循迹小车课程设计

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1、一、课设题目：循迹小车 二、课设要求： 1、小车能识别黑色轨迹自主行走； 2、小车速度可调； 3、设计电路，编写程序，软件硬件仿真、调试。 三、任务时间表： 1、六用7-10号完成方案的大体框架，确定大致元器件，完成电路图绘制，进 行编程，仿真； 2、六月 13-14 号焊接硬件； 3、六月 15-17 号调试修改。 四、框架图： 五、小车各模块电路图及说明： 1、电机驱动控制部分：采用专门的电机控制芯片L298。 特点： (1) 工作电压高，最高工作电压可达 46V;输出电流大，瞬间峰值电流可达 3A，持续工作电流为 2A。 (1) 内含两个 H 桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直

2、流电动 机和步进电动机、继电器、线圈等感性负载。 (2) 采用标准 TTL 逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入 信号影响的情况下允许或禁止器件工作。 (3) 有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以 外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。 引脚图和引脚功能表： L298管脚图 它可同时对两个电机进行驱动控制，电路简单，控制效果好，干扰小，因此我们 采用此方案，电路图如下： 2、传感器探测部分：采用光电传感器ST188。 特点： 1、采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。 2、检测距离可调整范围大，413mm 可用。 3、采用非接触检测方式。 应

3、用范围 1、IC 卡电度表脉冲数据采样。 2、集中抄表系统数据采集。 3、传真机纸张检测。 4、与方向判别电路 ST288A 结合使用可判别被测物的运动方向及正反转测 量、行程测量等。 外形尺寸： ST188 引脚图 （单位 mm） 3、中央处理模块：STC89C51 单片机。 硬件结构： STC89C51 单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺 寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理 器、数据存储器、程序存储器、并行 I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系 统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是 CPU 加

4、上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄 存器的集中控制方式。 1、 微处理器 该单片机中有一个 8 位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样 包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理 数据，还可以进行位变量的处理。 2、数据存储器 片内为 128 个字节，片外最多可外扩至 64k 字节，用来存储程序在运行 期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据 存储器。 3、程序存储器 由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存 储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至 64k

5、字节。 4、中断系统 具有 5 个中断源，2 级中断优先权。 5、 定时器/计数器 片内有 2 个 16 位的定时器/计数器， 具有四种工作方式。 6、 串行口 1 个全双工的串行口，具有四种工作方式。可用来进行串行通讯，扩展 并行 I/O 口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且 应用更广。 7、 P0、P1、P2、P3 口 为 4 个并行 8 位 I/O 口。 8、 特殊功能寄存器 共有 21 个，用于对片内的个功能的部件进行管理、控制、监视。实际上 是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的 RAM 区。 由上可见，STC89C51 单片机的硬件结构具有功能

6、部件种类全，功能强等特 点。特别值得一提的是该单片机 CPU 中的位处理器，它实际上是一个完整的 1 位微计算机，这个一位微计算机有自己的 CPU、位寄存器、I/O 口和指令集。1 位机在开关决策、 逻辑电路仿真、 过程控制方面非常有效； 而 8 位机在数据采集， 运算处理方面有明显的长处。MCS-51 单片机中 8 位机和 1 位机的硬件资源复合 在一起，二者相辅相承，它是单片机技术上的一个突破，这也是 MCS-51 单片机 在设计的精美之处。 80C51 复位系统图 4、调速系统：脉宽调速系统（PWM） 。 PWM 调速系统有下列优点： （1）由于 PWM 调速系统的开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以 获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速运行平稳，调速范围 较宽，可达 1：10000 左右。在相同的平均电流下，电动机的损耗和发热都比较 小。 （2）同样由于开关频率高，若与快速响应的电机相配合，系统可以获得很 宽的频带，因此快速响应性能好，动态抗扰能力强。 （3）由于电力电子器件只工作在开关状态，主电路损耗较小，装置效率较 高。 根据以上综合