TOP17毕业设计_基于单片机循迹小车的设计.doc文档免费在线阅读

方案二采用目前技术比较成熟的红外光电对射管作为本模块测速核心元件。

此处我们选用型号为的光电对管。

光电对管安装在光电测速盘上小圆孔经过的圆弧上。

该传感器具有测速精准受可见光干扰小价格便宜易于装配使用方便等特点。

将红外对射管安装在光电盘上圆孔的圆弧上，电机每旋转周，安装在光电盘上的光电传感器检测次信号，并将检测的信号送到单片机的外部中断，对外部中断进行中断次数的计数，进而通过程序算法将小车的行驶速度显示在数码管上。

基于单片机循迹小车的设计显示模块方案采用液晶显示器作为显示模块电路显示器件。

此方案的优点是可以对小车的行使信息，包括行驶速度路程状态等的显示，功能强大。

但，考虑到该器件成本较高，且体积较大，因此没有采用。

方案二采用四位共阳极数码管作为模块电路的显示器件。

通过外部安装在单片机上的光电对射管对光电盘安装在直流电机转子上进行单片机的外部个高灵敏度，硅平面光电三极管当基于单片机循迹小车的设计发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通并输出低电平。

对比以上两种方案，我们选用方案二。

该器件有如下特点塑料透镜以提高灵敏度内置的可见光过滤只是作为电路的辅助光源补充器件，以便于小车在夜间循迹。

方案二在这里我们实际采用的是型反射式传感器制作的寻迹模块是种体化反射型光电探测器，其发射器是个砷化镓红外发光二极管，而接收器是大，实际测试中采用三路光敏检测循迹模块，为了减少可见光的干扰，在信号的输出端加上了个非门输出信号减小环境光的干扰。

但在实际测试中发现该电路输出并不稳定，电路图如图六所示，其中发光二极管在电路中化。

当光线照射到黑线上面时，光线反射较弱，光线照射到白色地面上时，光线反射较强。

因此当光敏电阻在白色路面和黑线上方时，阻值会发生明显的变化将阻值的变化值转化为高低电平的变化。

但是这种方式受环境光影响较定电机的电压不至于对单片机造成干扰。

检测模块本模块分为两个部分，分别为检测循迹模块和测速模块。

第部分，检测循迹模块方案寻迹模块我们可以用光敏电阻组成，光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变过改变口上的高低电平的占空比以控制电机的转速。

配合桥是驱动电路，实现直流电机调速，简单且调速范围大。

因此，我们选用了方案二。

另外，我们特别在直流电机的电枢两端并联个瓷片电容，以稳反转刹停停止基于单片机循迹小车的设计占空比越大，电机转速越快。

在硬件电路上，我们将单片机的口分别连接到芯片的上，通过改变口的高低电平变换以控制小车的前进方向与停转，通。

其中，占空比，是电源电压。

电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例。

运转状态ⅩⅩ停止正转端，通过波形控制电机的转速。

的逻辑功能表如下图所示，对于电机的速度，我们采用调速的方法。

其原理就是开关管在个周期内的导通时间为，周期为，则电机两端的平均电压号，可驱动以下的电机。

其引脚排列图如图所示。

和之间分别接两个电动机。

引脚从单片机输入控制电平，控制电机正饭转。

接控制使能小车的设计电机驱动采用片集成电机驱动芯片。

是公司的产品，内部包含通道逻辑驱动电路，是种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准逻辑电平信应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。

方案二主要采用，通过单片机的输入改变芯片控制端的电平，即可以对直流电机进行正反转，停止的操作，输入引脚与输出引脚的逻辑关系图如图所示基于单片机循迹电压供电。

电机驱动模块电源采用节干电池输出电压供电。

电机驱动模块设计方案采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。

此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响方案，我们选用方案二。

电源模块方案采用干电池提供的电压进行电路供电，考虑到整个系统的正常工作时的额定电压，我们选用了方案二方案二系统整体上采用干电池经三端稳压管稳压后输出间多达，基于单片机循迹小车的设计对于本设计也绰绰有余，更可贵的是单片机价格非常低廉。

在综合考虑了传感器两部电机的驱动等诸多因素后，我们决定采用片单片机，充分利用单片机的资源。

对比以上两种理多开关量的标准单片机，而不能用精简口和程序存储器的小体积单片机，功能也不必选用。

根据这些分析我们选用了单片机。

单片机具有功能强大的位操作指令，口均可按位寻址，程序空捷。

这样来，单片机就可以充分发挥其资源丰富有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能价格低廉等优点。

因此，这种方案是种较为理想的方案。

针对本设计特点多开关量输入的复杂程序控制系统，需要擅长处理捷。

这样来，单片机就可以充分发挥其资源丰富有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能价格低廉等优点。

