循迹小车策划书Word文件下载.docx

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采用6节1.5V干电池供电，电压达到9v，经7805稳压后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。

但干电池电量有限，使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便，因此，我们放弃了这种方案。

方案2：

采用2节4.2V可充电式锂电池串联共8.6V给直流电机供电，经过7805的电压变换后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。

但由于电压不太够，价格昂贵，因此，我们放弃了。

　　方案3：

采用:

9V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。

但蓄电池的体积过于庞大，使用极为不方便，因此，我们放弃了。

　　图1循迹小车框架图

　　方案4：

直接采用9V直流电源，由稳压模块将220v交流电转换为9V直流电，再经7805稳压到5V供单片机，电机使用。

但其不能用于远距离，且在运行中要注意电线的干扰。

由于用于本次设计演示的标轨道不太大，在演示时我们可以人为控制电源线部分，所以我们采用此方案，因为它最经济实惠。

电路图如下

　　：

　　图2电源模块电路图

　　2、电机驱动控制部分：

　　这部分采用专门的电机控制芯片L298，它可同时对两个电机进行驱动控制，电路简单，控制效果好，干扰小，因此我们采用此方案，电路图如下

　　图3电机驱动控制部分电路图

　　L298的具体参数如下：

　　L298管脚排列如下：

　　3传感器探测部分：

用光敏电阻组成光敏探测器。

光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。

当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。

因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。

将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。

因此我们考虑其他更加稳定的方案。

　　方案2：

用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。

红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。

这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工作不够稳定，且容易受外界光线的影响，因此我们放弃了这个方案。

用RpR220型光电对管。

RpR220是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。

　　RpR220采用DIp4封装，其具有如下特点：

塑料透镜可以提高灵敏度。

　　内置可见光过滤器能减小离散光的影响。

体积小，结构紧凑。

　　我们设计并论证了两种光电对管检测及调理电路，电路原理图分别如4和图5所示：

　　图4光电对管检测电路1

　　图4所示电路中，R1起限流电阻的作用，当有光反射回来时，光电对管中的三极管导通，R2的上端变为高电平，此时VT1饱和导通，三极管集电极输出低电平。

　　当没有光反射回来时，光电对管中的三极管不导通，VT1截至，其集电极输出高电平。

VT1在该电路中起到滤波整形的作用。

　　经试验和示波器验证，该电路工作性能一般，输出还有杂散干扰波的成分。

如果输出加施密特触发器就可以实现良好的输出波形。

　　但是这种电路用电量比较大，给此种传感器调理电路供电的电池压降较快。

究其原因，是因为光敏三极管和三极管VT1导通时的导通电流较大。

　　因此我们考虑用比较器的方案。

　　图5光电对管检测电路2

　　RpR220参数如下：

　　六、总电路原理图图：

　　篇二：

智能循迹小车方案

　　自动化06--2班

　　20XX年6月5日

　　自动寻迹小车

　　摘要

　　本寻迹小车是以pcb电路板为车架，AT89s51单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。

系统由AT89s51通过Io口控制小车的前进后退以及转向。

寻迹由RpR220型光电对管完成。

　　关键词：

AT89s51直流电机光电传感器自动寻迹电动车

　　Abstract

　　Thesmartcarisaluminumalloyforthechassis,AT89s51mcuasitscore,includingmotorandservo,plusphotoelectricsensors,aswellasotherflamesensorandpowercircuit.mcucontrolsthecarturningbackforwardorrunningonthewhiteline.RpR220reflectivephotosensorseeksthetrace.Farinfraredflamesensortrackstheflame.Inaddition,thescmsystemwithsunplusforvoicebroadcastcanremindcurrentstatus.ThesystemtransmitsinformationthroughDFmodule.Thecar’sstatuswillbetransmittedtotheRemoteconsole.ocmJ4x8cLcDdisplayand2keysforstartcontrol.

　　Keywords:

AT89s51motorservophotosensorelectricalfireengines

　　一、系统设计

　　1、设计要求

（1）寻线跑

（2）显示小车当前的速度

　　（3）显示时间并记录行驶距离

　　（4）自动避开障碍物

　　（5）其他

　　2、小车循迹的原理

　　这里的循迹是指小车在地板白纸上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。

　　红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；

如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。

单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过3cm。

　　3、模块方案比较与论证

　　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。

　　为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。

　　3.1车体设计

方案1：

购买玩具电动车。

购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。

但是一般的说来，玩具电动车具有如下缺点：

首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。

而且这种电动车一般都价格不菲。

因此我们放弃了此方案。

自己制作电动车。

经过反复考虑论证，我们制定了左右两轮分别驱动，前万向轮转向的方案。

即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体前部装一个万向轮。

　　在安装时我们保证两个驱动电机同轴。

当小车前进时，左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。

这种结构使得小车在前进时比较平稳，为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。

　　对于车架材料的选择，我们经过比较选择了pcb板。

用有pcb板做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观，而且可以直接在其上焊接元件。

综上所述，选择方案2。

　　图2车体底盘图

　　3.2控制器模块

采用可编程逻辑期间cpLD作为控制器。

cpLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、Io资源丰富、易于进行功能扩展。

采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。

但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。

且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案。

采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。

处理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。

但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时，由于其占用的cpu资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。

