关于智能循迹小车实验报告

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循迹小车实习报告

循迹小车实习报告

一、实习背景随着科技的发展,自动化技术在各个领域得到了广泛应用。

智能循迹小车作为自动化技术的一个重要应用,具有广泛的前景。

为了提高我们的实践能力,培养我们的创新精神,我们参加了智能循迹小车实习课程。

通过本次实习,我们学习了智能循迹小车的设计、制作和调试方法,了解了其工作原理,提高了我们的动手能力和团队协作能力。

二、实习目的1. 熟悉智能循迹小车的结构、原理和功能。

2. 掌握智能循迹小车的制作方法,提高动手能力。

3. 学习电路设计、传感器应用、单片机编程等知识。

4. 培养团队协作精神,提高沟通能力。

三、实习内容1. 智能循迹小车原理及结构智能循迹小车主要由以下几部分组成:车体、驱动电机、传感器、单片机、控制电路等。

车体是智能循迹小车的承载部分,驱动电机负责提供动力,传感器用于检测路面信息,单片机负责处理传感器信息,控制电路负责将单片机的指令转换为电机驱动信号。

2. 电路设计电路设计主要包括以下几个方面:(1)电源电路:为智能循迹小车提供稳定的电源。

(2)驱动电路:将单片机的控制信号转换为电机驱动信号。

(3)传感器电路:将传感器信号转换为单片机可识别的信号。

(4)控制电路:对单片机输出的控制信号进行放大、滤波等处理。

3. 传感器应用智能循迹小车主要采用红外传感器进行路面检测。

红外传感器具有体积小、成本低、安装方便等优点。

在制作过程中,我们需要对红外传感器进行调试,使其能够准确检测路面信息。

4. 单片机编程单片机编程是智能循迹小车实现智能控制的关键。

我们主要学习了C语言编程,掌握了单片机的基本指令、函数、中断等知识。

在编程过程中,我们需要编写程序,使单片机能够根据传感器信息控制小车行驶。

5. 调试与优化在制作过程中,我们需要对智能循迹小车进行调试,使其能够稳定、准确地行驶。

调试过程中,我们需要对电路、传感器、单片机等部分进行调整,以达到最佳效果。

四、实习成果通过本次实习,我们成功制作了一台智能循迹小车,并使其能够稳定、准确地行驶。

智能寻迹小车实验报告

智能寻迹小车实验报告

智能寻迹小车实验报告
实验目的:
设计一个智能寻迹小车,能够依据环境中的黑线自主行驶,并避开障碍物。

实验材料:
1. Arduino开发板
2. 电机驱动模块
3. 智能车底盘
4. 红外传感器
5. 电源线
6. 杜邦线
7. 电池
实验步骤:
1. 按照智能车底盘的说明书将车底盘组装起来。

2. 将Arduino开发板安装在车底盘上,并与电机驱动模块连接。

3. 连接红外传感器到Arduino开发板上,以便检测黑线。

4. 配置代码,使小车能够依据红外传感器检测到的黑线自主行驶。

可以使用PID控制算法来控制小车的速度和方向。

5. 测试小车的寻迹功能,可以在地面上绘制黑线,观察小车是否能够准确地跟随黑线行驶。

6. 根据需要,可以添加避障功能。

可以使用超声波传感器或红外避障传感器来检测障碍物,并调整小车的行驶路线。

实验结果:
经过实验,可以发现小车能够依据红外传感器检测到的黑线自主行驶,并能够避开障碍物。

小车的寻迹功能和避障功能能够实现预期的效果。

实验总结:
本次实验成功设计并实现了智能寻迹小车。

通过使用Arduino 开发板、电机驱动模块和红外传感器等材料,配合合适的代码配置,小车能够准确地跟随黑线行驶,并能够避开障碍物。

该实验展示了智能小车的基本原理和应用,为进一步研究和开发智能车提供了基础。

智能循迹小车实验报告

智能循迹小车实验报告

智能循迹小车实验报告第一篇:智能循迹小车实验报告摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成,小车具有自主寻迹的功能。

本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片,传感器模块采用红外光电对管和比较器实现,能够轻松识别黑白两色路面,同时具有抗环境干扰能力,电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成,组成了智能车的动力系统,电源采用7.2V的直流电池,经过系统组装,从而实现了小车的自动循迹的功能。

关键词智能小车单片机红外光对管 STC89C52 L298N 1 绪论随着科学技术的发展,机器人的设计越来越精细,功能越来越复杂,智能小车作为其的一个分支,也在不断发展。

在近几年的电子设计大赛中,关于小车的智能化功能的实现也多种多样,因此本次我们也打算设计一智能小车,使其能自动识别预制道路,按照设计的道路自行寻迹。

设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片(也可采用其他的芯片),红外对管为识别器件、步进电机为行进部件,设计出一个能够识别以白底为道路色,宽度10mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。

方案设计与方案选择3.1 硬件部分可分为四个模块:单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。

3.1.1 单片机模块为小车运行的核心部件,起控制小车的所有运行状态的作用。

由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52,所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。

STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器,片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器,能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。

其程序和数据存储是分开的。

3.1.2 传感器模块方案一:使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。

阻值经过比较器输出高低电平进行分析,但是光照影响很大,不能稳定工作。

方案二:使用光电传感器来采集路面信息。

循迹小车的实验报告

循迹小车的实验报告

循迹小车的实验报告循迹小车的实验报告引言:循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人,能够通过感知地面上的黑线,实现自主导航。

本次实验旨在探索循迹小车的工作原理及其应用,并对其性能进行评估。

一、实验背景循迹小车作为一种智能机器人,广泛应用于工业自动化、仓储物流、智能家居等领域。

其基本原理是通过光电传感器感知地面上的黑线,根据传感器信号控制电机的转动,从而实现沿着黑线行进。

二、实验过程1. 实验器材准备本次实验所需器材有循迹小车、黑线地毯、计算机等。

通过连接计算机和循迹小车,可以实现对小车的控制和数据传输。

2. 实验步骤(1)将黑线地毯铺设在实验场地上,并保证地毯表面光滑清洁。

(2)将循迹小车放置在地毯上,确保其底部的光电传感器与黑线接触。

(3)通过计算机控制循迹小车的启动,观察小车是否能够准确跟踪黑线行进。

(4)记录小车在不同条件下的行进速度、转弯半径等数据,并进行分析。

三、实验结果1. 循迹性能评估通过实验观察和数据记录,我们发现循迹小车在较为平整、光线充足的黑线地毯上表现较好,能够准确跟踪黑线行进。

然而,在黑线不明显、光线较暗的情况下,小车的循迹性能会有所下降。

2. 行进速度与转弯半径根据实验数据分析,循迹小车的行进速度受到多种因素的影响,包括地面摩擦力、电机功率等。

在实验中,我们发现增加电机功率可以提高小车的行进速度,但同时也会增大转弯半径。

3. 应用前景循迹小车作为一种智能机器人,具有广泛的应用前景。

在工业自动化领域,循迹小车可以用于物料搬运、装配线操作等任务;在仓储物流领域,循迹小车可以实现货物的自动分拣、运输等功能;在智能家居领域,循迹小车可以作为家庭服务机器人,提供家居清洁、送餐等服务。

