循迹智能车的设计和制作实验报告.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：STCAD系列片上集成512字节RAM，而STCAD系列只 有256字节RAM。 （6）通用I/O口