循迹小车实训报告

循迹小车实训报告
目录
一、项目目标 (3)
二、项目内容 (3)
三、项目原理 (3)
四、项目原理图和实物图 (3)
1、电路原理方框图 (4)
2、实物图 (4)
3、总共装图 (4)
五、项目模块 (5)
1、寻迹模块 (5)
2、显示模块（1602液晶/数码管） (5)
3、提示音模块 (5)
4、FPGA模块 (5)
5、单片机控制模块 (6)
六、项目程序 (7)
1、循迹程序（部分） (7)
2、FPGA程序（部分） (8)
七、总结 (9)
一、项目目标
1、学会智能电子产品的功能设计与任务分析，能进行小型电子产品方案设计；
2、掌握基于51单片机、FPGA模数混合硬件系统设计和程序设计；
3、熟悉电子信息类企业项目完整的运作过程及管理规范，培养团队协作能力、沟通能力、创新能力和组织能力。

二、项目内容
任务描述：完成任务分析、功能设计，硬件系统设计、制作与装调，软件系统设计及整机调试等工作任务。

具体内容：
1、自行设计、制作寻迹电路板；
2、采用制作的寻迹电路板、控制板与提供的小车车体搭建寻迹小车；
3、用C语言和VHDL语言编写程序。

三、项目原理
这是一种基于STC89C52RC 单片机的小车寻迹系统。

该系统采用四组高灵敏度的光敏感应，对路面黑色轨迹进行检测，并利用单片机产生的PWM波，控制小车速度。

测试结果表明，该系统能够平稳跟踪给定的路径。

四、项目原理图和实物图（高菊、谢鹏飞完成）
1、电路原理方框图
2、实物图
2.1寻迹板（正面）2.2寻迹板（反面）2.3FPGA板
2.4工装图
五、项目模块
1、寻迹模块
寻迹板送过来的4路检测信号送到FPGA板，FPGA将此4路信号送出至4个LED灯显示状态（检测至黑线亮，否则灭）；同时将此4路信号送到单片机。

2、显示模块（1602液晶/数码管）
显示模块可以采用1602液晶，也可采用数码管来显示。

2.1 小车启动
小车启动时，显示“Start”/“1”。

2.2 小车左拐
小车左拐时，显示“Left”/“2”。

2.3 小车右拐
小车右拐时，显示“Right”/“3”。

2.4 小车前进
小车前进时，显示“Running”/“4”。

2.5 小车后退
小车后退时，显示“Back”/“5”。

2.6 停车
小车停车时，显示“Stop”/“6”。

3、提示音模块
3.1 小车启动
小车启动前发出3声“嘟、嘟、嘟”的声音，提示音结束后，FPGA发出一个启动信号给单片机，从而启动小车。

3.2 停车
小车停车时，FPGA播放一首音乐，音乐播放结束即表示小车完成了任务。

4、FPGA模块
4.1 寻迹信号处理
寻迹板过来的信号一方面送到LED灯显示寻迹状态，另一方面要将此信号送到单片机去处理。

4.2 小车状态显示
将小车的运行状态用1602显示出来。

4.3 提示音
小车启动前，发出3声提示音。

小车停车后播放一首音乐。

4.4 小车启动
小车在发出3声提示音后，FPGA发出一个开始指令给单片机，从而启动小车前进。

4.5 小车停车
小车停车后，FPGA接收到单片机的停车指令，开始播放音乐，直到一首音乐播放完毕。

5、单片机控制模块
5.1 启动小车
小车在接收到FPGA送过来的启动指令后，读取寻迹信号，根据寻迹信号确定小车的运行状态，将小车的运行状态送至FPGA，同时根据相应算法，驱动小车的左右电机前进。

5.2 正常前进
当寻迹板中间两个传感器检测到黑线（任意一个检测到黑线或两个同时检测到黑线），小车都正常前进。

5.3 左拐弯
当最左端的传感器检测到黑线，右端3个传感器检测到白色时，小车应左拐弯。

5.4 右拐弯
当最右端的传感器检测到黑线，左端3个传感器检测到白色时，小车应右拐弯。

5.5 后退
当4个传感器都检测到白色，小车后退。

5.6 停车
当4个传感器同时连续多次检测到黑线（如连续3次），小车停车。

小车停车后，发出一个停车标志信号送给FPGA。

提示：注意停车标志和十字交叉线的区别。

停车标志的宽度要远大于十字交叉线。

六、项目程序（欧明扬完成）
3、循迹程序（部分）
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uint tt=0,flag=0,flag1=0,flag2=0,num=0,stop_buzzer=0;
sbit in1=P2^0;
sbit in2=P2^1;
sbit in3=P2^2;
sbit in4=P2^3;
sbit a=P0^0;
sbit b=P0^1;
sbit c=P0^2;
sbit d=P0^3;
sbit ENA=P2^4;
sbit ENB=P2^5;
sbit control=P1^0;
sbit FPGA1=P1^1;
sbit FPGA2=P1^2;
sbit FPGA3=P1^3;
sbit FPGA4=P1^4;
sbit buzzer=P1^5;
void init_time();
void delay(unsigned int z);
void Turn_left()
{
in1=0;
in2=0;
in3=1;
in4=0;
}
void Turn_right()//本程序为右轮旋转，左轮停止
{
in1=1;
in2=0;
in3=0;
in4=0;
}
void Go()
{
in1=1;
in2=0;
in3=1;
in4=0;
}
void Back()
{
in1=0;
in2=1;
in3=0;
in4=1;
}
void Stop()
{
in1=1;
in2=1;
in3=1;
4、FPGA程序（部分）
Buzzer
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity buzzer is
port(
clk1HZ,clk10MHZ:in std_logic;
out_buzzer,control:out std_logic );
end buzzer;
architecture bhv of buzzer is
signal s1:integer range 0 to 20;
begin
process(clk1HZ)
begin
if (clk1HZ'event and clk1HZ='1') then s1<=s1+1;
if(s1=20) then
s1<=18;
end if;
end if;
end process;
七、总结（刘庆利完成）
本次实训，我们的设计小组有高菊、刘庆利、谢鹏飞、欧明扬四个成员。

小组内有明确的分工，具体的分工及完成情况如上述，在总体设计之前我们全体成员经过了一段时间的讨论，明确了所做项目的具体思路及想法，各成员通过分工之后，都能按时的完成自己的工作，这在实践方面对我们自身都有很大的提高。

并且在此过程中，团队合作、互帮互助、相互讨论，从中提高了我们的团队合作能力。

比如说，我是负责写实训报告的，那么在这之前，我得了解整个团队里的动向，每个人的分工和完成情况。

同时我要对组员所做的工作以及成果进行分析，至少我要对其内容有所了解。

如此，在充满团结和奋斗的精神下，我们小组终于在26号将整个设计与制作圆满完成。

在此结果中，我们可以看到我们做得优秀的方面，但是也固然存在着一些问题，希望老师和各位同学能给与指出，并提出你们宝贵的意见。