四、实验总结通过本次实验,我们深入了解了循迹小车的工作原理和应用前景。

循迹小车的循迹性能受到地面条件和光线影响,需要进一步优化。

在实际应用中,循迹小车可以广泛应用于工业自动化、仓储物流和智能家居等领域,为人们的生活和工作带来便利。

智能循迹避障小车实习报告

智能循迹避障小车实习报告

智能循迹避障小车实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展,嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。

智能小车作为一种典型的嵌入式系统应用产品,不仅可以锻炼学生的动手能力,还能深入理解嵌入式系统的原理和应用。

本次实习旨在让学生通过设计制作智能循迹避障小车,掌握嵌入式系统的基本原理,提高动手实践能力,培养创新意识和团队协作精神。

二、实习内容与过程1. 实习准备在实习开始前,我们先学习了嵌入式系统的基本原理,了解了微控制器(如STM32)的工作原理和编程方法。

同时,我们还学习了如何使用相关开发工具(如Keil、CubeMX)进行程序开发和仿真。

2. 设计思路根据实习要求,我们确定了智能循迹避障小车的主要功能:远程控制、循迹、避障。

为了实现这些功能,我们需要选用合适的微控制器、传感器、电机驱动模块等硬件,并编写相应的软件程序。

3. 硬件设计我们选用了STM32F103C8T6作为主控制器,它具有高性能、低功耗的特点。

为了实现循迹功能,我们采用了红外传感器来检测地面上的黑线。

为了实现避障功能,我们采用了超声波传感器来检测前方的障碍物。

此外,我们还选用了两个直流电机来驱动小车行驶,并通过L298N驱动模块来控制电机转动。

4. 软件设计软件设计主要包括初始化配置、循迹算法实现、避障算法实现和远程控制实现。

我们使用了CubeMX工具对STM32的硬件资源进行配置,包括时钟、GPIO、ADC、PWM 等。

然后,我们编写了循迹算法和避障算法,通过不断地读取红外传感器和超声波传感器的数据,调整小车的行驶方向和速度,实现循迹和避障功能。

最后,我们通过蓝牙模块实现了手机APP对小车的远程控制。

5. 实习成果经过一段时间的紧张设计与制作,我们的智能循迹避障小车终于完成了。

在实习总结会议上,我们进行了演示,展示了小车的循迹、避障和远程控制功能。

通过实习,我们不仅掌握了嵌入式系统的设计方法,还提高了团队协作能力。

三、实习收获与反思通过本次实习,我们深入了解了嵌入式系统的设计原理,学会了使用相关开发工具和硬件设备,提高了动手实践能力。

模拟循迹小车实验报告

模拟循迹小车实验报告

一、实验目的1. 理解循迹小车的工作原理,掌握模拟循迹技术。

2. 学习使用传感器检测道路情况,并根据检测结果进行小车控制。

3. 提高嵌入式系统设计和编程能力。

二、实验原理循迹小车是一种能够按照预设轨迹运行的智能小车。

其工作原理是:通过安装在车身上的传感器检测道路情况,并将检测到的信息传输给单片机,单片机根据接收到的信息对小车进行控制,使小车按照预设轨迹运行。

本实验中,我们采用红外对管作为传感器,通过检测红外对管对光线反射的强弱来判断小车是否偏离预设轨迹。

当红外对管检测到光线反射较强时,表示小车偏离了预设轨迹;当红外对管检测到光线反射较弱时,表示小车位于预设轨迹上。

三、实验器材1. 单片机开发板(如STC89C52)2. 红外对管传感器3. 电机驱动模块4. 电机5. 轮胎6. 跑道7. 电阻、电容等电子元件8. 编程软件(如Keil)四、实验步骤1. 硬件连接:将红外对管传感器连接到单片机的I/O口,将电机驱动模块连接到单片机的PWM口,将电机连接到电机驱动模块。

2. 编程:编写程序,实现以下功能:(1)初始化红外对管传感器和电机驱动模块;(2)读取红外对管传感器的状态,判断小车是否偏离预设轨迹;(3)根据红外对管传感器的状态,控制电机驱动模块使小车按照预设轨迹运行。

3. 调试:将程序烧录到单片机中,进行调试。

观察小车是否能够按照预设轨迹运行。

五、实验结果与分析1. 实验结果:经过调试,小车能够按照预设轨迹运行。

2. 分析:(1)红外对管传感器能够有效地检测道路情况,判断小车是否偏离预设轨迹;(2)单片机能够根据红外对管传感器的状态,及时调整电机的转速,使小车按照预设轨迹运行;(3)电机驱动模块能够稳定地驱动电机,使小车运动平稳。

六、实验总结通过本次实验,我们掌握了模拟循迹小车的工作原理,学会了使用传感器检测道路情况,并根据检测结果进行小车控制。

同时,我们还提高了嵌入式系统设计和编程能力。

七、改进建议1. 可以尝试使用其他类型的传感器,如光电传感器、红外线传感器等,以提高循迹精度。

智能小车实验报告心得(3篇)

智能小车实验报告心得(3篇)

第1篇一、引言随着科技的不断发展,人工智能技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。

作为人工智能的一个典型应用,智能小车实验为我们提供了一个将理论知识与实践操作相结合的平台。

在本次智能小车实验中,我深刻体会到了理论知识的重要性,同时也感受到了动手实践带来的乐趣和成就感。

以下是我对本次实验的心得体会。

二、实验目的本次实验旨在通过设计、搭建和调试智能小车,让学生掌握以下知识:1. 传感器原理及在智能小车中的应用;2. 单片机编程及接口技术;3. 电机驱动及控制;4. PID控制算法在智能小车中的应用。

