哈理工版本電子實(shí)習(xí)報(bào)告智能循跡小車制作

1、電 子 實(shí) 習(xí) 報(bào) 告學(xué) 院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)班級： 計(jì)算機(jī)11-5學(xué)生姓名： 陳秀秀學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 沈永濱完成時(shí)間：成 績：電子實(shí)工啜網(wǎng)離胸：-智能循跡小車制作(D具體軟件個(gè)小1在道中間，沒有偏離軌道，走直線；一旦右側(cè)探管檢測到黑線，說明小車外側(cè)探頭已日期熟練掌握焊接聊地囊幡元器件的識別。. 了解智能循跡小車構(gòu)成的設(shè)計(jì)方法。.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作和溝通能力。實(shí)習(xí)的內(nèi)容、安排,現(xiàn)的功能：紅外尋跡是利用紅外光電對管對路面信號進(jìn)行檢測，經(jīng)過比較器處理之后，送給 “制模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，輸出相應(yīng)的信號給驅(qū)動芯片驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而控制整 "勺運(yùn)動。）行駛直線的控制：利用紅外傳感器的左右最外端

2、倆個(gè)探頭檢測黑線，全白說明 跑出軌道，讓車左拐；同理一旦左側(cè)檢測到黑線，說明左測探頭已經(jīng)出線，執(zhí)行右拐 命令。2）拐直角彎的控制：當(dāng)車前探頭檢測到黑線，執(zhí)行直走，讓車中心探頭去檢測, 一旦車中心探頭檢測到黑線開始左拐，直到車位探頭檢測到跳出左拐命令，繼續(xù)開始 執(zhí)行循跡，通過設(shè)置車中間探頭與車尾探頭的間距，便可以實(shí)現(xiàn)拐彎的角度，進(jìn)而順 利入彎。注意事項(xiàng)：焊接順序，先貼片后插件。芯片及其它元件正方向：芯片：有小圓點(diǎn)的一端為正方向標(biāo)志；電解電容：引腳較長的一端為正，帶白色陰影的一端為負(fù)，在PCB±表現(xiàn)為有陰影 的一端為負(fù)，空白的一端為正；LED有綠線或綠點(diǎn)的一端為反向端，在 PCB

3、3;上表現(xiàn)為有尖的一端；二極管：有黑線的一端為反向端；三.實(shí)習(xí)的具體實(shí)現(xiàn)1 . 系統(tǒng)概述小車的硬件主要包括51單片機(jī)最小系統(tǒng)以及3大模塊：即電源模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、紅外循跡模塊。系統(tǒng)工作框圖如下：2 .單元電路設(shè)計(jì)與分析（原理圖及器件安裝圖附后）1）電源模塊供電系統(tǒng)的原理圖如下INPUTS 7805 OUTPUT單片機(jī)及模塊供電T* 丁”12VINPUT 7806-OUTPUT-電機(jī)供電-r*L -r7805的5V輸出給單片機(jī)以及各個(gè)功能模塊供電，7806的6V輸出給電機(jī)供電作為動力電源。7805與7806要公地。？2）電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動芯片比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N,

4、內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動 電路?？梢苑奖愕尿?qū)動兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。L298內(nèi)部的原理圖如下：OUTK OUT加小車的一個(gè)電機(jī)的正負(fù)極相連，OUT3f OUT4與小車的另一個(gè)電機(jī) 的正負(fù)極相連，單片機(jī)通過控制IN1與IN2,IN3與IN4分別控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。ENA 與EN盼別控制兩個(gè)電機(jī)的使能。L298控制表IN1IN2ENA電機(jī)狀態(tài)xx0停止101順時(shí)針011逆日卅001停止111停止注意：X表示狀態(tài)不定L298有兩路電源分別為邏輯電源和動力電源，6V為邏輯電源，12V為動力電源。J4接入邏輯電源，J6接入動力電源，J1與J2分別為單片機(jī)控制兩個(gè)電機(jī)的輸入端， J3與J5分別與兩

5、個(gè)電機(jī)的正負(fù)極相連。ENAW ENBft接接入6V邏輯電源也就是說兩 個(gè)電機(jī)時(shí)刻都工作在使能狀態(tài)，控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)只有通過J1與J2兩個(gè)接口。由于我們使用的電機(jī)是線圈式的，在從運(yùn)行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)和從順時(shí)針狀態(tài)突 然轉(zhuǎn)換到逆時(shí)針狀態(tài)時(shí)會形成很大的反向電流，在電路中加入二極管的作用就是在產(chǎn) 生反向電流的時(shí)候進(jìn)行泄流，保護(hù)芯片的安全。3）紅外循跡模塊在智能機(jī)器人小車的設(shè)計(jì)中使用的是一體反射式紅外對管，所謂一體就是發(fā)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號是發(fā)射管發(fā)出的紅 外光經(jīng)過反射物的反射后得到的，所以使用紅外對管進(jìn)行循跡時(shí)必須是白色地板加黑 色引導(dǎo)條。電路由一組紅

