哈理工版本电子实习报告智能循迹小车制作

哈理工版本电子实习报告智能循迹小车制作

文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

电子实习报告学院：计算机科学与技术

专业班级：计算机11-5

学生姓名：陈秀秀

学号:

指导教师：沈永滨

完成时间：

成绩：

一.

（1

（2

（3

二.

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）行驶直线的控制：利用红外传感器的左右最外端俩个探头检测黑线，全白说明在道中间，没有偏离轨道，走直线；一旦右侧探管检测到黑线，说明小车外侧探

头已跑出轨道，让车左拐；同理一旦左侧检测到黑线，说明左测探头已经出线，执行右拐命令。

2）拐直角弯的控制：当车前探头检测到黑线，执行直走，让车中心探头去检测，一旦车中心探头检测到黑线开始左拐，直到车位探头检测到跳出左拐命令，继续开始执行循迹，通过设置车中间探头与车尾探头的间距，便可以实现拐弯的角度，进而顺利入弯。

注意事项：

焊接顺序，先贴片后插件。

芯片及其它元件正方向：

芯片：有小圆点的一端为正方向标志；

电解电容：引脚较长的一端为正，带白色阴影的一端为负，在PCB上表现为有阴影的一端为负，空白的一端为正；

LED：有绿线或绿点的一端为反向端，在PCB板上表现为有尖的一端；

二极管：有黑线的一端为反向端；

三.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。

系统工作框图如下：

2．单元电路设计与分析（原理图及器件安装图附后）

1）电源模块

供电系统的原理图如下

作为动力电源。7805与7806要公地。

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：

OUT1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

注意：X表示状态不定L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源， 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。

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。

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平 0 v，检测白线为高电平。

3、电路的安装与调试

焊接注意：焊接顺序，先贴片后插件。

接口电路连接方式：

1、电源模块连接：+12V接电池正极 GND负极

电源模块与单片机连接：

J4与电源+5v GND相连接，方块为正。

2、红外模块与电源模块连接：

1接电源模块+5V 2 接电源模块对应地

3、红外模块与单片机连接：

7针连接 6针连接 5针连接 4针连接 3针连接

4、电机驱动与电源模块连接：

+12V 与+6V连接 +12V旁的GND与+6V旁的GND连接

+6v GND +6v GND 与电源模块 +5V GND +5V GND连接

5、电机驱动与单片机连接：

IN1与连接 IN2与连接

IN3与连接 IN4与连接

硬件测试：

单片机的测试可以通过简单程序烧录进去测试，各硬件模块在焊接前先模拟仿真，仿真无误后按照原理图焊接电路板，焊接后用万用表检测有无虚焊，短接等错误，检测无误后小心接通电源用万用表测模块各端电压，是否与理论值一致。检测输出是否稳定，用示波器观察纹波合理调整各个模块元器件的参数。

红外探测检测到黑线输出低电平 0 v，检测白线为高电平；

激光发射管输入为 v ，光敏电阻接收到激光返回高电平 v；

7805电源模块输入12v，输出；

7806电源模块输入12v，输出。

元件识别方法：

1、电阻:

由三位数组成ABC；计算方法：R=(A×10+B)×错误！未找到引用源。。

2、电容:

电容与电阻的计算方法相似，但贴片的瓷片电容上并没有数字标识，到时候我们会在电容上贴标签以作区分。

3、电解电容

如所示，在电解电容的表面标注有容值和耐压值，例如100uF/16V，表示其容值为100uF，耐压值为16V。

4、LED

如所示，LED灯有绿线或绿点的一端为反向端。

5、二极管

如所示，二极管有黑色线条的一端为反向端。

贴片二极管

6、按键及开关

按键或开关没有反正，直接插上焊接即可。

7、芯片

如图所示，有小圆点的一端为芯片的正方向，在PCB板上豁口的左边第一个引脚为芯片的1引脚。