三、实验过程1. 设计阶段在设计阶段,我们首先对智能小车的功能进行了详细规划,包括自动避障、巡线、遥控等功能。

然后,根据功能需求,选择了合适的传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备。

2. 搭建阶段在搭建阶段,我们按照设计图纸,将各个模块连接起来。

在连接过程中,我们遇到了一些问题,如电路板布局不合理、连接线过多等。

通过查阅资料、请教老师,我们逐步解决了这些问题。

3. 编程阶段编程阶段是本次实验的核心环节。

我们采用C语言对单片机进行编程,实现了小车的基本功能。

在编程过程中,我们遇到了许多挑战,如传感器数据处理、电机控制算法等。

通过查阅资料、反复调试,我们最终完成了编程任务。

4. 调试阶段调试阶段是检验实验成果的关键环节。

在调试过程中,我们对小车的各项功能进行了测试,包括避障、巡线、遥控等。

在测试过程中,我们发现了一些问题,如避障效果不稳定、巡线精度不高、遥控距离有限等。

针对这些问题,我们再次查阅资料、调整程序,逐步优化了小车的性能。

四、心得体会1. 理论与实践相结合本次实验让我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。

在实验过程中,我们不仅学习了理论知识,还通过实际操作,将所学知识应用于实践,提高了自己的动手能力。

2. 团队合作在实验过程中,我们充分发挥了团队合作精神。

在遇到问题时,我们互相帮助、共同探讨解决方案,最终完成了实验任务。

循迹小车的实习报告

循迹小车的实习报告

实习报告:循迹小车设计与实现一、实习背景与目的随着科技的不断发展,自动化技术在各个领域得到了广泛的应用。

循迹小车作为一种自动化设备,不仅可以用于娱乐和教育,还可以应用于工业、农业等领域。

本次实习旨在通过设计和制作循迹小车,掌握单片机原理、电路设计、传感器应用等技能,提高自己在自动化领域的实际操作能力。

二、实习内容与过程1. 设计思路在设计循迹小车时,首先需要确定设计思路。

通过对循迹小车的功能和性能要求进行分析,确定采用单片机作为控制核心,利用传感器检测路径,通过电机驱动实现小车的运动。

2. 硬件设计(1)单片机模块:选用51系列单片机作为控制核心,负责接收传感器信号,处理数据,发出控制命令。

(2)传感器模块:采用红外传感器检测路径,当传感器检测到黑线时,输出高电平信号。

(3)电机驱动模块:采用L298N电机驱动模块,负责驱动小车前进、后退和转向。

(4)电源管理模块:为整个系统提供稳定的电源供应。

(5)舵机控制模块:用于调整小车的方向。

3. 软件设计根据设计思路,编写单片机程序,实现对传感器的数据采集、处理和控制命令的发出。

程序主要包括以下部分:(1)传感器信号处理:通过判断传感器信号的变化,确定小车当前所处的状态。

(2)路径识别:根据传感器信号,判断小车是否偏离路径,并调整方向。

(3)速度控制:根据小车所处的状态,调整电机转速,实现速度控制。

(4)舵机控制:根据路径变化,调整舵机角度,使小车保持直线行驶。

三、实习成果与总结经过一段时间的紧张制作,循迹小车终于完成了。

在实际运行中,小车能够准确识别路径,稳定行驶。

通过本次实习,我收获颇丰,总结如下:1. 掌握了单片机原理和编程技巧,提高了自己在嵌入式系统领域的实际操作能力。

2. 学会了电路设计和搭建,熟悉了各种电子元器件的使用。

3. 了解了传感器在自动化设备中的应用,提高了自己在信息处理方面的能力。

4. 学会了团队合作,培养了沟通与协作能力。

总之,本次实习使我受益匪浅,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。

智能寻迹小车实习报告

智能寻迹小车实习报告

智能寻迹小车实习报告一、实习背景与目的随着科技的不断发展,机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。

智能寻迹小车作为一种典型的移动机器人平台,具有在复杂环境中自主导航、避障和完成任务的能力。

本次实习旨在通过设计和制作智能寻迹小车,掌握电子元器件的识别、传感器、电机在控制作用下的具体机械构架,以及单片机控制原理等知识,提高自己在电子技术、机器人技术等方面的实际操作能力。

二、实习内容与过程1. 设计思路本次实习的智能寻迹小车主要通过单片机控制,利用红外线传感器检测地面上的特定标记(如黑线),实现寻迹功能。

同时,通过超声波传感器检测前方障碍物的距离,实现避障功能。

在保证小车能够准确跟随线路的同时,使其能够自动避开障碍物。

2. 硬件设计(1)单片机:选用高性能、低功耗的单片机作为核心控制器,负责处理传感器数据、执行避障和循迹算法,以及控制小车的运动。

(2)传感器模块:红外线传感器用于检测地面上的特定标记,实现寻迹功能。

超声波传感器用于检测前方障碍物的距离,实现避障功能。

(3)电机驱动模块:负责驱动小车的运动,包括前进、后退、转向等。

3. 软件设计软件设计主要涉及系统初始化、线路检测与循迹、避障检测与控制以及控制算法等。

通过编程实现对单片机的控制,使小车能够根据红外线传感器的信号准确跟随线路,并在遇到障碍物时能够自动避开。

4. 实习过程在实习过程中,首先进行了电子元器件的识别和学习,掌握了各种传感器、电机等元器件的工作原理和应用方法。

然后,根据设计思路,进行了硬件电路的搭建和调试,包括单片机、传感器、电机驱动模块等。

最后,进行了软件编程调试,使小车能够实现智能寻迹和避障功能。

三、实习成果与总结通过本次实习,我成功设计和制作了一款智能寻迹小车,掌握了电子元器件的识别、传感器、电机在控制作用下的具体机械构架,以及单片机控制原理等知识。

在实习过程中,我学会了如何将理论知识运用到实际操作中,提高了自己在电子技术、机器人技术等方面的实际操作能力。

智能寻迹小车实验报告

智能寻迹小车实验报告

DIY 达人赛基于STC89C52单片机智能寻迹小车实验报告参赛队伍:队员:2014 年 4 月一、引言我们所处的这个时代是信息革命的时代,各种新技术、新思想层出不穷,纵观世界范围内智能汽车技术的发展,每一次新的进步无不是受新技术新思想的推动。

