简单电子系统设计报告
智能循迹小车
学号
年级10
学院理学院
专业电子信息科学与技术
姓名马洪岳
指导教师刘怀强
f摘要
本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进在意外偏离引导线的情况下自动回位。
本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心以实验室给定的车架为车体两直流机为主驱动附加相应的电源电路下载电路显示电路构成整体电路。自动寻迹的功能采用红外传感器通过检测高低电平将信号送给单片机由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机实现小车的动作。
关键词STC89C51单片机L298N红外传感器寻迹
一、设计目的
通过设计进一步掌握51单片机的应用特别是在控制系统中的应用。进一步学习51单片机在系统中的控制功能能够合理设计单片机的外围电路并使之与单片机构成整个系统。
二、设计要求
该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态通过电机驱动芯片L298N发出控制命令控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制绕跑到行驶一周。
三、软硬件设计
硬件电路的设计
1、最小系统
f小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片图1是其最小系统电路。主要包括时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下
1、电源电路给单片机提供5V电源。
2、复位电路在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
图1单片机最小系统原理图
2、电源电路设计
模型车通过自身系统采集赛道信息获取自身速度信息加以处理由芯片给出指令控制其前进转向等动作各部分都需要由电路支持电源管理尤为重要。在本设计中51单片机使用5V电源电机及舵机使用5V电源。考虑到电源为电池组额定电压为45V实际充满电后电压则为445V所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电舵机及电机直接由电池供电。
3、传感器电路
f光电寻线方案一般由多对红外收发管组成通过检测接收到的反射光强判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部分组成红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电平输出到单片机。
图2赛道检测原理图
4、电机驱动电路
电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品内部包含4通道逻辑驱动
电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器接收标准TTL逻辑电平信号可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图1中U4所示1脚和15脚可单独引出连接电流采样r