哈理工版本電子實習報告——智能循跡小車制作

1、電子實習報告學 院： 計算機科學與技術 專業(yè)班級： 學生姓名： 學 號: 指導教師： 完成時間： 成 績： 評閱意見： 評閱教師 日期 電子實習-智能循跡小車制作一. 實習目的（1）熟練掌握焊接機能、電子元器件的識別。（2）了解智能循跡小車構成的設計方法。（3）培養(yǎng)團隊的協(xié)作和溝通能力。二. 實習的內容、安排具體實現(xiàn)的功能：紅外尋跡是利用紅外光電對管對路面信號進行檢測，經過比較器處理之后，送給軟件控制模塊進行實時控制，輸出相應的信號給驅動芯片驅動電機轉動，從而控制整個小車的運動。 1）行駛直線的控制：利用紅外傳感器的左右最外端倆個探頭檢測黑線，全白說明在道中間，沒有偏離軌道，走直線；一旦右側探

2、管檢測到黑線，說明小車外側探頭已跑出軌道，讓車左拐；同理一旦左側檢測到黑線，說明左測探頭已經出線，執(zhí)行右拐命令。2）拐直角彎的控制：當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，通過設置車中間探頭與車尾探頭的間距，便可以實現(xiàn)拐彎的角度，進而順利入彎。注意事項：焊接順序，先貼片后插件。芯片及其它元件正方向： 芯片：有小圓點的一端為正方向標志；電解電容：引腳較長的一端為正，帶白色陰影的一端為負，在PCB上表現(xiàn)為有陰影的一端為負，空白的一端為正；LED：有綠線或綠點的一端為反向端，在PCB板上表現(xiàn)為有尖的一端；

3、二極管：有黑線的一端為反向端；三. 實習的具體實現(xiàn)1 系統(tǒng)概述小車的硬件主要包括51單片機最小系統(tǒng)以及3大模塊：即電源模塊、電機驅動模塊、紅外循跡模塊。系統(tǒng)工作框圖如下：2 單元電路設計與分析（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 7805的5V輸出給單片機以及各個功能模塊供電，7806的6V輸出給電機供 電作為動力電源。7805與7806要公地。   2）電機驅動模塊 驅動芯片比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內部包含4通道邏輯驅動電路?？梢苑奖愕尿寗觾蓚€直流電機，或一個兩相步進電機。L298內部的原理圖如下： OUT1與OUT2

4、與小車的一個電機的正負極相連，OUT3與OUT4與小車的另一個電機的正負極相連，單片機通過控制IN1與IN2,IN3與IN4分別控制電機的正反轉。ENA與ENB分別控制兩個電機的使能。L298控制表IN1IN2ENA電機狀態(tài)xx0停止101順時針011逆時針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分別為單片機控制兩個電機的輸入端，J3與J5分別與兩個電機的正負極相連。ENA與ENB直接接入6V邏輯電源也就是說兩個電機時刻都工作在使能狀態(tài)，控制電機的運行狀態(tài)只有通過

5、J1與J2兩個接口。由于我們使用的電機是線圈式的，在從運行狀態(tài)突然轉換到停止狀態(tài)和從順時針狀態(tài)突然轉換到逆時針狀態(tài)時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生反向電流的時候進行泄流，保護芯片的安全。3）紅外循跡模塊在智能機器人小車的設計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)出的紅外光經過反射物的反射后得到的，所以使用紅外對管進行循跡時必須是白色地板加黑色引導條。電路由一組紅外對管、電位器、運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)出紅外信號的強弱。接收管實際上是一個光敏三極管，基極的光

6、電流經過放大后流經電阻R2產生電壓與電位器調節(jié)后得到的電壓進行比較。A1與電阻組成一個比較器。在有紅外信號返回時OUT端輸出高電平，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，當接收到反射的光時，三極管c e極導通，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的P口相接，判斷P口的高低電位，進而間接的判斷出檢測到的信號，從而實現(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 3.75v。3、 電路

7、的安裝與調試焊接注意：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負極電源模塊與單片機連接：J4與電源+5v GND相連接，方塊為正。2、紅外模塊與電源模塊連接：1接電源模塊+5V 2 接電源模塊對應地3、紅外模塊與單片機連接：7針連接p1.0 6針連接p1.1 5針連接p1.2 4針連接p1.3 3針連接p1.44、電機驅動與電源模塊連接：+12V 與+6V連接 +12V旁的GND與+6V旁的GND連接+6v GND +6v GND 與電源模塊 +5V GND +5V GND連接5、電機驅動與單片機連接：IN1與p2.0連接 IN2與p2.1連接I

8、N3與p2.2連接 IN4與p2.3連接硬件測試：單片機的測試可以通過簡單程序燒錄進去測試，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整各個模塊元器件的參數(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 3.75v；激光發(fā)射管輸入為4.95 v ，光敏電阻接收到激光返回高電平 3.7 v；7805電源模塊輸入12v，輸出5.04v；7806電源模塊輸入12v，輸出5.98v。元件識別方法：1、電阻:由三位數(shù)組成ABC；計算

9、方法：R=(A×10+B)×。2、電容:電容與電阻的計算方法相似，但貼片的瓷片電容上并沒有數(shù)字標識，到時候我們會在電容上貼標簽以作區(qū)分。3、電解電容如Error! Reference source not found.所示，在電解電容的表面標注有容值和耐壓值，例如100uF/16V，表示其容值為100uF，耐壓值為16V。4、LED如Error! Reference source not found.所示，LED燈有綠線或綠點的一端為反向端。5、二極管如Error! Reference source not found.所示，二極管有黑色線條的一端為反向端。 貼片二極管6、

10、按鍵及開關按鍵或開關沒有反正，直接插上焊接即可。7、芯片如圖所示，有小圓點的一端為芯片的正方向，在PCB板上豁口的左邊第一個引腳為芯片的1引腳。芯片引腳序號及封裝四心得體會、存在問題和進一步的改進意見等心得：我們的實踐能力還很欠缺，尤其表現(xiàn)在理論和實際聯(lián)系的素質。雖然自身還存在一些問題，但我也收獲了很多。第一，通過實踐真正覺得自己可以做些什么了有點存在的小成就感；第二，通過電工實習，加強了我們的動手實踐能力。作為信息時代的大學生基本的動手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎和必要條件。第三，我們對單片機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，但是只有經過熟練的練習，才能逐步的提高。并且，在這個工程中，團結合作是必不可少的，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，使輸出電流都可達到3A左右。五附錄原理圖：供電系統(tǒng)的原理圖如下電機驅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)出紅外信號的強弱。接收管實際上是一個光敏三極管，基極的光電流