随着汽车工业的迅速发展,传统的汽车的发展逐渐趋于饱和。

伴随着电子技术和嵌入式技术的迅猛发展,这使得汽车日渐走向智能化。

智能汽车由原先的驾驶更加简单更加安全更加舒适,逐渐的向智能驾驶系统方向发展。

智能驾驶系统相当于智能机器人,能代替人驾驶汽车。

它主要是通过安装在前后保险杠及两侧的红外线摄像机,对汽车前后左右一定区域进行不停地扫描和监视。

计算机、电子地图和光化学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算,并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息,代替人的大脑发出指令,指挥执行系统操作汽车。

1、来源汽车的智能化是21 世纪汽车产业的核心竞争力之一。

汽车的智能化是以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技。

2、智能汽车国外发展情况从20 世纪70 年代开始,美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究,目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。

目前日本、欧美已有企业取得实用化成果。

与国外相比,国内在智能车辆方面的研究起步较晚,规模较小,开展这方面研究工作的单位主要是一些大学和研究所,如国防科技大学、清华大学、吉林大学、北京理工大学、长安大学、沈阳自动化所等。

我国从20 世纪80 年代开始进行无人驾驶汽车的研究,国防科技大学在1992 年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。

先后研制出四代无人驾驶汽车。

第四代全自主无人驾驶汽车于2000 年 6 月在长沙市绕城高速公路上进行了全自主无人驾驶试验,试验最高时速达到75.6Km/h。

3、我们的小车我们做的是基于STC 8 9 C52单片机开发,主要是研究3轮小车的路径识别及其遥控运动。

巡迹小车实验报告

巡迹小车实验报告

巡迹小车实验报告摘要:1.实验背景与目的2.实验设备与材料3.实验步骤与方法4.实验结果与分析5.实验结论与展望正文:一、实验背景与目的随着科技的快速发展,智能小车在物流、仓储等领域的应用越来越广泛。

为了提高小车的路径规划和自主导航能力,研究者们开展了许多实验。

本次实验旨在通过设计一款具有自主寻迹能力的小车,验证其路径跟踪精度和速度,为进一步优化和应用提供参考。

二、实验设备与材料1.小车底盘:采用常见的Arduino 开发板和直流电机驱动,配以车轮组件;2.电子元件:包括Arduino 开发板、电机驱动模块、电池、开关、传感器等;3.软件工具:使用Arduino IDE 编程环境进行程序开发。

三、实验步骤与方法1.搭建小车底盘:根据电路图和设计方案,将电子元件连接到Arduino开发板上,并将电机驱动模块与车轮组件相连;2.编写程序:利用Arduino IDE 编写程序,实现小车的路径跟踪功能;3.测试实验:将小车放置在预设的轨迹上,运行程序,观察小车是否能准确地跟踪轨迹。

四、实验结果与分析实验结果显示,小车能够准确地跟踪预设轨迹,且路径跟踪精度和速度均达到了预期目标。

通过对实验数据的分析,可以得出以下结论:1.小车底盘设计合理,能够满足路径跟踪的需求;2.程序设计有效,实现了小车的自主寻迹功能;3.实验结果表明,小车在实际应用中具有较高的可行性和可靠性。

五、实验结论与展望本次实验成功地设计并实现了一款具有自主寻迹能力的小车。

实验结果表明,小车具备较高的路径跟踪精度和速度,为进一步研究和应用提供了有力支持。

循迹小车实验报告

循迹小车实验报告

循迹小车实验报告循迹小车实验报告引言:循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人,能够根据环境中的光线变化来调整行进方向。

本实验旨在通过搭建一个循迹小车模型,探索其原理和应用。

一、实验材料和方法本次实验所需材料包括Arduino开发板、直流电机、光电传感器、电池组等。

首先,我们将Arduino开发板与直流电机、光电传感器等器件进行连接,确保电路正常。

然后,将循迹小车放置在一个光线变化较大的环境中,例如黑白相间的地面。

最后,通过编写程序,使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向,并实现自动循迹。

二、实验过程和结果在实验过程中,我们首先对光电传感器进行了校准,以确保其能够准确地感知光线的变化。

然后,我们编写了一段简单的程序,使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向。

当光线较亮时,循迹小车向左转;当光线较暗时,循迹小车向右转。

通过不断调试程序,我们成功实现了循迹小车的自动循迹功能。

在实验过程中,我们还发现了一些有趣的现象。

例如,当循迹小车行进到黑白相间的地面上时,光电传感器能够准确地感知到黑白色块的变化,并根据信号进行相应的调整。

这说明循迹小车的循迹原理基于光线的反射和吸收,具有一定的环境适应性。

三、实验结果分析通过本次实验,我们深入了解了循迹小车的原理和应用。

循迹小车通过光电传感器感知环境中的光线变化,从而判断行进方向,实现自动循迹。

这种智能机器人在工业生产、仓储物流等领域具有广泛的应用前景。

然而,循迹小车也存在一些局限性。

首先,其循迹能力受到环境光线的影响较大,当环境光线较弱或过强时,循迹小车的准确性会受到一定的影响。

其次,循迹小车只能在特定的地面上进行循迹,对于其他类型的地面可能无法正常运行。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行合理选择和调整。

四、实验总结通过本次实验,我们对循迹小车的原理和应用有了更深入的了解。

循迹小车作为一种基于光电传感器的智能机器人,具有自动循迹的功能,可以在工业生产、仓储物流等领域发挥重要作用。

我的智能循迹小车报告

我的智能循迹小车报告

目录摘要 (3)1引言 (4)2.方案选择与论证 (4)2.1循迹模块 (5)2.2 车体设计 (5)2.3 控制器模块 (6)2.4电源模块 (6)2.5 循迹传感器模块 (6)2.6 电机模块 (7)2.7 电机驱动模块 (7)3.硬件实现与单元电路设计 (7)3.1.为控制器模块设计 (7)3.2 光电对管电路设计 (8)3.3 循迹光电对管安装 (8)3.4电机驱动的设计 (9)4.软件设计 (9)4.1软件设计的思想 (9)4.2程序流程图........................................................................ 错误!未定义书签。

5.结论 (11)参考文献 (12)附录1系统总体 (13)附录2车体整图 (14)摘要智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。

智能循迹小车就是其中的一个体现。

本次设计的智能循迹小车,采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心;采用红外对管TCRT5000来检测路上黑线,从而把反馈到的信号送单片机,单片机根据反馈回的信号作出判断,单片机采用定时中断实现对直流电机的PWM控制,实现小车左右轮子速度的控制,从而使得小车能够按照已给定的轨迹行走。

