循迹智能车的设计与制作实验报告.docx

电子技术选修课姓名：学号：专业：题目：循迹智能车的设计与制作实验报告设计地点：设计日期：成绩：指导老师：2015年4月10日一、硬件组装：1、车模套件1万向轮2车底板3驱动轮4主控板5传感器2、车模组装车模组装一：万向轮的安装车模组装二：驱动轮安装1上长脚螺丝2上专用紧固件3固定轮子4固定到小车底盘上（提前焊接电机连接线）二、硬件电路设计与制作1硬件构成原理图2硬件组成1检测单元 控制器利用安装于车体前方的循迹传感器实时检测小车的位置，根据小车所处的位置及时调整小车的运行速度和方向，使得小车能够始终沿着引导线运行。红外对管光电传感器，采用软件编程实现数字化编码。红外对管：检测原理：当发射管发出的光线照射在赛道的不同位置时，接收管的状态发生较大变化，通过相应的处理电路就可以获得此时的状态值，进行路径的判断。贴近白色赛道，传感器输出电压达到最大值：约4.7V；远离白色赛道，传感器输出电压达到最小值：约0.2V；贴近黑色赛道，传感器输出电压：约为0.7V。为保证循迹智能汽车能够按照赛道引导线运行，一般需要多个传感器同时检测赛道。理论上讲，所用的传感器越多，对赛道的检测则越精确，控制越灵活，但是，当传感器数量增多时，占用的单片机管脚增多，处理电路也增多，消耗的电量也越多。 因此，从实际应用的角度考虑，需合理选择传感器的数量。 另外，传感器的不同排列方式也会对赛道的检测有不同的作用。循迹传感器采用的是灰度传感器，当传感器位于不同的位置（黑色引导线、白板）时，输出电压值不同，控制器通过对循迹传感器电压值的采样，获取道路信息。2电机驱动 智能汽车由直流电机提供动力，电机由车载直流电源供电，小车在运行过程中需要根据赛道设定合适的速度，即需要对电机速度进行控制。因此，一般需要通过电机驱动电路向电机提供可以调节输出电压的电源，以控制小车的速度。 使用L298N电机驱动芯片：L298N硬件电路原理图L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。L298N控制功能表：控制方式：1、IN1接正转PWM1，IN2接反转PWM2，EN控制启停；2、EN接一路PWM，IN1接方向控制端DIR，DIR经反向后接IN2。比较：第二种方式比第一种方式要节省单片机管脚，控制更方便！3、电源管理电路作用：为芯片及元件提供电压使其能正常稳定的工作！智能车的运行仅由一个电池提供电源！智能车的运行仅由一个电池提供电源！不同的电路需要不同的电压，而电源仅由一个7.2V电池供电，因此，电源管理电路需要将7.2V的电压变换为各种需要的电压等级！当输入端电压降低至6V左右时，7805稳压效果变差！稳压电路二极管的D1和D2的作用为：是需要把电源提供的电压两级降压，为mcl提供合适的电压工作环境 。7085前加一组，是为了抑制电源中的高频和低频成分，在7805后再加一组，是问了抑制7085在稳压过程中产生的高频和低频成分。4、控制电路控制电路是智能车的核心，均采用数字处理器。控制电路设计内容： 控制芯片的选型； 最小系统电路设计； 传感器输入接口电路设计； 舵机控制、电机驱动PWM设计； 按键与显示电路设计。STC12系列单片机（1） 增强型8051 CPU，1时钟/机器，指令代码完全兼容传统8051。（2） 工作电压范围： 5V单片机：3.4V－5.5V，3V单片机：2.2V－3.8V。（3）工作频率范围：0－35MHZ，相当于普通8051单片机的0－420MHZ。（4）用户程序空间：根据单片机型号配置不同的用户程序空间，有1KB、2KB、4KB、6KB、8KB、12KB等。(5）片内RAM：STC125410AD系列片上集成512字节RAM，而STC122052AD系列只有256字节RAM。（6）通用I/O口：27、23或15个，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、开漏输出，复位后为准双向口/弱上拉状态，开漏输出状态时每个I/O口的驱动能力均可达到20mA，但整个芯片的驱动能力最大不超过55mA。（7）ISP（在系统编程）和IAP（在应用编程）功能：无需专用编程器/仿真器，可通过单片机串口直接下载用户程序，数秒即可完成一片。EEPROM功能（8）看门狗功能（9）内部集成MAX810专用复位电路，外部晶体20MHZ以下时，可省外部复位电路。（10）时钟源：外部高精度晶体时钟，内部RC振荡器。用户在下载用户程序时，可选择使用RC振荡器，还是使用外部晶体时钟；内部RC振荡器的振荡频率为：5.2MHZ－6.8MHZ。（11）16位定时器/计数器：T0、