哈理工版本電子實習報告智能循跡小車制作

哈理工版本電子實習報告智能循跡小車制作哈理工版本電子實習報告智能循跡小車制作哈理工版本電子實習報告智能循跡小車制作電子實習報告學(xué)院：計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)班級：計算機11-5學(xué)生姓名：陳秀秀學(xué)號:指導(dǎo)教師：沈永濱達成時間：成績：電子實習--智能循跡小車制作評閱建議：一.實習目的（1）．嫻熟掌握焊接機能評、閱電教子元師器件的鑒識。日期（2）．認識智能循跡小車構(gòu)成的設(shè)計方法。（3）．培育團隊的協(xié)作和交流能力。二.實習的內(nèi)容、安排詳細實現(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(jīng)過比較器辦理今后，送給軟件控制模塊進行及時控制，輸出相應(yīng)的信號給驅(qū)動芯片驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，從而控制整個小車的運動。）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；一旦右邊探管檢測到黑線，說明小車外側(cè)探頭已跑出軌道，讓車左拐；同理一旦左邊檢測到黑線，說明左測探頭已經(jīng)出線，履行右拐命令。2）拐直角彎的控制：當車前探頭檢測到黑線，履行直走，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，連續(xù)開始履行循跡，經(jīng)過設(shè)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，從而順利入彎。注意事項：焊接次序，先貼片后插件。芯片及其余元件正方向：芯片：有小圓點的一端為正方向標記；電解電容：引腳較長的一端為正，帶白色暗影的一端為負，在PCB上表現(xiàn)為有暗影的一端為負，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；二極管：有黑線的一端為反向端；三.實習的詳細實現(xiàn)1．系統(tǒng)概括小車的硬件主要包含51單片機最小系統(tǒng)以及3大模塊：即電源模塊、電機驅(qū)動模塊、紅外循跡模塊。系統(tǒng)工作框圖以下：2．單元電路設(shè)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)的原理圖以下INPUT7805OUTPUT單片機及模塊供電12vINPUT7806OUTPUT電機供電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(qū)動模塊驅(qū)動芯片比較常有的是15腳Multiwatt封裝的

L298N，內(nèi)部包含

4通道邏輯驅(qū)動電路?？梢苑奖愕尿?qū)動兩個直流電機，或一個兩相步進電機。L298內(nèi)部的原理圖以下：OUT1與OUT2與小車的一個電機的正負極相連，負極相連，單片機經(jīng)過控制IN1與IN2,IN3與分別控制兩個電機的使能。

OUT3與OUT4與小車的另一個電機的正IN4分別控制電機的正反轉(zhuǎn)。ENA與ENBL298控制表IN1IN2xx10010011L298有兩路電源分別為邏輯電源和動力電源，

ENA電機狀態(tài)0停止1順時針1逆時針1停止1停止注意：X表示狀態(tài)不定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)，控制電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)只有經(jīng)過J1與J2兩個接口。因為我們使用的電機是線圈式的，在從運轉(zhuǎn)狀態(tài)忽然變換到停止狀態(tài)和從順時針狀態(tài)忽然變換到逆時針狀態(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(chǎn)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(shè)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同，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)過反射物的反射后獲得的，所以使用紅外對管進行循跡時必然是白色地板加黑色指引條。電路由一組紅外對管、電位器、運算放大器和電阻構(gòu)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。接收管其實是一個光敏三極管，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)理后獲得的電壓進行比較。A1與電阻構(gòu)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：信號的檢測經(jīng)過紅外傳感器發(fā)射紅外線，判斷接受管能否接遇到反射回來的信號，若接收到說明探管下邊是白線，反之因為黑線對紅外線的汲取，使之不可以接收到發(fā)射出去的紅外線，所以判斷是黑線，當接收到反射的光時，三極管ce極導(dǎo)通，經(jīng)過比較器輸出高電平，反之截止輸出低電平，這樣經(jīng)過將輸出端與單片機的P口相接，判斷P口的高低電位，從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0v，檢測白線為高電平。3、電路的安裝與調(diào)試焊接注意：焊接次序，先貼片后插件。接口電路連結(jié)方式：1、電源模塊連結(jié)：+12V接電池正極GND負極電源模塊與單片機連結(jié)：J4與電源+5vGND相連結(jié)，方塊為正。2、紅外模塊與電源模塊連結(jié)：1接電源模塊+5V2接電源模塊對應(yīng)地3、紅外模塊與單片機連結(jié)：7針連結(jié)6針連結(jié)5針連結(jié)4針連結(jié)3針連結(jié)4、電機驅(qū)動與電源模塊連結(jié)：+12V與+6V連結(jié)+12V旁的GND與+6V旁的GND連結(jié)+6vGND+6vGND與電源模塊+5VGND+5VGND連結(jié)5、電機驅(qū)動與單片機連結(jié)：IN1與連結(jié)IN2與連結(jié)IN3與連結(jié)IN4與連結(jié)硬件測試：單片機的測試可以經(jīng)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，仿真無誤后依據(jù)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，檢測無誤后當心接通電源用萬用表測模塊各端電壓，能否與理論值一致。檢測輸出能否堅固，用示波器察看紋波合理調(diào)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0v，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。元件鑒識方法：1、電阻:由三位數(shù)構(gòu)成ABC；計算方法：R=(A×10+B)×錯誤！未找到引用源。。2、電容:電容與電阻的計算方法相像，但貼片的瓷片電容上并無數(shù)字表記，到時候我們會在電容上貼標簽以作劃分。3、電解電容如所示，在電解電容的表面注明有容值和耐壓值，比方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、芯片以以下列圖，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．心得意會、存在問題和進一步的改良建議等心得：我們的實踐能力還很短缺，特別表此刻理論和實質(zhì)聯(lián)系的素質(zhì)。固然自己還存在一些問題，但我也收獲了好多。第一，經(jīng)過實踐真實感覺自己可以做些什么了有點存在的小成就感；第二，經(jīng)過電工實習，增強了我們的著手實踐能力。作為信息時代的大學(xué)生基本的著手能力是全部工作和創(chuàng)辦的基礎(chǔ)和必需條件。第三，我們對單片機有了初步認識這是極其存心義及其興趣性的活動，提升了我們的著手實踐能力。因為在焊接的過程中，電阻及其小，不好焊接，簡單造成失誤，可是只有經(jīng)過嫻熟的練習，才能逐漸的提升。而且，在這個工程中，團聯(lián)合作是必不可以少的，交流交流，使我們的工作更為千錘百煉。改良建議：在穩(wěn)壓模塊方面，7806和7805壓降過大，使其耗費的功率過大，致使7805，7806發(fā)熱過大，輸出電流小，影響小車的堅固性。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)的原理圖以下電機驅(qū)動模塊原理圖以下列圖為紅外循跡電路的原理圖：上邊電路由一組紅外對管、電位器、運算放大器和電阻構(gòu)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。接收管其實是一個光敏三極管，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)理后獲得的電壓進行比較。A1與電阻構(gòu)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。器件圖：電源PCB安裝圖L298的PCB安裝圖：紅外循跡對管的安裝圖：六、參照文件1、2、《新編MIS—51單片機應(yīng)用設(shè)計》哈爾濱工業(yè)大學(xué)第一版社2004年1月第二