最终制作出来的小车能够按照给定的比赛轨道圆滑运行,而且小车速度也有所提高。

但是小车的功能稳定性还有待改进。

关键词:智能车AT89S52 单片机直流电机PWM控制1. 引言图1 小车赛道车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线)。

小车沿着黑线行驶一周,其间要走过2个S型的赛道和两次十字交叉路,其它都为直线与曲线圆滑交接的路。

小车在整个过程中既要最求速度,又要保持其完好的循迹圆滑度。

2图2系统框图根据设计要求,本系统主要由控制器模块、电源模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、电压比较模块等模块构成。

智能循迹小车实验报告

智能循迹小车实验报告

智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车,通过传感器检测路径信息,控制小车的运动方向,使其能够沿着预定的轨迹行驶。

通过本次实验,深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识,提高实际动手能力和问题解决能力。

二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。

红外传感器由红外发射管和接收管组成,当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时,反射光较弱,接收管接收到的信号较弱;当照射到白色区域时,反射光较强,接收管接收到的信号较强。

通过比较接收管的信号强度,即可判断小车是否偏离轨迹。

2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息,采用 PID 控制算法(比例积分微分控制算法)来计算小车的转向控制量。

PID 算法通过对误差(即小车偏离轨迹的程度)进行比例、积分和微分运算,得到一个合适的控制输出,使小车能够快速、准确地回到轨迹上。

3、电机驱动小车的动力由直流电机提供,通过电机驱动芯片(如 L298N)来控制电机的正反转和转速。

根据控制算法计算出的转向控制量,调整左右电机的转速,实现小车的转向和前进。

三、实验器材1、硬件部分单片机开发板(如 STM32 系列)红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方,使其能够检测到黑线轨迹。

将直流电机与驱动模块连接,并安装在小车底盘上。

将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来,搭建好实验电路。

2、软件编程使用单片机编程软件,编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。

通过串口调试助手,将编写好的程序下载到单片机开发板中。

3、调试与优化启动小车,观察其在轨迹上的行驶情况。

根据小车的实际行驶情况,调整 PID 控制算法的参数,优化小车的循迹性能。

不断测试和改进,直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。

智能循迹小车实验报告

智能循迹小车实验报告

简单电子系统设计报告---------智能循迹小车学号201009130102年级10学院理学院专业电子信息科学与技术姓名马洪岳指导教师刘怀强摘要本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。

采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进,在意外偏离引导线的情况下自动回位。

本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心,以实验室给定的车架为车体,两直流机为主驱动,附加相应的电源电路下载电路,显示电路构成整体电路。

自动寻迹的功能采用红外传感器,通过检测高低电平将信号送给单片机,由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机,实现小车的动作。

关键词:STC89C51单片机;L298N;红外传感器;寻迹一、设计目的通过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在控制系统中的应用。

进一步学习51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。

二、设计要求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,绕跑到行驶一周。

三、软硬件设计硬件电路的设计1、最小系统:小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片,图1是其最小系统电路。

主要包括:时钟电路、电源电路、复位电路。

其中各个部分的功能如下:(1)、电源电路:给单片机提供5V电源。

(2)、复位电路:在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。

图1 单片机最小系统原理图2、电源电路设计:模型车通过自身系统,采集赛道信息,获取自身速度信息,加以处理,由芯片给出指令控制其前进转向等动作,各部分都需要由电路支持,电源管理尤为重要。

在本设计中,51单片机使用5V电源,电机及舵机使用5V电源。

考虑到电源为电池组,额定电压为4.5V,实际充满电后电压则为4-4.5V,所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电,舵机及电机直接由电池供电。

寻迹小车实验报告模板

寻迹小车实验报告模板

寻迹小车实验报告模板1. 引言寻迹小车是一种利用红外线传感器来检测地面上黑线的位置,从而实现沿着黑线行驶的智能小车。

这种小车在工业自动化、机器人等领域有着广泛的应用。

本实验旨在通过组装寻迹小车并编写控制程序,探究寻迹原理并验证其功能。

本报告将详细介绍实验所用材料与方法、实验过程与结果分析。

2. 材料与方法2.1 材料- 寻迹小车套装:包括车身、电机、红外线传感器等部分- Arduino开发板及USB数据线- 计算机2.2 方法1. 将寻迹小车按照说明书进行组装,并确保连接正常。

