课程设计-- 智能小车循迹控制系统

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1、 1 *大学能源与动力工程学院 本科生课程设计 题 目： 智能小车循迹控制系统 课 程： 电子技术 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 测控 1101 学 号： * 姓 名： * 指导教师： * 完成日期： 2013 年 11 月 26 日 2 目目 录录 1、任务及要 求3 2、整体方案及特点4 3、 各组成部分的电路结构及工作原理4 4、系统硬件电路设计（各模块的硬件连接关系）9 5、CPLD 控制模块内各单元模块的设计10 6、CPLD 控制模块的顶层电路图13 7、系统总装配图14 8、实验结果分析14 9、调试中出现问题的解决15 10、 改进意见及收获体会15 11、器件与器材16

2、 12、 使用仪器设备17 13、参考文献17 3 一、一、任务及要求任务及要求 1、课程任务及其功能、课程任务及其功能 设计智能小车循迹控制系统设计智能小车循迹控制系统 （1）小车可完成前进、转向等行驶方式； （2）小车在底盘安装四组红外传感器； （3）系统根据红外传感器提供的信息测算小车与地面深色路径的偏离程度； （4）当小车偏离地面深色路径时自动以转小弯、转大弯的运动方式调整小车 的行进轨迹,完成自动循迹的运动方式。 2、设计要求、设计要求 （1）要求用可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）设计实现； （2）在实验箱上或印刷电路板上安装、调试出所设计的电路； （3）在 EDA 编程实验系统

3、上完成硬件系统的功能仿真； （4）写出设计、调试、总结报告。 3 3、课程设计课程设计的时间安排的时间安排 1）方案设计；(1.5 天) 根据设计任务书给定的技术指导和条件，进行调查研究、查阅参考文献，进 行反复比较和可行性论证，确定出方案电路，画出主要单元电路，数据通道，输 入、输出及重要控制信号概貌的框图。 2) 电路设计：(2 天) 根据方案设计框图，并画出各单元电路的详细电路图及总体电路图。 3) 电路仿真： （2.5 天） 熟悉 EDA 工具， 在 EDA 软件平台上修改设计的电路， 给出正确的仿真结果。 4) 装配图设计：(1 天) 根据给定的元器件，结合逻辑电路图，设计出电路制作

4、的具体装配图(即绘 出组件数量，管脚号以及器件布置的实际位置)。同时配以必要的文字说明。 5）电路制作：(2 天) 4 对选定的设计，按装配图进行装配，调试实验。 6) 总结鉴定：(1 天) 考核样机是否全面达到现定的技术指标，能否长期可靠地工作，并写出设计 总结报告。 二、二、整体方案及特点整体方案及特点 1、智能小车循迹总体方案、智能小车循迹总体方案 2、设计的思路及其特点、设计的思路及其特点 在智能寻迹小车控制系统的设计中，以 CPLD 为核心，用 L298N 驱动两个减速 电机，当产生信号驱动小车前进时，是通过寻迹模块里的红外对管是否寻到黑线 产生的电平信号通过电压比较器 LM339

5、返回到 CPLD，然后 CPLD 根据程序设计的 要求做出相应的判断送给电机驱动模块，让小车来实现前进、左转、右转、停车 等基本功能。 三、三、各组成部分的电路结构及工作原理各组成部分的电路结构及工作原理 1、红外寻迹模块的设计 （1）电路结构 驱动模块 电源模块 红外寻迹模块 CPLD 控制模块 直流电机 寻迹信号 左 右 5 发射部分发射部分 接收部分接收部分 （2）工作原理）工作原理 该系统中的寻线模块我们采用的是红外传感器。它有一个发射管（白色） 和一个接收管（黑色） ，一般情况下接收管能收到发射管发送的红外光，但当 遇到吸光介质（如黑色物体）时接收管便不能收到发射管的红外光。因为传感 器输出端得到的是模拟电压信号，所以在输出端增加了电压比较器 LM339，先 将输出电压与 2.5V 进行比较（检测到黑线时输出低电平，发光二极管不亮； 检测到白线时输出高电平，发光二级管亮），再送给 CPLD 处理和控制。本设 计中，为使小车寻线稳定，最好选择差异较大的环境