗口，以便于光集中在P-N结：光电二极管使用时往往工作在反向偏置状态。如图2.1所示：222使用光电二极管应注意的问题：1•使用时，光电二极管应处于反向偏置，不能接错。2.四路检测应加上适当的隔光措施，以防止相互干扰。2.2.3TTL电平标准：输出L：<0.8V；H：>2.4VO输入L：<1.2V；II：>2.0VTTL器件输出低电平要小于0.8V,高电平要大于2.4V。输入时，低于1・2V就认为是0,高于2.0V就认为是11.2.电路设计（电路组成及

7、其功能、测量电路原理图）1.3.电路调试经调试，该电路接电源后和单片机连接，可通过光电二极管对光的感应原理，输出接P1口后，可控制P1口的灯亮或灭。1.2.电路安装电路板中传感器从左到右依次接到单片机的P1.0〜P1.3口上，单片机P2.0〜P2.3接到反相器74HC14N±的输入端5、9、11、13引脚上，由输出端反向接到电机上,即P2.0和P2.1口控制左侧电机，P2.2和P2.3口控制右侧的电机。总结焊接过程中，尽量选择简单的路线，使电路板看起來简洁整齐。调试时发现漏接电阻的地线，并且将运放电路的正端输入和负端输

8、入错接在一起。经改正和检验，屯路焊接成功。1•直流电机驱动电路3/1•直流电机的驱动方式图3.1氏流电动机工作原理示意图将外部直流电源加于电刷A(正极)和负极)上，则线圈abed中流过电流，在导体ab屮，电流由a指向b,在导体cd屮，电流由c指向d。导体ab和cd分别处J：N、S极磁场中，受到电磁力的作用。用左手定则可知导体ab和