循迹小车方案书

人人为我，我为人人，BT分享快乐1循迹小车方案书一、课设题目：循迹小车二、课设要求：1、完成基本设计功能（顺利走一完黑色轨迹一周）2、所用时间长短3、自己发挥部分（音乐、彩灯、壁障、显示等）三、任务时间表：1、元月4-6号完成方案的大体框架，确定大致元器件及元器件相关参数。2、元月7号完成电路图绘制3、元月8号确定元器件清单4、元月9-10进行编程，仿真5、元月11号购买元器件四、框架图五、小车各模块电路图及说明1电源部分：方案1：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。单片机电机循迹小车车体光电传感器车速和方向给定值r|反馈值+偏差e控制器执行器被控对象图1循迹小车框架图人人为我，我为人人，BT分享快乐2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人人为我，我为人人，BT分享快乐3L298的具体参数如下：L298管脚排列如下：3传感器探测部分：方案1：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。人人为我，我为人人，BT分享快乐4方案3：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。人人为我，我为人人，BT分享快乐5图5光电对管检测电路2RPR220参数如下：六、总电路原理图图：人人为我，我为人人，BT分享快乐6图6循迹小车电路图（详见附页）七、元器件清单：元器件数量电机（带轮）2L2981LM3392RPR2204Max2321Stc89c51（带底座）1104电容1010uf电容21k电阻52k电阻5510欧姆510K电阻55.1K电阻210K电位器2个开关5电路板133pf２12Ｍ晶振１Led1人人为我，我为人人，BT分享快乐778051排阻1K1二极管414810八、程序流程图开始启动寻迹程序探测黑线是否探测到黑线判断处理程序(switch)右轮探测到黑线左轮探测到黑线左右轮同时探测到黑线向右转向左转继续前进继续前进是否结束人人为我，我为人人，BT分享快乐8九、参考文献1.李正军。计算机控制系统。北京：机械工业出版社，20052.童诗白，华成英。模拟电子技术基础。北京：高等教育出版社，20033.高峰编。单片微型计算机原理与接口技术。北京：科学出版社，20034.21IC中国电子网。