自动往返小车重点解读.doc

自动往返小车 方案设计报告 指导老师：江敏、唐帅 小组成员：孙梓瑜、韦云、丁志康 学校：中国人民解放军后勤工程学院 专业：141 电力工程及其自动化 一、自动往返小车理论实现方案 图例解释： 小车最原始的结构由红外一体传感器、霍尔传感器、51MCU单片机及相应的模块、电机和电源组成。 赛道上的黑胶线由红外一体传感器进行感知，并向MCU发出信号，MCU处理后输出信号到电机驱动模块，使其驱动电机运作，从而实现电机的差速运作，使得小车运动方式满足题意。 霍尔传感器记录车轮转动圈数，并将数据传入MCU，待MCU计算后，将数据输出到显示模块，最终展示在LED显示屏上。 51MCU中包含振荡器元件，可自行计时，将数据输出到显示模块后，最终展示在LED显示屏上。 51MCU还可以将霍尔传感器和振荡器中的数据进行综合处理，得出实时速度，将数据输出到显示模块后，最终展示在LED显示屏上。 各元件的比较与选择 1、红外一体化传感器 ①产品名：TCRT5000 产品说明：TCRT5000传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平，指示二极管被点亮。 工作电压：3.3V-5V 检测距离：1mm~8mm适用，焦点距离为2.5mm 小板PCB尺寸：3.2cm x 1.4cm 输出形式 ：数字开关量输出（0和1） 产品特色：比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA；配多圈可调精密电位器调节灵敏度；设有固定螺栓孔，方便安装使用宽电压LM393比较器。 ②产品名：RPR220 产品说明：RPR220是一种一体化反射性光电探测器。其发射器是一个砷化镓红外发放二极管，而接收器是一个高灵敏度，砷平面光电三极管。主要应用在游戏机，复印机和办公自动化等设备中。 工作电压：5V 集电极功耗：80mW 工作环境温度：-25℃~85℃ 贮藏温度：-30℃~85℃ 产品特色：塑料透镜以提高灵敏度；内置的可见光过滤器以减小离散光的影响；体积小，结构紧凑。 综上阐述，对于此次小车的制作，TCRT5000传感器更加适合。因此，应优先选择TCRT5000。 2、霍尔传感器 产品名：霍尔测速传感器 尺寸：2.7 cm*1.4mm 主要芯片：LM393、3144 霍尔传感器 工作电压：直流5 V 产品特点：具有电源指示灯和信号输出指示；单路信号输出；模块无触发，输出低电平；模块有触发，输出高电平；灵敏度可调（精调）；有磁场切割就有信号输出；电路板输出开关量，可以直接接单片机；可用于电机测速/位置检测等场合。 3、单片机 ①产品名:STC89C51 产品说明：STC89C52RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。STC89C52RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。 工作电压：3.4V-5.5V 工作频率范围：0-35 MHz 计数器：2个16位 工作温度范围： -40——85℃ 产品特点：相当于普通8051 的0～420MHz，实际工作频率可达48MHz；片上集成512 字节RAM；通用I/O 口（27/23个），复位后为：准双向口/ 弱上拉（普通8051 传统I/O 口） 可设置成四种模式：准双向口/ 弱上拉，推挽/ 强上拉，仅为输入/高阻，开漏；每个I/O 口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA；ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器；EEPROM 功能；内部集成MAX810 专用复位电路（外部晶体20M 以下时，可省外部复位电路）；时钟源：外部高精度晶体/ 时钟，内部R/C 振荡器。用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/ 时钟。常温下内部R/C 振荡器频率为：5.2MHz ～6.8MHz。精度要求不高时