智能循跡小車實驗報告

智能循跡小車實驗報告一、設計要求及注意事項...................................2二、設計的作用、目的...........................................2三、設計的具體實現(xiàn).......................................21．系統(tǒng)概述....................................................22.單元電路設計（或仿真）與分析.................................3（1）電源模塊......................................................3（2）電機驅(qū)動模塊.................................................4（3）簡易控制模塊...........................................6（4）紅外循跡模塊.................................................73.電路的安裝與調(diào)試...................................................8（1）安裝...................................................8（2）調(diào)試...................................................10四、心得體會，存在的問題和進一步改進的意見.............11五、附錄...........................................111.元件說明.....................................................11（1）電阻...................................................11（2）電解電容...............................................11（3）LED...................................................12（4）芯片...................................................12電子實習報告1、設計要求及注意事項1.能獨立完成設計內(nèi)容并完全掌握其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和安裝調(diào)試過程。2.要求在設計過程中能熟練掌握其元器件的計算、焊接技術和電路故障的判別方法。3.焊接順序，先貼片后插件。4.要求焊接的電路板調(diào)試時正常且安裝好小車后能正常運行。5.進入實習基地后按指定的實驗臺就位，未經(jīng)許可，不得擅自挪換儀器設備。6.要愛護儀器設備及其它公物，凡違反操作規(guī)程，不聽從教師指導而損壞者，按規(guī)定賠償。7.未經(jīng)指導教師許可，不得做規(guī)定以外的實驗項目。8.要保持實習室的整潔和安靜，不準大聲喧嘩，不準隨地吐痰，不準亂丟紙屑及雜物。9.必須嚴格按設備操作書的要求去使用設備，注意人身及設備安全，不要盲目操作。二、設計的作用、目的1．利用所學過的基礎知識，通過本次電子實習培養(yǎng)獨立解決實際問題的能力；2．鞏固本課程所學的理論知識和實驗技能；3．掌握常用電子電路的一般設計方法，提高設計能力和實驗、動手能力，為今后從事電子電路的設計、研制電子產(chǎn)品打下基礎。4.熟練掌握焊接機能、電子元器件的識別。5.了解智能循跡小車構(gòu)成的設計方法。6.培養(yǎng)團隊的協(xié)作和溝通能力。三、設計的具體實現(xiàn)1.系統(tǒng)概述智能移動機器人平臺以雙電機輪式小車為底層移動平臺，單片機為控制核心，通過紅外探測模塊實現(xiàn)對行車路線的感知，電機驅(qū)動模塊實現(xiàn)對直流電機的驅(qū)動控制，從而完成自動行駛的功能。如圖：可以根據(jù)實際需要進行多模塊擴展。使用金屬探測模塊完成對金屬物體的探測，拓展超聲波模塊實現(xiàn)避障、測距功能，利用測溫模塊感知環(huán)境溫度，采用無線傳輸模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸及無線遙控等。如圖：2.單元電路設計(或仿真)與分析(1)電源模塊如圖焊接完成的電路板供電系統(tǒng)的原理圖如下7805的5V輸出給單片機以及各個功能模塊供電，在實際應用過程中我們可能需要好幾塊7805，但是我們要注意的是：各個7805之間的輸出絕對不能夠并聯(lián)。7806的6V輸出給電機供電作為動力電源。7805與7806要共地。（2）電機驅(qū)動模塊如圖焊接完成的電路板L298內(nèi)部的原理圖如下OUT1與OUT2與小車的一個電機的正負極相連，OUT3與OUT4與小車的另一個電機的正負極相連，單片機通過控制IN1與IN2,IN3與IN4分別控制電機的正反轉(zhuǎn)。ENA與ENB分別控制兩個電機的使能。L298控制表IN1IN2ENA電機狀態(tài)xx0停止101順時針011逆時針001停止111停止

注意：X表示狀態(tài)不定電機驅(qū)動模塊原理圖L298有兩路電源分別為邏輯電源和動力電源，上圖中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分別與兩個電極的正負極相連。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)，控制電機的運行狀態(tài)只有通過J1與J2兩個接口。由于我們使用的電機是線圈式的，在從運行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止狀態(tài)和從順時針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)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。L298的PCB安裝圖(3)簡易控制模塊如圖焊接完成的電路板利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路實現(xiàn)小車的控制，設定電機驅(qū)動模塊的IN2=IN4=0；紅外模塊輸出OUT1(OUT5)在未探測到軌跡時輸出高電平,控制電路輸出高電平，IN1(IN3)=1，小車前行；當有紅外對管探測到軌跡時，即OUT1(OUT5)輸出低電平觸發(fā)信號，控制電路使得IN1(IN3)=0，小車左（右）轉(zhuǎn)，由于是暫穩(wěn)態(tài)，所轉(zhuǎn)角度有限，避免超調(diào)，從而實現(xiàn)小車的基本循跡功能。如圖：（4）紅外循跡模塊的原理如圖焊接