6、外對管、電位器、運(yùn)算放大器和電阻組成的，R1起到限流的作用，用來控制反光管發(fā)出紅外信號的強(qiáng)弱。接收管實(shí)際上是一個(gè)光敏三極管，基極的光電 流經(jīng)過放大后流經(jīng)電阻R2產(chǎn)生電壓與電位器調(diào)節(jié)后得到的電壓進(jìn)行比較。 A1與電阻組 成一個(gè)比較器。在有紅外信號返回時(shí) OU嘲輸出高電平，反之輸出低電平。說明：信號的檢測通過紅外傳感器發(fā)射紅外線，判斷接受管能否接受到反射回來 的信號，若接收到說明探管下面是白線，反之由于黑線對紅外線的吸收，使之不能接 收到發(fā)射出去的紅外線，因此判斷是黑線，當(dāng)接收到反射的光時(shí)，三極管ce極導(dǎo)通，通過比較器輸出高電平，反之截止輸出低電平，這樣通過將輸出端與單片機(jī)的P 口相接，判斷P口的

7、高低電位，進(jìn)而間接的判斷出檢測到的信號，從而實(shí)現(xiàn)信號的檢測功 能。紅外探測檢測到黑線輸出低電平 0 v,檢測白線為高電平。3、 電路的安裝與調(diào)試焊接注意：焊接順序，先貼片后插件接口電路連接方式:1、電源模塊連接:+12V接電池正極GND負(fù)極電源模塊與單片機(jī)連接：J4與電源+5v GNDf連接，方塊為正。2、紅外模塊與電源模塊連接：1 接電源模塊+5V 2 接電源模塊對應(yīng)地3、紅外模塊與單片機(jī)連接：7 針連接6 針連接5 針連接 4 針連接3 針連接4、電機(jī)驅(qū)動與電源模塊連接：+12V與+6V連接+12V旁的GNDW+6V旁的GND1接+6v GND +6v GND 與電源模塊+5V GND +

8、5V GND 連接5、電機(jī)驅(qū)動與單片機(jī)連接：IN1 與連接IN2 與連接IN3 與連接IN4 與連接硬件測試：單片機(jī)的測試可以通過簡單程序燒錄進(jìn)去測試，各硬件模塊在焊接前先模擬仿真，仿真無誤后按照原理圖焊接電路板，焊接后用萬用表檢測有無虛焊，短接等錯誤，檢測無誤后小心接通電源用萬用表測模塊各端電壓，是否與理論值一致。檢測輸出是否穩(wěn)定，用示波器觀察紋波合理調(diào)整各個(gè)模塊元器件的參數(shù)。紅外探測檢測到黑線輸出低電平0 v ，檢測白線為高電平；激光發(fā)射管輸入為v ，光敏電阻接收到激光返回高電平v ；7805電源模塊輸入12v,輸出；7806電源模塊輸入12v,輸出。元件識別方法：1、電阻:由三位數(shù)組成A

9、BC計(jì)算方法：R=(AX 10+B)X錯誤！未找到引用源。2、電容:電容與電阻的計(jì)算方法相似，但貼片的瓷片電容上并沒有數(shù)字標(biāo)識，到時(shí)候我們會在電容上貼標(biāo)簽以作區(qū)分。3、電解電容如所示，在電解電容的表面標(biāo)注有容值和耐壓值，例如 100UF/16V,表示其容值為 100uF,耐壓值為16V。4、 LED如所示，LED燈有綠線或綠點(diǎn)的一端為反向端。5、二極管如所示，二極管有黑色線條的一端為反向端。貼片二極管6、按鍵及開關(guān) 按鍵或開關(guān)沒有反正，直接插上焊接即可。7、芯片如圖所示，有小圓點(diǎn)的一端為芯片的正方向，在 PCB®上豁口的左邊第一個(gè)引腳為芯片的1引腳芯片引腳序號及封裝4 .心得體會、存

10、在問題和進(jìn)一步的改進(jìn)意見等心得：我們的實(shí)踐能力還很欠缺，尤其表現(xiàn)在理論和實(shí)際聯(lián)系的素質(zhì)。雖然自身 還存在一些問題，但我也收獲了很多。第一，通過實(shí)踐真正覺得自己可以做些什么了 有點(diǎn)存在的小成就感；第二，通過電工實(shí)習(xí)，加強(qiáng)了我們的動手實(shí)踐能力。作為信息 時(shí)代的大學(xué)生基本的動手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。第三，我們對單 片機(jī)有了初步了解這是極其有意義及其趣味性的活動，提高了我們的動手實(shí)踐能力。 由于在焊接的過程中，電阻及其小，不好焊接，容易造成失誤，但是只有經(jīng)過熟練的 練習(xí)，才能逐步的提高。并且，在這個(gè)工程中，團(tuán)結(jié)合作是必不可少的，溝通交流， 使我們的工作更加精益求精。改進(jìn)意見：在穩(wěn)壓模塊方面，7806和7805壓降過大，使其消耗的功率過大，導(dǎo)致 7805, 7806發(fā)熱過大，輸出電流小，影響小車的穩(wěn)定性。最好使用 2576系列穩(wěn)壓管， 使輸出電流都可達(dá)到3A左右。5 .附錄原理圖：供電系統(tǒng)的原理圖如下電機(jī)驅(qū)動模塊原理圖下圖為紅外循跡電路的原理圖：上面電路由一組紅外對管、電位器、運(yùn)算放大器和電阻組成的，R1起到限流的作用，用來控制反光管發(fā)出紅外信號的強(qiáng)弱。接收管實(shí)際上是一個(gè)光敏三極管，基極的 光電流經(jīng)過