循迹小车课程设计.doc

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1、一、课设题目：循迹小车二、课设要求：1、小车能识别黑色轨迹自主行走；2、小车速度可调；3、设计电路，编写程序，软件硬件仿真、调试。三、任务时间表：1、六用7-10号完成方案的大体框架，确定大致元器件，完成电路图绘制，进行编程，仿真；2、六月13-14号焊接硬件；3、六月15-17号调试修改。四、框架图：五、小车各模块电路图及说明：1、电机驱动控制部分：采用专门的电机控制芯片L298。特点：(1)工作电压高，最高工作电压可达46V;输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A。(1)内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动

2、机、继电器、线圈等感性负载。(2)采用标准TTL逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作。(3)有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。引脚图和引脚功能表：L298管脚图它可同时对两个电机进行驱动控制，电路简单，控制效果好，干扰小，因此我们采用此方案，电路图如下：2、传感器探测部分：采用光电传感器ST188。特点：1、采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。2、检测距离可调整范围大，4—13mm可用。3、采用非接触检测方式。应用范围1、IC卡电度表

3、脉冲数据采样。2、集中抄表系统数据采集。3、传真机纸张检测。4、与方向判别电路ST288A结合使用可判别被测物的运动方向及正反转测量、行程测量等。外形尺寸：ST188引脚图（单位mm）3、中央处理模块：STC89C51单片机。硬件结构：STC89C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能

4、部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。1、微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。2、数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节，用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。3、程序存储器由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64k字节。4、中断系统具有5个中断源，2级中断优先

5、权。5、定时器/计数器片内有2个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。6、串行口1个全双工的串行口，具有四种工作方式。可用来进行串行通讯，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。7、P0、P1、P2、P3口为4个并行8位I/O口。8、特殊功能寄存器共有21个，用于对片内的个功能的部件进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。由上可见，STC89C51单片机的硬件结构具有功能部件种类全，功能强等特点。特别值得一提的是该单片机CPU中的位处理器，它实际上是一个完整的1位

6、微计算机，这个一位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位机在开关决策、逻辑电路仿真、过程控制方面非常有效；而8位机在数据采集，运算处理方面有明显的长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起，二者相辅相承，它是单片机技术上的一个突破，这也是MCS-51单片机在设计的精美之处。80C51复位系统图4、调速系统：脉宽调速系统（PWM）。PWM调速系统有下列优点：（1）由于PWM调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速运行平稳，调速范围较宽，可达1：10000左右。在相

7、同的平均电流下，电动机的损耗和发热都比较小。（2）同样由于开关频率高，若与快速响应的电机相配合，系统可以获得很宽的频带，因此快速响应性能好，动态抗扰能力强。（3）由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较高。根据以上综合比较，以及本设计中受控电机的容量和直流电机调速的发展方向，本设计采用了H型单极型可逆PWM变换器进行调速。脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器，简称PWM变换器。脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现，但是驱动能力有限。为顺利实现电动小汽车的前行与倒车，本设计采用了可逆PWM变换器。可逆PWM变换器主电路的结构式有H

8、型、T型等类型。我们在设计中采用了常用