电子实习--智能循迹小车制作

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1、 电子技术电子技术电子实习电子实习报告报告 学 院： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 成 绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 电子实习-智能循迹小车制作 一一实习实习目的目的 通过设计进一步掌握单片机的应用， 特别是在嵌入式系统中 的应用。 进一步学习单片机在系统中的控制功能，能够合理设计 单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。 该智能车采用红 外传感器对赛道进行道路检测， 单片机根据采集到的信号的不同状态 判断小车当前状态，通过电机驱动芯片 L298N 发出控制命令，控制 电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。 一一. . 实习实习的的内容内容、安排安排 本模

2、型车的电路系统包括电源管理模块、单片机模块、传感 器模块、电机驱动模块。 工作原理： 利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测路面上的轨迹 将轨迹信息送到单片机 单片机采用模糊推理求出转向的角度和行走速度，然后去控制 行走部分 最终完成智能小车可以按照路面上的轨迹运行。实习的具体实 现 1 系统概述 小车的硬件主要包括 51 单片机最小系统以及 3 大模块：即电源模块、 电机驱动模块、红外循迹模块。 智能小车循迹系统框图 红外寻迹是利用红外光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件 控制模块进行实时控制， 输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动， 从而控制整个小车的运 动 1.电源

3、模块 供电系统的原理图如下 7805 INPUTOUTPUT INPUTOUTPUT 7806 12v 单片机及模块供电 电机供电 7805 的 5V 输出给单片机以及各个功能模块供电，7806 的 6V 输出给点击供 电作为动力电源。7805 与 7806 要公地。 电源 PCB 安装图 2.电机驱动模块 驱动芯片比较常见的是 15 脚 Multiwatt 封装的 L298N，内部包含 4 通道逻 辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。 L298 内部的原理图如下 IN1 IN2 ENA OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 IN3 IN4 ENB 6V动力电源 OU

4、T1 与 OUT2 与小车的一个电机的正负极相连， OUT3 与 OUT4 与小车的另 一个电机的正负极相连，单片机通过控制 IN1 与 IN2,IN3 与 IN4 分别控制电 机的正反转。ENA 与 ENB 分别控制两个电机的使能。 L298 控制表 IN1 IN2 ENA 电机状态 x x 0 停止 1 0 1 顺时针 0 1 1 逆时针 0 0 1 停止 1 1 1 停止 注意：X 表示状态不定 电机驱动模块原理图 L298 有两路电源分别为逻辑电源和动力电源，上图中 6V 为逻辑电源， 12V 为动力电源。J4 接入逻辑电源，J6 接入动力电源，J1 与 J2 分别为单片机控 制两个电

5、机的输入端，J3 与 J5 分别与两个电机的正负极相连。ENA 与 ENB 直接 接入 6V 逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状 态只有通过 J1 与 J2 两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的，在从运行状态 突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的反 向电流，在电路中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流，保护 芯片的安全。 L298 的 PCB 安装图 3.红外循迹模块 在智能机器人小车的设计中使用的是一体反射式红外对管， 所谓一体就是发 射管和接受管固定在一起， 反射式的工作原理就是接收管接收到的信号是发射管 发出的红外光

6、经过反射物的反射后得到的， 所以使用红外对管进行循迹时必须是 白色地板加黑色引导条。下图为红外循迹电路的原理图。 上面电路由一组红外对管、电位器、运算放大器和电阻组成的，R1 起到限 流的作用，用来控制反光管发出红外信号的强弱。接收管实际上是一个光敏三极 管，基极的光电流经过放大后流经电阻 R2 产生电压与电位器调节后得到的电压 进行比较。A1 与电阻组成一个比较器。在有红外信号返回时 OUT 端输出高电平， 反之输出低电平。 说明：信号的检测通过红外传感器发射红外线，判断接受管能否接受到反射 回来的信号，若接收到说明探管下面是白线，反之由于黑线对红外线的吸收，使 之不能接收到发射出去的红外线，因此判断是黑线，当接收到反射的光时，三极 管 c e 极导通，通过比较器输出高电平，反之截止输出低电平，这样通过将输出 端与单片机的 P 口相接， 判断 P 口的高低电位， 进而间接的判断出检测到的信号， 从而实现信号的检测功能。 红外探测检测到黑线输出低电