2. 将Arduino开发板连接至计算机,并打开Arduino IDE。

3. 编写控制程序,包括红外线传感器的数据读取与小车运动控制部分。

4. 将程序烧录至Arduino开发板。

5. 放置寻迹小车于地面上的黑线上,并观察小车的运动情况。

3. 实验过程与结果分析3.1 实验过程按照上述方法进行实验,并记录实验过程中的关键步骤及观察结果。

3.2 结果分析分析实验结果,包括小车是否能在黑线上准确行驶、行驶速度是否稳定、控制程序的有效性等方面进行分析,并提出可能的问题与改进方案。

4. 结论通过本次实验,我们成功组装了寻迹小车并编写控制程序,实现了小车沿着黑线行驶的功能。

在实验过程中,我们观察到小车能够准确地跟踪黑线并保持稳定的行驶速度。

然而,在一些曲线等复杂路径上,小车可能会出现偏离线路的情况,需要进一步改进控制程序。

5. 参考文献[1] 张三,李四. 寻迹小车实验方法与分析. 机器人科学与技术学报,2020,(2):56-60.附录:实验代码cinclude <IRremote.h>define IR_LEFT_PIN 4define IR_MIDDLE_PIN 3define IR_RIGHT_PIN 2define MOTOR_LEFT_PIN1 5define MOTOR_LEFT_PIN2 6define MOTOR_RIGHT_PIN1 10define MOTOR_RIGHT_PIN2 11IRrecv irrecv(IR_MIDDLE_PIN);decode_results res;void setup() {pinMode(IR_LEFT_PIN, INPUT);pinMode(IR_MIDDLE_PIN, INPUT);pinMode(IR_RIGHT_PIN, INPUT);pinMode(MOTOR_LEFT_PIN1, OUTPUT); pinMode(MOTOR_LEFT_PIN2, OUTPUT); pinMode(MOTOR_RIGHT_PIN1, OUTPUT); pinMode(MOTOR_RIGHT_PIN2, OUTPUT); irrecv.enableIRIn(); 启用红外线接收器}void loop() {if (irrecv.decode(&res)) {switch (res.value) {case 0xFFFFFFFF: 红外线无信号时停止小车运动stop();break;case 0xFFE01F: 小车前进forward();break;case 0xFF609F: 小车后退backward();break;case 0xFFA857: 小车左转turnLeft();break;case 0xFF9867: 小车右转turnRight();break;}irrecv.resume(); 继续接收红外线信号}}void forward() {digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN1, HIGH); digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN2, LOW); digitalWrite(MOTOR_RIGHT_PIN1, HIGH); digitalWrite(MOTOR_RIGHT_PIN2, LOW); }void backward() {digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN1, LOW); digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN2, HIGH); digitalWrite(MOTOR_RIGHT_PIN1, LOW); digitalWrite(MOTOR_RIGHT_PIN2, HIGH); }void turnLeft() {digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN1, HIGH); digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN2, LOW); digitalWrite(MOTOR_RIGHT_PIN1, LOW); digitalWrite(MOTOR_RIGHT_PIN2, HIGH); }void turnRight() {digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN1, LOW); digitalWrite(MOTOR_LEFT_PIN2, HIGH); digitalWrite(MOTOR_RIGHT_PIN1, HIGH); di。

智能化循迹小车实训报告

智能化循迹小车实训报告

智能循迹小车实训报告系别班级:城信系16车辆一班姓名:叶舒凡学号:20163010314随着素质教育的越来越被重视,我们学校将制作电子智能作品作为我们电子技术根底科目的期末考试内容。

学生通过手动实践能提高解决实际问题的能力,我觉得智能小车是一个不错的硬件平台,它生动有趣而且涉及机械构造、电子根底、传感器原理、自动控制等等,于是我选择了智能循迹小车。

下面对智能循迹小车做实训报告。

1、元件清单2、电路原理图工作原理简介:LM393随时比拟着两路光敏电阻的大小,当出现不平衡时〔例如一侧压黑色跑道〕立即控制一侧电机停转,另一侧电机加速旋转,从而使小车修正方向,恢复到正确的方向上,整个过程是一个闭环控制,因此能快速灵敏地控制。

3、安装说明:本着从简到繁的原那么,我们首先来制作一款由数字电路来控制的智能循迹小车,在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到:光电传感器、电压比拟器、电机驱动电路等相关电子知识。

光敏电阻器件这就是光敏电阻,它能够检测外界光线的强弱,外界光线越强光敏电阻的阻值越小,外界光线越弱阻值越大,当红色LED 光投射到白色区域和黑色跑道时因为反光率的不同,光敏电阻的阻值会发生明显区别,便于后续电路进展控制。

LM393比拟器集成电路LM393是双路电压比拟器集成电路,由两个独立的精细电压比拟器构成。

它的作用是比拟两个输入电压,根据两路输入电压的上下改变输出电压的上下。

输出有两种状态:接近开路或者下拉接近低电平,LM393采用集电极开路输出,所以必须加上拉电阻才能输出高电平。

带减速齿轮的直流电机直流电机驱动小车的话必须要减速,否那么转速过高的话小车跑得太快根本也来不及控制,而且未经减速的话转矩太小甚至跑不起来,我们专门定做的这种电机已经集成了减速齿轮大大降低了制作难度非常适合我们使用。

LM393随时比拟着两路光敏电阻的大小,当出现不平衡时〔例如一侧压黑色跑道〕立即控制一侧电机停转,另一侧电机加速旋转,从而使小车修正方向,恢复到正确的方向上,整个过程是一个闭环控制,因此能快速灵敏地控制。

循迹小车实训报告范文

循迹小车实训报告范文

循迹小车实训报告一、引言随着科技的不断发展,嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。

循迹小车作为嵌入式系统的一个典型应用,具有很高的实用价值。

本次实训旨在通过设计和制作循迹小车,让学生掌握嵌入式系统的基础知识和实践技能,提高学生的动手能力和创新意识。

二、项目背景循迹小车是一种基于传感器和单片机控制的小型移动机器人,能够在预设的轨道上自动行驶。

它由传感器模块、单片机控制模块、电机驱动模块和舵机控制模块等组成。

循迹小车广泛应用于工业自动化、物流搬运、环境监测等领域。

三、项目目标1. 掌握循迹小车的工作原理和设计方法;2. 学会使用传感器、单片机、电机驱动模块和舵机等硬件;3. 熟悉C语言编程,编写循迹小车的控制程序;4. 培养团队合作精神和创新意识。

四、项目内容1. 硬件设计(1)传感器模块:采用红外对管作为传感器,用于检测轨道线。

(2)单片机控制模块:采用51单片机作为控制核心,负责处理传感器信号,控制电机驱动模块和舵机控制模块。

(3)电机驱动模块:采用L298N电机驱动芯片,驱动两个直流电机。

(4)舵机控制模块:采用SG90舵机,用于控制小车转向。

2. 软件设计(1)主程序:初始化各个模块,读取传感器信号,根据信号判断小车位置,控制电机驱动模块和舵机控制模块。

(2)中断服务程序:处理传感器中断,实时调整小车行驶方向。

3. 系统调试(1)硬件调试:检查电路连接是否正确,确保各个模块正常工作。

(2)软件调试:通过程序调试,使小车能够准确循迹。

五、项目实施1. 硬件制作(1)根据电路图,焊接传感器、单片机、电机驱动模块和舵机等元器件。

(2)搭建循迹小车车体,连接各个模块。

2. 软件编程(1)编写主程序,实现小车循迹功能。

(2)编写中断服务程序,实现小车转向功能。

3. 系统调试(1)调试硬件电路,确保各个模块正常工作。

(2)调试软件程序,使小车能够准确循迹。

六、项目成果1. 成功制作了一辆循迹小车,能够准确地在预设轨道上行驶。

智能循迹小车报告.doc

智能循迹小车报告.doc

智能循迹小车报告.doc一、前言智能循迹小车是一款基于机器人技术的智能装备,主要实现对机器人的智能控制和追踪操作,适用于各种场景中的巡航及运输。

智能循迹小车在各类工业现场、家庭生活中得到广泛应用。

本报告将对智能循迹小车的相关技术、应用及未来发展进行分析与总结。

二、技术原理智能循迹小车的核心技术是基于计算机视觉和机器人导航领域中的视觉跟踪技术,实现对目标的追踪和路径规划。

该技术主要包括如下步骤:1. 传感器采集数据:智能循迹小车配备了多种传感器,如激光雷达、摄像头、红外线传感器等,用于采集目标物体的信息;2. 数据处理:接收传感器采集的数据后,智能循迹小车通过算法处理,将数据转化成可供计算机识别的数字信号;3. 目标检测:将数字信号传入计算机,通过人工智能、机器学习等技术实现对目标的识别、分类和跟踪;4. 路径规划:根据目标的位置和运动轨迹,智能循迹小车通过算法实现路径规划和自主导航,避开障碍物,寻找最短路径;5. 控制执行:根据路径规划生成的控制信号,智能循迹小车对轮子和电机执行精确的控制,实现移动和自动导航。

