硬件红外传感寻迹小车.docx

红外传感寻迹小车

一、设计任务及要求：

设计任务：

本系统采用STC89C51作为主控系统，TR5000红外线传感器射出红外线遇见白色返回被黑色吸收管吸收输出低电平，经过STC89C51采用PID算法控制L298N驱动芯片驱动步进电机L293D直行或者左右转动。

设计要求：

1.红外采集功能：采用TR5000红外线传感器对与地面颜色进行检测。

2.灯光显示功能：采用发光二极管对数据传输显示。

3.电机电路：采用L298N驱动芯片来控制步进电机L293D的正反转。

二、指导教师评语：

设计过程（40分）：

仿真或实物（40分）：

报告（20分）：

三、成绩

目录

TOC\o1-3\h\u第1章设计目的 1

第2章设计要求 1

第3章硬件电路设计 1

3.1系统方案 1

3.2STC89C52单片机最小系统 2

3.2.1单片机介绍 2

3.2.2晶振电路 4

3.2.3复位电路 5

3.3寻迹传感器模块电路 6

3.3.1TCR5000红外反射传感器 6

3.3.2LM393比较器芯片 6

3.4电机驱动电路原理图 7

3.4.1电机驱动芯片L298N 7

3.4.2直流减速电动机 9

第4章软件设计 10

4.1Keil5MDK软件介绍 10

4.2主程序设计 11

4.4PID控制子程序设计 12

4.4源程序 13

第5章系统调试 18

第6章设计总结 18

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第1章设计目的

单片机因其体积小，功能强，价格低廉而得到广泛应用，同时随着我国经济的飞速发展，单片机在越来越多的领域得到了广泛的应用，现在国内的单片机多用于电话，玩具和LCD等产品。巡线小车是现代电子科技与工业搬运的产物。它在现代生产搬运扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。

本文的主要内容是用STC89C51单片机为核心控制元件，设计一个巡线小车。以单片机、电机、红外检测等模块组成，小车能自动寻线行驶。

第2章设计要求

本系统采用STC89C51作为主控系统，TR5000红外线传感器射出红外线遇见白色返回被黑色吸收管吸收输出低电平，经过STC89C51采用PID算法控制L298N驱动芯片驱动步进电机L293D直行或者左右转动。

1.红外采集功能：采用TR5000红外线传感器对与地面颜色进行检测。

2.灯光显示功能：采用发光二极管对数据传输显示。

3.电机电路：采用L298N驱动芯片来控制步进电机L293D的正反转。

第3章硬件电路设计

3.1系统方案

电机驱动模块复位电路单片

电机驱动模块

复位电路

单

片

机

寻迹传感模块晶振电路

寻迹传感模块

晶振电路

图3-1系统的组成结构

本系统要求设计并制作自动避障小车，使用TCRT5000传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，红外接收管一直处于关断状态，此时模块的输出端为高电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，红外接收管饱和，此时模块的输出端为低电平，指示二极管被点亮。若测量距离的实际值与设定值不同则通过L298N来电动机机的正反转。通过发光二极管来显示当前PMW正在输出。系统的组成结构如图3-1所示。

3.2STC89C52单片机最小系统

3.2.1单片机介绍

STC89C52本质是一种低耗高性能的微控制器。它的主要特性是拥有8K字节的程序存储空间；512字节的数据存储空间；内带4K字节的EEPROM存储空间和可直接使用串行口下载。此外，它还是增强型的STC80C51单片机，有6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，同时它的指令代码完全兼容传统80C51单片机。

图3-2STC89C52引脚图STC89C52共有四个八位的并行双向口，即有32根输入输出口线。各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成。STC89C52芯片有40个引脚，引脚图如图3-2所示，各引脚功能介绍如下：

图3-2STC89C52引脚图

①主电源引脚（2根）

VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源

GND(Pin20)：接地线

②外接晶振引脚（2根）

XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输