自循迹小车电子综合实训报告讲述.docx

自循迹小车电子综合实训报告学 院：自 动 化 学 院专业班级：数控卓越141班学生姓名： 裴 希 学 号： 203140722 指导教师：陈国军、张津杨完成时间： 2015.12.15 实习目的能熟悉的使用Altium Designer软件画出实验原理图以及PCB图；能使用Proteus软件实现电路的仿真，并且找出仿真失败的原因；加深对数字电路以及模拟电路的理解，更好的掌握学过的理论知识；通过实习，培养自独立解决问题实际问题的能力；掌握电子电路的一般设计方法，为以后的工作打下基础；能够进行良好的团队合作，培养团队协作和沟通能力；掌握循迹小车的设计方法；掌握基本的焊接电路的方法。基本功能小车可以在检测到黑线的情况下自动绕着黑线走，在三个传感器同时检测到黑线时停止。系统概述为以下所示：－ →设计的具体实现单元电路设计(仿真)分析(1).电源电路原理图如下所示 a.该电路使用到7805芯片，7805芯片的功能为稳定输出电压，使输出不发生明显的波动，以至于影响到他的输出端的稳定，经常用于电子制作方面。由于电子电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。 b.而在7805的两侧分别用了两个电容这两个电容是用来抵抗外界的干扰和电源内部产生的干扰。c.此外为了防止电机转动带来的干扰，我们使用两个7805稳压电源电路，一个给电机以激励，另外的一个电源电路用来给电机以外的电路板块激励。e.而两个电源之间也不能让其互相产生干扰，所以需要在两个7805输出之间加一个电感用来隔离两个输出端产生的干扰，让电路的输出更加的稳定。.传感电路 a.RPR220功能简介传感电路中我们使用的传感器为RPR220，RPR220为光电传感器，从内部结构图可以看出，光电传感器就是由左边的红外发射二极管和右这的红外接收管练成，说白了就是把红外收发管封装在一起而已。在检测到光线时三极管导通，未检测到光线时，三极管截止。 b.LM339功能简介在本电路中还需要使用另一个芯片为LM339，该芯片为类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。电路原理图如下所示： 1、2端的红外二极管发出红外光，经白纸（黑色会吸收光线，无反射）反射回来给34端的红外接收管接收，当接收到红外线，则34导通，常用电路如下：1）当检测到黑线时，此时也就是红外接收管没有接收到反射回来的红外光，34的红外接收三极管截止，则在RPR220的3管脚输出一个电压。若检测到的是白线则3脚没有电压输出。2）LM339是一个四电压比较器，一个芯片有四个比较器，因为我们不可能只用一个光电传感器去寻迹，至少要三个光电器件，所以用339比较器可以降低成本和电路的复杂度。比较器的5脚是一个基准电压，建议用可变电阻器W1调到2.5V，再与4脚的电压（既是RPR220的3脚输出的电压）比较。3）整个电路的工作过程若检测到黑线，刚RPR220的3脚输出一个电压与基准电压比较，若RPR220的3脚的电压比基准电压大，则LM339的2脚就输出一个低电平。相反检测不到黑线，则LM339的2脚就输出一个高电平。这样控制电路的74LS138就可以“看”到黑线了。根据计算，要提高光电传感器的灵敏度（主要是光电传感器离黑线的距离），光电传感器的接收管的电流不能太大，本人建议R2＝30K为好。.控制以及电机占空比电路在控制电路中，小车将传感器检测到的信号传输到74LS138三线到八线译码器，然后通过一系列的与非门再与占空比输出信号相与传输到驱动电路即可完成控制，在叙述该电路之前我们需要先了解一74LS138芯片，以及555芯片的基本知识。a.74LS138（3--8译码器）①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2))和(/E3)）为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。 ②利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。左图即为74LS138功能表b.555定时器功能简介555 定时器的功