自动循迹小车方案论文附程序.doc

一、设计任务 多功能寻迹小车的主要功能就是按给定的黑线自动行走，并通过霍尔传感器测量小车行走时的速度，用LCD12864显示出来，可以通过电机驱动芯片控制小车的速度。设计这个寻迹小车的目的在于学习和实践，把学到的知识应用于实践。 二、设计要求 1、硬件要求： （1）、小车寻迹电路 图1 黑白线检测电路 该电路运用了传感器技术，用反射型TCR来检测地面上的黑白线，该元件在小车运行开始就一直发出红外光，红外光照射到地面。如果没遇到黑线，红外线就会反射回来给光电三极管，从而使光电三极管导通，然后低电平就会送到比较器的反向输入端，而正向输入端的电压是可调的，当正向电压比反向电压高时，比较器就会输出一个高电压，反之，是低电压。我们就是应用这一点来通过看LED信号灯来看是否检测到黑线，所以LED指示灯亮是告诉我们小车检测到黑线。 （2）、单片机测速电路 图2 霍尔传感器的接线图 霍尔传感器测量原理： 测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号，从而进行脉冲计数。霍尔器件作为一种转速测量系统的传感器，它有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点，因此选用霍尔传感器检测脉冲信号，其基本的测量原理如图2-6所示，当电机转动时，带动传感器运动，产生对应频率的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，进行转速的测量。 图3 霍尔传感器测速原理 （3）、电机驱动电路 图4 电机驱动电路 该图是用来驱动小车左右电机的驱动电路，通过IN1、IN2、IN3、IN4这4个输入端的设计来实现小车的前、后、左、右运行，用该芯片的最大优点就是控制电路简单，成本低。 图5 L298N电机驱动芯片 （4）、小车电源电路 图6 电源电路 该电路可以有效地为系统提供5V电压，有2个指示灯，一个用来指示单片机的通信状态，另一个用来指示电源工作状态。 2、软件要求 （1）、编写检测寻迹函数 （2）、编写测速函数 （3）、编写电机驱动函数 （4）、编写电机调速函数 （5）、编写LCD12864显示函数 3、联机调试 先测试硬件是否按要求做好，先接上电源，看每个模块是否可以正常工作，如果不行就通过万能表检测，直到硬件方面完全没问题的时候就检测软件。 通过Keil编程软件编写以上程序，并生成hex文件，通过STC-ISP单片机烧写软件把编好的程序下载到要控制小车的单片机里（STC89C52）接上电源，联机调试，并检验所写的程序有没有问题，还是硬件上的问题，一步一步地调试，直到完全满足要求。 三、硬件清单 模型小车、L298N、霍尔传感器、分立式超声波、反射型TCR、LM567、万能板、STC89C52、变压器、电阻、电容、LCD12864、排针、排插、LM324、7805、7905、7812、导线等。 四、工具清单 电子式万能表、35W电烙铁、电热式吸锡器、电烙铁架、镊子、剪刀 五、开发工具 Protel99SE、ISIS 7 Professional、Keil u Vision3、STC-ISP 六、问题与解决办法 小车不能在给定黑色线上自动行走或者走出黑线。 解决方法：调节给定的电位器，使小车可以敏感地检测到给定的黑线上运行。 霍尔传感器检测到的数据出现跳变 解决方法：适当地调节霍尔传感器与小车轮子的距离，并保证传感器没有跟其它元件或小车接触。 七、结论 寻迹小车可以在保证很快的车速下都可以敏感地检测到给定的黑线，新并且测到的速度跟实际的速度误差很少，也可以改变小车的行使速度。总之，最后的作品完全满足题目的要求。 1