哈理工版本_電子實(shí)習(xí)報(bào)告_智能循跡小車制作

1、 電子實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué) 院： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)班級(jí)： 計(jì)算機(jī)11-5 學(xué)生： 秀秀 學(xué) 號(hào): 1104010502 指導(dǎo)教師： 永濱 完成時(shí)間： 2012.7.6 成 績(jī)： 評(píng)閱意見： 評(píng)閱教師 日期 電子實(shí)習(xí)-智能循跡小車制作一. 實(shí)習(xí)目的（1）熟練掌握焊接機(jī)能、電子元器件的識(shí)別。（2）了解智能循跡小車構(gòu)成的設(shè)計(jì)方法。（3）培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作和溝通能力。二. 實(shí)習(xí)的容、安排具體實(shí)現(xiàn)的功能：紅外尋跡是利用紅外光電對(duì)管對(duì)路面信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過比較器處理之后，送給軟件控制模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，輸出相應(yīng)的信號(hào)給驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制整個(gè)小車的運(yùn)動(dòng)。 1）行駛直線的控制：利用紅外傳感器的左右最外端倆個(gè)

2、探頭檢測(cè)黑線，全白說明在道中間，沒有偏離軌道，走直線；一旦右側(cè)探管檢測(cè)到黑線，說明小車外側(cè)探頭已跑出軌道，讓車左拐；同理一旦左側(cè)檢測(cè)到黑線，說明左測(cè)探頭已經(jīng)出線，執(zhí)行右拐命令。2）拐直角彎的控制：當(dāng)車前探頭檢測(cè)到黑線，執(zhí)行直走，讓車中心探頭去檢測(cè)，一旦車中心探頭檢測(cè)到黑線開始左拐，直到車位探頭檢測(cè)到跳出左拐命令，繼續(xù)開始執(zhí)行循跡，通過設(shè)置車中間探頭與車尾探頭的間距，便可以實(shí)現(xiàn)拐彎的角度，進(jìn)而順利入彎。注意事項(xiàng)：焊接順序，先貼片后插件。芯片與其它元件正方向： 芯片：有小圓點(diǎn)的一端為正方向標(biāo)志；電解電容：引腳較長(zhǎng)的一端為正，帶白色陰影的一端為負(fù)，在PCB上表現(xiàn)為有陰影的一端為負(fù)，空白的一端為正；L

3、ED：有綠線或綠點(diǎn)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(shí)習(xí)的具體實(shí)現(xiàn)1 系統(tǒng)概述小車的硬件主要包括51單片機(jī)最小系統(tǒng)以與3大模塊：即電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、紅外循跡模塊。系統(tǒng)工作框圖如下：2 單元電路設(shè)計(jì)與分析（原理圖與器件安裝圖附后）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(jī)以與各個(gè)功能模塊供電，7806的6V輸出給電機(jī)供 電作為動(dòng)力電源。7805與7806要公地。  2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 驅(qū)動(dòng)芯片比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。可以方便的驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩

4、相步進(jìn)電機(jī)。L298部的原理圖如下：OUT1與OUT2與小車的一個(gè)電機(jī)的正負(fù)極相連，OUT3與OUT4與小車的另一個(gè)電機(jī)的正負(fù)極相連，單片機(jī)通過控制IN1與IN2,IN3與IN4分別控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。ENA與ENB分別控制兩個(gè)電機(jī)的使能。L298控制表IN1IN2ENA電機(jī)狀態(tài)xx0停止101順時(shí)針011逆時(shí)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(dòng)力電源， 6V為邏輯電源， 12V為動(dòng)力電源。J4接入邏輯電源，J6接入動(dòng)力電源，J1與J2分別為單片機(jī)控制兩個(gè)電機(jī)的輸入端，J3與J5分別與兩個(gè)電機(jī)的正負(fù)極相連。ENA與ENB直接接入6V邏輯電源也就是說兩