　　本系统主要是进行寻迹运行的检测以及电机的控制。

如果单纯的使用凌阳单片机，在语音播报的同时小车的控制容易出现不稳定的情况。

从系统的稳定性和编程的简洁性考虑，我们放弃了单纯使用凌阳单片机而考虑其它的方案。

采用Atmel公司的AT89s51单片机作为主控制器。

AT89s51是一个低功耗，高性能cmos8位单片机，片内含4kbytesIsp（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATmeL公司的高密度、

　　非易失性存储技术制造，兼容标准mcs-51指令系统及80c51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和IspFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89s51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

　　AT89s51具有如下特点：

40个引脚，4kbytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAm），32个外部双向输入/输出（I/o）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（wDT）电路，片内时钟振荡器。

　　由于89s51单片机的资源已经可以满足设计需要，且51单片机价格上有优势。

从方便实用不浪费资源的角度考虑，我们选择了方案3。

　　3.3电源模块

　　由于本系统需要电池供电，我们考虑了如下集中方案为系统供电。

采用10节1.5V干电池供电，电压达到15V，经7812稳压后给直流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6V给直流电机供电，经过7812的电压变换后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

锂电池的电量比较足，并且可以充电，重复利用，因此，这种方案比较可行。

但锂电池的价格过于昂贵，使用锂电池会大大超出我们的预算，因此，我们放弃了这种方案。

采用1块充电锂电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

充电电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。

虽然充电电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便，但由于我们的车体设计时留出了足够的空间，并且充电电池的价格比较低。

因此我们选择了此方案。

　　综上考虑，我们选择了方案3。

　　3.4稳压模块

采用两片7812将电压稳压至12V后给直流电机供电，然后采用一片7809将电压稳定至9V，最后经7805将电压稳至5V，给单片机系统和其他芯片供电，但7809和7805压降过大，使7809和7805消耗的功率过大，导致7809

　　篇三：

自动循迹小车方案论文附程序

　　一、设计任务

　　多功能寻迹小车的主要功能就是按给定的黑线自动行走，并通过霍尔传感器测量小车行走时的速度，用LcD12864显示出来，可以通过电机驱动芯片控制小车的速度。

设计这个寻迹小车的目的在于学习和实践，把学到的知识应用于实践。

　　二、设计要求

　　1、硬件要求：

（1）、小车寻迹电路

　　图1黑白线检测电路

　　该电路运用了传感器技术，用反射型TcR来检测地面上的黑白线，该元件在小车运行开始就一直发出红外光，红外光照射到地面。

如果没遇到黑线，红外线就会反射回来给光电三极管，从而使光电三极管导通，然后低电平就会送到比较器的反向输入端，而正向输入端的电压是可调的，当正向电压比反向电压高时，比较器就会输出一个高电压，反之，是低电压。

我们就是应用这一点来通过看LeD信号灯来看是否检测到黑线，所以LeD指示灯亮是告诉我们小车检测到黑线。

　　图2霍尔传感器的接线图

　　霍尔传感器测量原理：

　　测量电机转速的第一步就是要将电机的转速表示为单片机可以识别的脉冲信号，从而进行脉冲计数。

霍尔器件作为一种转速测量系统的传感器，它有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便等优点，因此选用霍尔传感器检测脉冲信号，其基本的测量原理如图2-6所示，当电机转动时，带动传感器运动，产生对应频率的脉冲信号，经过信号处理后输出到计数器或其他的脉冲计数装置，进行转速的测量。

　　图3霍尔传感器测速原理

　　图4电机驱动电路

　　该图是用来驱动小车左右电机的驱动电路，通过In1、In2、In3、In4这4个输入端的设计来实现小车的前、后、左、右运行，用该芯片的最大优点就是控制电路简单，成本低。

　　图5L298n电机驱动芯片

　　图6电源电路

　　该电路可以有效地为系统提供5V电压，有2个指示灯，一个用来指示单片机的通信状态，另一个用来指示电源工作状态。

　　2、软件要求

（1）、编写检测寻迹函数

（2）、编写测速函数

　　（3）、编写电机驱动函数

　　（4）、编写电机调速函数