循迹小车作品说明书

目 录

1 电路设计 ............................................................................................................................. 1

1.1 总体方框图 .......................................................................................................... 1 1.2 工作原理 .............................................................................................................. 1 2 各主要电路及部件工作原理 ............................................................................................. 1

2.1 三路循迹电路简要说明 ...................................................................................... 1 2.2 电压比较电路简要说明 ...................................................................................... 2 2.3 电机驱动电路简要说明 ...................................................................................... 3 2.4 复位电路简要说明 .............................................................................................. 3 2.5 电源电路简要说明 .............................................................................................. 4 3 主要程序段 ......................................................................................................................... 4 4 元器件清单 ......................................................................................................................... 7 5 作品介绍 ............................................................................................................................. 7

5.1 作品简介 .............................................................................................................. 7 5.2 流程图 .................................................................................................................. 8 6 设计总结 ............................................................................................................................. 9

6.1 设计心得体会 ........................................................................................................ 9 6.2 改进意见 ................................................................................................................ 9 附录一 循迹小车原理图 ..................................................................................................... 10

正 文

1 电路设计

1.1 总体方框图

三路循迹电路 电压比较器 LM324N 图1 总体方框图

6V 电源 电 左侧电机 机 驱 动右侧电机 L298N 5V电源

单 片复 位 电 路 机 晶 振 电 路 1.2 工作原理

a) 三路循迹电路：通过3个TCRT5000光电传感器，来循着黑色路线，从而通过单

片机控制电机驱动来控制电机的运行方式和方向。

b) 电机驱动：通过单片机控制小车的左右两侧电机的运行方式(正转、反转、停止)，

并对电机运行速度进行调节。

2 各主要电路及部件工作原理

2.1 三路循迹电路简要说明

三路循迹电路通过3个TCRT5000传感器来寻找黑色路径，当左侧传感器检测

到黑线，单片机通过电机驱动控制右侧电机正转，左侧电机停转，小车左转。直到中间传感器检测到黑线此时两侧电机都正转，小车直线行走。当右侧传感器检测到黑线，单片机通过电机驱动控制左侧电机正转，右侧电机停转，小车右转，直到中间传感器检测到黑线此时两侧电机都正转，小车直线行走。

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图2-1 循迹电路

2.2 电压比较电路简要说明

LM324N 简绍：简单地说， 电压比较器是对两个模拟电压比较其大小(也有两个数字电压比较的，这里不介绍)，并判断出其中哪一个电压高，如图2-2所示。图2-2(a)是比较器，它有两个输入端：同相输入端(“+” 端) 及反相输入端(“-”端)，有一个输出端Vout(输出电平信号)。另外有电源V+及地(这是个单电源比较器)，同相端输入电压VA，反相端输入VB。VA和VB的变化如图2-2(b)所示。在时间0～t1时，VA>VB；在t1～t2时，VB>VA；在t2～t3时，VA>VB。在这种情况下，Vout的输出如图2-2(c)所示：VA>VB时，Vout输出高电平(饱和输出)；VB>VA时，Vout输出低电平。根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。

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图2-2 电压比较原理图

2.3 电机驱动电路简要说明

L298N简绍：L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便

图2-1-2-1 驱动电路

图2-3 电机驱动电路

2.4 复位电路简要说明

图2-4 复位电路

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说明：只要保证复位位RST保持10ms以上的高电平，单片机就可以复位。 2.5 电源电路简要说明

单片机和电机电源供给采用单独供电方式，用三节干电池给单片机供电，用6v蓄电池给电机供电。

3 主要程序段

#include #include\"main.h\"

uint16 n,a;

void main() { ENA=1; ENB=1; while(1) { car_straight(); delay_ms(500); a=scan_TRCT(); if(a!=2) switch(a) { case 1: { car_left(); delay_ms(200); break;

}

4

case 2: { car_straight(); delay_ms(200); break;

}

case 3: { car_right(); delay_ms(200); break;

}

default:break; }

}

}

void car_straight() { IN1=1; IN2=0; IN3=0; IN4=1; delay_ms(5);

}

void car_left() { IN1=1; IN2=0; delay_ms(4); IN1=0;

IN2=1;

5

delay_ms(1);

}

void car_right() {

IN3=1; IN4=0; delay_ms(4); IN3=0; IN4=1; delay_ms(1);

}

uint8 scan_TRCT() { uint8 b=2; if(!TRCT2) { if(TRCT1&&TRCT3)b=2; else if(TRCT1)b=1; else if(TRCT3)b=3;

} else b=2; return b;

}

void delay_ms(uint16 t) { n=0;

TMOD|=0x01;

6

}

TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(n!=t);

void timer0() interrupt 1 { }

TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; n++;

4 元器件清单

名 称 LM324N 微动开关 二极管 蓄电池 电源盒 干电池 L298N

数 量 1 1 8 1 1 3 1 名 称 STCC52RD 单片机底座 晶振（11.05926） 14角底座 瓷片电容(20pf) 电解电容(20uf) TCRT5000 数 量 1 1 1 1 2 1 3 名 称 电位器(10K) 电阻(4.7K) 电阻（20K） 电阻（200Ω） 按钮开关 小车 数 量 2 1 6 1 1 1 5 作品介绍

5.1 作品简介

本作品以单片机为核心，通过TCRT5000传感器 、电机驱动、LM324N电压比较器来控制循迹小车的基本功能。

优点：可以根据给定黑色线路是小车按照路线行走，动力大。

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5.2 流程图

开 始 直线行走 中间传感器 否 是否有 信号？ 左侧传感器 是 右侧传感器 直线行走 是否有 信号？ 否 否 是否有 信号？ 是 是 小车左转弯 小车右转弯 8

6 设计总结

6.1 设计心得体会

通过设计循迹小车，可以了解并掌握单片机的基本使用和编程。 并且可以了解各个芯片的工作原理。 6.2 改进意见

1) 可以添加壁障电路，这样小车在行走时不会遇到障碍还继续按黑线行走。 2) 用五路循迹，这样可以更加可靠的控制小车的运行路线和运行方式。 3) 添加一些装置如各种指示灯，行走（绿灯）、停止（红灯）、转向（黄灯）。

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附录一 循迹小车原理图

注：NC为悬空 10