5、個(gè)電機(jī)時(shí)刻都工作在使能狀態(tài)，控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)只有通過J1與J2兩個(gè)接口。由于我們使用的電機(jī)是線圈式的，在從運(yùn)行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)和從順時(shí)針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到逆時(shí)針狀態(tài)時(shí)會(huì)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(shí)候進(jìn)行泄流，保護(hù)芯片的安全。3）紅外循跡模塊在智能機(jī)器人小車的設(shè)計(jì)中使用的是一體反射式紅外對(duì)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(hào)是發(fā)射管發(fā)出的紅外光經(jīng)過反射物的反射后得到的，所以使用紅外對(duì)管進(jìn)行循跡時(shí)必須是白色地板加黑色引導(dǎo)條。電路由一組紅外對(duì)管、電位器、運(yùn)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

6、紅外信號(hào)的強(qiáng)弱。接收管實(shí)際上是一個(gè)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)節(jié)后得到的電壓進(jìn)行比較。A1與電阻組成一個(gè)比較器。在有紅外信號(hào)返回時(shí)OUT端輸出高電平，反之輸出低電平。說明：信號(hào)的檢測(cè)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(hào)，若接收到說明探管下面是白線，反之由于黑線對(duì)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(dāng)接收到反射的光時(shí)，三極管c e極導(dǎo)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(jī)的P口相接，判斷P口的高低電位，進(jìn)而間接的判斷出檢測(cè)到的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)功能。紅外探測(cè)檢測(cè)到黑線輸出低

7、電平 0 v，檢測(cè)白線為高電平 3.75v。3、 電路的安裝與調(diào)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(fù)極電源模塊與單片機(jī)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(duì)應(yīng)地3、紅外模塊與單片機(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)與單片

8、機(jī)連接：IN1與p2.0連接 IN2與p2.1連接IN3與p2.2連接 IN4與p2.3連接硬件測(cè)試：?jiǎn)纹瑱C(jī)的測(cè)試可以通過簡(jiǎn)單程序燒錄進(jìn)去測(cè)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(cè)有無虛焊，短接等錯(cuò)誤，檢測(cè)無誤后小心接通電源用萬用表測(cè)模塊各端電壓，是否與理論值一致。檢測(cè)輸出是否穩(wěn)定，用示波器觀察紋波合理調(diào)整各個(gè)模塊元器件的參數(shù)。紅外探測(cè)檢測(cè)到黑線輸出低電平 0 v，檢測(cè)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5.98

9、v。元件識(shí)別方法：1、電阻:由三位數(shù)組成ABC；計(jì)算方法：R=(A×10+B)×錯(cuò)誤！未找到引用源。2、電容:電容與電阻的計(jì)算方法相似，但貼片的瓷片電容上并沒有數(shù)字標(biāo)識(shí)，到時(shí)候我們會(huì)在電容上貼標(biāo)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(biāo)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(diǎn)的一端為反向端。5、二極管如Error! Reference source no

10、t found.所示，二極管有黑色線條的一端為反向端。 貼片二極管6、按鍵與開關(guān)按鍵或開關(guān)沒有反正，直接插上焊接即可。7、芯片如圖所示，有小圓點(diǎn)的一端為芯片的正方向，在PCB板上豁口的左邊第一個(gè)引腳為芯片的1引腳。芯片引腳序號(hào)與封裝四心得體會(huì)、存在問題和進(jìn)一步的改進(jìn)意見等心得：我們的實(shí)踐能力還很欠缺，尤其表現(xiàn)在理論和實(shí)際聯(lián)系的素質(zhì)。雖然自身還存在一些問題，但我也收獲了很多。第一，通過實(shí)踐真正覺得自己可以做些什么了有點(diǎn)存在的小成就感；第二，通過電工實(shí)習(xí)，加強(qiáng)了我們的動(dòng)手實(shí)踐能力。作為信息時(shí)代的大學(xué)生基本的動(dòng)手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。第三，我們對(duì)單片機(jī)有了初步了解這是極其有意義與其趣

11、味性的活動(dòng)，提高了我們的動(dòng)手實(shí)踐能力。由于在焊接的過程中，電阻與其小，不好焊接，容易造成失誤，但是只有經(jīng)過熟練的練習(xí)，才能逐步的提高。并且，在這個(gè)工程中，團(tuán)結(jié)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(jìn)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(dǎo)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(dá)到3A左右。五附錄原理圖：供電系統(tǒng)的原理圖如下  電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(duì)管、電位器、運(yùn)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(hào)的強(qiáng)弱。接收管實(shí)際上是一個(gè)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)節(jié)后得到的電壓進(jìn)行比較。A1與電阻組成一