循迹竞速小车.doc

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1、.HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书（论文）课程名称：电子技术基础课程设计设计题目：循迹竞速电动车设计院系：电气学院班级：1306152设计者：学号：指导教师：刚设计时间：2015.12.18工业大学Word资料.工业大学课程设计任务书姓名：院（系）：电气学院专业：电气工程及其自动化班号：1306152任务起至日期：2015年12月13日至2015年12月25日课程设计题目：循迹竞速电动车设计已知技术参数和设计要求：小车从出发点开始，必须预定沿轨迹运动。到达终点线时小

2、车自行后退。完成时间按小车从出发点到到达终点线所用时间计。每个小组的小车要按上述要求跑完全程，小车跑动期间不能人为干预小车运动，直至小车到达终点线并一直后退。Word资料.工作量：三人一组，共同完成小车电源模块、轨道监测模块、控制模块、电机驱动模块的搭建与调试，并接受验收和答辩；每人提交设计报告一份。工作计划安排：12月13日：查找资料，学习相关知识和原理并设计出逻辑电路；12月14日：搭建控制模块和电源模块并成功调试；12月15日：搭建逻辑控制部分和电机驱动部分，并成功调试；12月16日：对搭建的总

3、电路在逻辑上进行调试；12月18日：安装监测模块和安装小车，并成功验收；同组设计者及分工：XX（组长）：负责逻辑电路的设计和搭建，和整个电路的调试；XX：负责控制模块的搭建和整个电路的调试；XX：负责电源模块和电机驱动模块的搭建和整个电路的调试；Word资料.指导教师签字___________________年月日教研室主任意见：教研室主任签字___________________年月日*注：此任务书由课程设计指导教师填写。Word资料.循迹竞速电动车设计一、设计目的1.熟练掌握数字电路课程中常用芯片

4、的使用方法；2.掌握控制逻辑电路的设计和电路调试技能；3.了解并掌握直流小电机的PWM控制思想。二、设计要求1.小车从出发点开始，必须预定沿轨迹运动。到达终点线时小车自行后退。完成时间按小车从出发点到到达终点线所用时间计。每个小组的小车要按上述要求跑完全程，小车跑动期间不能人为干预小车运动，直至小车到达终点线并一直后退。2.三人一组，协同工作。三、设计方案图1设计方案模块组成部分图1、轨道监测模块轨道监测模块主要由两个一路循迹传感器组成，它们分别用来监测左右的Word资料.白线和黑线，当检测到黑线时，

5、输出为低电平，检测到白线时，输出为高电平，当车向左偏离轨道时，右传感器监测到黑线，输出为低电平；当车向右偏离轨道时，左传感器监测到黑线，输出为低电平；图2一路循迹传感器图3一路循迹传感器功能图图4一路循迹传感器电路图1、电机驱动模块电机驱动采用PWM控制电机转速，输入信号控制正反转；Word资料.用到的芯片为L293B。此驱动模块可同时驱动两个电机，其中2,7,10,15管脚为输入端，3,6,11,14管脚为输出端。当2管脚输入高电平时，7管脚输入低电平。此时3管脚输出高电平，6管脚输出低电平，3,6

6、管脚所连接的电机正转，电机反转同理可得。图5电机驱动模块引脚图1、电源模块该模块是由两节锂电池（8V）和LM7805三端集成稳压电路构成。其中稳压电路实现的功能是输出稳定的五伏电压，为整个数字电路提供5V的数字电路电压，电机驱动则直接接两节锂电池的8V电压。图6LM7805实物图Word资料.图77805三端集成稳压电路图1、控制模块控制策略：控制模块输入为两个红外循迹传感器，输出端则可根据小车控制策略不同有两种方案：1.通过车轮速度差实现方向控制：输出端接比较器的输入，输出到比较器的值可以改变比较器

7、的输出脉宽，进而调节左右轮电机的速度。2.通过电机正反转实现方向控制：输出的Ldir与Rdir可以作为电机驱动芯片的输入。我们采用第二种方案，即控制正反转来控制电机的转向从而控制小车的转向；控制模块组成：由NE555定时器连成的多谐振荡器和74LS14施密特触发器构成的控制板时钟，时钟的周期和占空比可通过改变多谐振荡器上的滑动变阻器的电阻来实现；Word资料.图8控制板时钟电路图在74LS14的后面接一个74LS163计数器，并将74LS163计数器的输出与74LS85比较器相连，通过调节74LS85

8、的输入端1，9，11，14的电平可改变输出方波的占空比，这样就构成一个PWM发生电路；比较器是74LS85，由于本次设计实验选择的方案是通过电机正反转实现方向的控制，电机左右轮的转速始终相同，所以选择相同的PWM信号，因此只需要一个74LS85芯片。芯片的A0~A3输入口分别接计数器Q0~Q3输出口，而B0~B3输入口分别接高电平或低电平。本次设计实验设定的初值为B3B2B1B0=0111，可调节以改变转速。而芯片的P(A