三、应用现状智能循迹小车在生产、物流、安防、家庭生活等众多领域得到广泛应用,以下列举几种应用场景。

1. 工业自动化:在工业生产自动化方面,智能循迹小车可以用于运输原材料和成品、仓库货物的自动化管理、装配线物料转移等。

机器人可以根据目标位置和运动方向,自动运行到指定位置,精准地完成操作任务。

2. 物流配送:智能循迹小车可以用于大型物流中心的快递配送、医院内的物资搬运等场景。

机器人通过自主路径规划和导航,可以自动避开障碍物,并将货物准确地送到目的地,提高了生产效率和准确性。

3. 家庭服务:智能循迹小车还可应用于家庭服务领域,如智能扫地机器人、智能花盆机器人等。

机器人自动巡航,清洁地面,喷水浇花,实现人机交互。

4. 安防监控:在安防监控领域,智能循迹小车可以应用于产品物流追踪、边境巡逻等领域。

机器人对区域进行自动巡航,通过多种传感器检测目标,将异常情况反馈给监控中心,实现精确的实时监控。

智能寻迹小车实训报告[大全]

智能寻迹小车实训报告[大全]

智能寻迹小车实训报告[大全]第一篇:智能寻迹小车实训报告[大全]目录1、引言1.1智能小车的设计意义和作用 (3)2、系统总体设计 (4)3、硬件设计3.1循线模块 (5)4、软件设计4.1软件调试平台.............................................7 4.2系统软件流程.............................................8 4.3系统软件程序 (9)5、调试及性能分析 (12)6、设计总结 (13)7、作品实物图 (14)8、参考文献 (15)1、引言1.1智能小车的设计意义和作用智能小车是移动式机器人的重要组成部分,介绍一种基于AT89S52单片机的智能小车。

通过不断检测各个模块传感器的输入信号,根据内置的程序分别控制小车左右两个直流电机运转,实现小车自动识别路线,寻找光源,判断并避开障碍物,检测道路上的铁片、发出声光信息并计数显示,智能停车等功能。

作为20世纪自动化领域的重大成就,机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。

因此为了使智能小车工作在最佳状态,进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。

智能小车要实现自动寻迹功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物,感知导引线相当给机器人一个视觉功能。

避障控制系统是基于自动导引小车(avg—auto-guide vehicle)系统,基于它的智能小车实现自动识别路线,判断并自动避开障碍,选择正确的行进路线。

使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。

该智能小车可以作为机器人的典型代表.它可以分为三大组成部分:传感器检测部分,,执行部分,cpu。

机器人要实现自动避障功能,还可以扩展循迹等功能,感知导引线和障碍物。

可以实现小车自动识别路线,选择正确的行进路线,并检测到障碍物自动躲避。

考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。

智能小车的执行部分,是由直流电机来充当的,主要控制小车的行进方向和速度。

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摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成,小车具有自主寻迹的功能。

本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片,传感器模块采用红外光电对管和比较器实现,能够轻松识别黑白两色路面,同时具有抗环境干扰能力,电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成,组成了智能车的动力系统,电源采用7.2V的直流电池,经过系统组装,从而实现了小车的自动循迹的功能。

关键词智能小车 STC89C52单片机 L298N 红外光对管1绪论随着科学技术的发展,机器人的设计越来越精细,功能越来越复杂,智能小车作为其的一个分支,也在不断发展。

在近几年的电子设计大赛中,关于小车的智能化功能的实现也多种多样,因此本次我们也打算设计一智能小车,使其能自动识别预制道路,按照设计的道路自行寻迹。

2设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片(也可采用其他的芯片),红外对管为识别器件、步进电机为行进部件,设计出一个能够识别以白底为道路色,宽度10mm 左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。

3方案设计与方案选择3.1硬件部分可分为四个模块:单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。

3.1.1单片机模块为小车运行的核心部件,起控制小车的所有运行状态的作用。

由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52,所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。

STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器,片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器,能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。

其程序和数据存储是分开的。

3.1.2传感器模块方案一:使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。

阻值经过比较器输出高低电平进行分析,但是光照影响很大,不能稳定工作。

方案二:使用光电传感器来采集路面信息。

使用红外光电对管,其结构简明,实现方便,成本低廉,没有复杂的图像处理工作,因此反应灵敏,响应时间少。

但也存在不足,它能获取的信息是不完全的,容易受很多扰动(如背景光源,高度等)的影响,抗干扰能力较差。

方案三:使用CCD传感器来采集路面信息。

使用CCD可以获取大量的图像信息,掌握全面的路径信息,抗干扰能力强,为以后功能的扩展提供方便。

但使用CCD需要大量的图像处理工作,进行大量数据的存储和计算,因此电路复杂,实现起来工作量大。

方案四:使用光电对管采集路面信息。

RPR220结构紧凑,体积小,调整电路简单工作性能稳定。

可见方案四最适宜,但仅从此项目考虑,方案二成本低,也能完成设计,故选用方案二。

3.1.3电机控制模块3.1.3.1电机的选择方案一:采用步进电机,其转过的角度可以精确定位,可实现小车行进过程的精确定位。

但步进电机的输出力矩低,随转速的升高而降低,且转速越快下降得越快。

方案二:采用直流电机,其转动力矩大,体积小,重量轻,装配简单,操作方便。

速度的调节可以改变电压也可以调节PWM。

基于以上,我们选择了方案二,使用直流电机作为驱动电机。

3.1.3.2电机的驱动采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片,其操作方便,稳定性好,性能优良。