因此，这种方案是种较为理想的方案。

针对本设计特点多开关量输入的复杂程序控制系统，需要擅长处理多开关量的标准单片机，而不能用精简口和程序存储器的小体积单片机，功能也不必选用。

根据这些分析我们选用了单片机。

单片机具有功能强大的位操作指令，口均可按位寻址，程序空间多达，基于单片机循迹小车的设计对于本设计也绰绰有余，更可贵的是单片机价格非常低廉。

在综合考虑了传感器两部电机的驱动等诸多因素后，我们决定采用片单片机，充分利用单片机的资源。

对比以上两种方案，我们选用方案二。

电源模块方案采用干电池提供的电压进行电路供电，考虑到整个系统的正常工作时的额定电压，我们选用了方案二方案二系统整体上采用干电池经三端稳压管稳压后输出电压供电。

电机驱动模块电源采用节干电池输出电压供电。

电机驱动模块设计方案采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。

此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。

方案二主要采用，通过单片机的输入改变芯片控制端的电平，即可以对直流电机进行正反转，停止的操作，输入引脚与输出引脚的逻辑关系图如图所示基于单片机循迹小车的设计电机驱动采用片集成电机驱动芯片。

是公司的产品，内部包含通道逻辑驱动电路，是种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准逻辑电平信号，可驱动以下的电机。

其引脚排列图如图所示。

和之间分别接两个电动机。

引脚从单片机输入控制电平，控制电机正饭转。

接控制使能端，通过波形控制电机的转速。

的逻辑功能表如下图所示，对于电机的速度，我们采用调速的方法。

其原理就是开关管在个周期内的导通时间为，周期为，则电机两端的平均电压。

其中，占空比，是电源电压。

电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例。

运转状态ⅩⅩ停止正转反转刹停停止基于单片机循迹小车的设计占空比越大，电机转速越快。

在硬件电路上，我们将单片机的口分别连接到芯片的上，通过改变口的高低电平变换以控制小车的前进方向与停转，通过改变口上的高低电平的占空比以控制电机的转速。

配合桥是驱动电路，实现直流电机调速，简单且调速范围大。

因此，我们选用了方案二。

另外，我们特别在直流电机的电枢两端并联个瓷片电容，以稳定电机的电压不至于对单片机造成干扰。

检测模块本模块分为两个部分，分别为检测循迹模块和测速模块。

第部分，检测循迹模块方案寻迹模块我们可以用光敏电阻组成，光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。

当光线照射到黑线上面时，光线反射较弱，光线照射到白色地面上时，光线反射较强。

因此当光敏电阻在白色路面和黑线上方时，阻值会发生明显的变化将阻值的变化值转化为高低电平的变化。

但是这种方式受环境光影响较大，实际测试中采用三路光敏检测循迹模块，为了减少可见光的干扰，在信号的输出端加上了个非门输出信号减小环境光的干扰。

但在实际测试中发现该电路输出并不稳定，电路图如图六所示，其中发光二极管在电路中只是作为电路的辅助光源补充器件，以便于小车在夜间循迹。

方案二在这里我们实际采用的是型反射式传感器制作的寻迹模块是种体化反射型光电探测器，其发射器是个砷化镓红外发光二极管，而接收器是个高灵敏度，硅平面光电三极管当基于单片机循迹小车的设计发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通并输出低电平。

对比以上两种方案，我们选用方案二。

该器件有如下特点塑料透镜以提高灵敏度内置的可见光过滤器以减少离散光的影响体积小，结构紧凑。

第二部分，测速模块方案采用目前技术比较先进的霍尔传感器作为测速的核心元件。

该器件的优点是体积小，测速精准，误差小，芯片集成度高。

但，由于成本较高，因此，未选用该器件。

方案二采用目前技术比较成熟的红外光电对射管作为本模块测速核心元件。

此处我们选用型号为的光电对管。

光电对管安装在光电测速盘上小圆孔经过的圆弧上。

该传感器具有测速精准受可见光干扰小价格便宜易于装配使用方便等特点。

将红外对射管安装在光电盘上圆孔的圆弧上，电机每旋转周，安装在光电盘上的光电传感器检测次信号，并将检测的信号送到单片机的外部中断，对外部中断进行中断次数的计数，进而通过程序算法将小车的行驶速度显示在数码管上。

基于单片机循迹小车的设计显示模块方案采用液晶显示器作为显示模块电路显示器件。

此方案的优点是可以对小车的行使信息，包括行驶速度路程状态等的显示，功能强大。

但，考虑到该器件成本较高，且体积较大，因此没有采用。

方案二采用四位共阳极数码管作为模块电路的显示器件。

通过外部安装在单片机上的光电对射管对光电盘安装在直流电机转子上进行单片机的外部中断计速，进而送数码管显示，其中，数码管的高两位显示小车行驶的路程，低两位显示小车的行驶速度。

该电路结构简单，成本较低，并且基本满足感器实际安装位置安装在小车前底部，安装示意图如图所示。

图基于绘制的主板图未加泪滴及覆铜前的电路板，图基于绘制的主板效果图，图基于绘制的副板图，图基于绘制的副板效果图。

基于单