自动巡迹小车重点解读.doc

计算机科学与技术学院 课程设计报告 （ 2014 — 2015 学年 第 二 学期） 课程名称： 自动巡迹小车 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 2015年 7 月 目 录 摘 要： 2 1.任务及要求 3 2.系统设计方案 3 2.1小车循迹原理 3 2.2控制系统总体设计 3 3.系统方案 4 3.1 寻迹模块 4 3.1.1循迹传感器 4 3.1.2比较器LM339简介 5 3.1.3具体电路 5 3.1.4传感器安装 6 3.2控制器模块 6 3.3电源模块 7 3.4电机及驱动模块 7 3.4.1电机 7 3.4.2驱动 7 3.5自动循迹小车总体设计 9 3.5.1总体电路图 9 3.5.2系统总体说明 10 4.软件设计 10 4.1 PWM控制 10 4.2 总体软件流程图 10 4.3小车循迹流程图 11 4.4中断程序流程图 12 4.5单片机程序 13 5.小结 17 自动循迹小车 摘 要： 本设计是一种基于系统。89C51 为控制核心, 用单片机产生PWM波控制小车速度黑色轨迹进行检测,,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。 1.任务及要求 设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。系统方案方框图如图1-1所示。 图1-1 系统方案方框图 2.系统设计方案 2.1小车循迹原理 我们选择四路红外线多用探测系统。此系统是为智能小车等自动化机械装置提供一种多用途的红外探测系统的解决方案。使用红外线发射和接收管等分立元器件组探头，并使用LM339电压比较器作为核心器件构成中控电路。此系统具有的多种探测功能能极大地满足各种自动化、智能化的小型系统的应用。 2.2控制系统总体设计 自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、稳压电源模块、红外检测模块、电机及驱动模块等部分组成,控制系统的结构框图如图2-1 所示。 图2-1控制系统的结构框图 主控制电路模块：用STC89C51单片机、复位电路，时钟电路 红外检测模块：循迹传感模块,比较器LM339 电机及驱动模块:电机驱动芯片L298N、两个直流电机 电源模块：稳压电源 3.系统方案 3.1 循迹模块 循迹模块我们选择四路红外线多用探测系统。如下图所示。 测试： 测试探头：一开探头前面的所有的物体，且探头不要指向阳光的方向。 将探头板接在电源后用万用表测输出端电压。此时的电源电压应在1 伏特左右。用白纸挡在探头前。用万用表测输出端电压差应当接近电源电压。 测试中探板：将测试好的探头按板上所标示的接入输入端子，移开探头前面的所有物体，且探头不要指向阳光的方向，将中探板接上电源后用万用表测输出端子，此时输出端输出的电压应当接近电源电压，用白纸挡在探头前，万用表测输出端电压应当接近0伏特，调整所在通道的电位器可以改变探测的距离。 特性：1、易于安装，使用简便 2、4路分别独立工作，工作时不受数量限制 3、中控板与探头分开，安装位置不受限制 4、模块高度=10毫米 5、安全工作电压范围在3伏特至6伏特之间 6、4路全开工作电流在30毫安至55毫安之间 VCC、GND：电源接线端 IN（1—4）、OUT：探头与中控板连接端 OUT1、OUT2、OUT3、OUT4：对应输出端 LED1、LED2、LED3、LED4：对应输出指示 R1、R2、R3、R4：对应比较电压调节 输出端为集电集开路，板载5.1千欧上拉电阻 3.1.1循迹传感器 原理图 图3-1 图3-2 3.1.2比较器LM339简介 LM339电压比较器的特点和一些参数： 1）电压失调小，一般是2mV； 2）共模范围非常大，为0v到电源电压减1.5v； 3）他对比较信号源的内阻限制很宽； 4）LM339 vcc电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V； 5）输出端电位可灵活方便地选用。 6）差动输入电压范围很大，甚至能等于vcc； 图 3-3 LM339内部电路