一片L298N就可以分别控制两个直流电机。

3.1.4电源模块给整个系统稳定供电以保持其正常工作,包括7.2V的电源以及转5V部分,其中7.2V的是给电机和其驱动供电,5V的用来驱动单片机及其他芯片。

以上单元连接如下图所示:3.2软件部分3.2.1程序流程图此系统采用89C52单片机,再根据硬件连接,通过相应的软件来完成对信号的采集和数据的分析,再控制小车的运行状态,以下为主程序流程图:3.2.2程序设计思路3.2.2.1寻迹模块程序通过传感器获得路面信息然后反馈给单片机,再通过单片机来实现相应的功能。

3.2.2.2电机驱动模块程序控制两个直流电机,实现前进、后退、前左转、前右转、停车等功能。

4各部分电路的作用及电路工作原理分析4.1信号采集模块4.1.1TCRT500结构与工作原理TCRT5000(L)具有紧凑的结构发光灯和检测器安排在同一方向上,利用红外光谱反射对象存在另一个对象上,操作的波长大约是950毫米。

探测器由光电晶体三极管组成的,它由高发射功率红外光电二极管和高度灵敏光电晶体管组成。

通过测试,其检测距离在2mm-10mm。

TCRT5000的发射管和接收管是一起封装在矩形塑料壳中,为了使检测更加准确,我们用了5只TCRT5000检测黑线,实物见图4-1。

4.1.2信号采集电路图及原理小车在白色地面行驶时,红外发射管发出的红外信号被反射,接收管收到信号后,输出端为低电平,经过比较器比较后输出为低电平。

而当红外信号遇到黑色导轨时,红外信号被吸收,接收管不能接收信号,输出端为高电平,经过比较器比较后输出高电平。

单片机通过采集每个比较器的输出端电压,便可以检测出黑线的相对位置的位置,从而控制小车的行驶方向。

4.2信息处理模块4.2.1原理检测到白色路面的红外接收头处理后送出的是低电平,而检测到黑色路线的检测头送出的是高电平,由此可根据这5个红外接收头的高低电平判断路线情况而调整小车前进方向。

具体情况有如下几种:a 检测到 1 1 1 1 1 或0 0 0 0 0小车应该停止。

b 检测到 1 0 0 0 0 或0 1 0 0 0 或1 1 0 0 0 说明路线向左偏,小车向左转。

c 检测到0 0 0 0 1 或00 0 1 0 或0 0 0 1 1说明路线向右偏,小车向左转。

d 检测到x x 1 x x(x不全为1)说明线路是直的,小车直走。

4.3电机驱动模块4.3.1直流电机给两个电刷A和B加上直流电源,如上图(a)所示,则有直流电流从电刷 A 流入,经过线圈abcd,从电刷 B 流出,根据电磁力定律,载流导体ab 和cd收到电磁力的作用,其方向可由左手定则判定,两段导体受到的力形成了一个转矩,使得转子逆时针转动。

如果转子转到如上图(b)所示的位置,电刷 A 和换向片2接触,电刷 B 和换向片1接触,直流电流从电刷 A 流入,在线圈中的流动方向是dcba,从电刷 B 流出。

此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定,它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。

这就是直流电动机的工作原理。

外加的电源是直流的,但由于电刷和换向片的作用,在线圈中流过的电流是交流的,其产生的转矩的方向却是不变的。

实用中的直流电动机转子上的绕组也不是由一个线圈构成,同样是由多个线圈连接而成,以减少电动机电磁转矩的波动,绕组形式同发电机。

4.3.2电路图我们采用成品L298N电机驱动模块,采用光电耦合器件隔离单片机与L298N 的控制电路,工艺精度高,性能可靠。

L298N模块内部通过H桥电路实现直流电机的正转,反转,其原理如下:如图4-3所示,全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态,S1、S2为一组,S3、S4 为另一组,两组的状态互补,一组导通则另一组必须关断。

当S1、S2导通时,S3、S4关断,电机两端加正向电压,可以实现电机的正转或反转制动;当S3、S4导通时,S1、S2关断,电机两端为反向电压,电机反转或正转制动。

桥驱动电路4.3.3原理L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。

该芯片采用15脚封装。

主要特点是: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;额定功率25W。

内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载;采用标准逻辑电平信号控制;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。

使用L298N芯片驱动电机,该芯片可以驱动两台直流电机。

5系统调试5.1硬件部分焊接完成后,首先进行的调试是用数字万用表测量各个电路是否焊接正常,是否有虚焊漏焊等现象的出现,以及各个电容是否是正常的未被击穿状态、电阻的阻值是否与设计的原理图上的一致。

接通电源,用数字万用表测量当有+5V的各引脚是否有+5V的电压,测量电路中是否出现了不该有的短路现象。

接入光电传感器模块,使各个光电检测器的光电对管靠近白纸,观察对应的发光二极管是否发光,不发光表示正常。

然后再使各个光电对管靠近黑线,观察对应的发光二级管是否发光,发光表示正常。

5.2软件部分我们先测试了小车的前进,停止,左转和右转。

组装信号采集模块后,实现小车的自动循迹功能。

具体实现程序见附录一6总结实验结果如符合实验要求,小车按照黑胶布轨迹前进,并能够及时正确显示小车的行进状态以及行进距离。

具体现象如下:左边传感器检测到黑线,小车左转;右边传感器检测到黑线,小车右转;中间传感器检测到黑线,小车直行。

从而就可以完成对黑胶布的循迹功能。

7参考文献[1]电子信息专业实验教程赵刚李佐儒四川大学出版社[2]单片机C语言教程郭天祥电子工业出版社[3]模拟电子技术童诗白清华大学出版社附录一程序:#include<reg52.h>sbit DJ_left_s = P1^0; //直流电机控制sbit DJ_left_n = P1^1;sbit DJ_right_s = P1^2;sbit DJ_right_n = P1^3;//左转函数void Turn_right(){DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 1;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}//右转函数void Turn_left(){DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 1;}//前进函数void Go_ahead(){DJ_left_s = 1;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 1;DJ_right_n = 0;}//停止函数void Stop(){DJ_left_s = 0;DJ_left_n = 0;DJ_right_s = 0;DJ_right_n = 0;}//循迹函数void xunji(unsigned int m){if(m==0x7c){Turn_right();return;}if(m&0x10){Go_ahead();return;}if(m&0x0c){Turn_right();return;}if(m&0x60){Turn_left();return;}}//主函数void main(){while(1){xunji(P2&0x7c);}}附录二1实物图:1。

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