循迹小车制作过程

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1、自动循迹小车电子与信息工程系电子实训课题:基于STC89C52RC和TCRT5000光电传感器的自动循迹小车设计专业:班级:学号:姓名:指导老师：完成日期:16自动循迹小车目录目录1摘要：11.任务及要求21.1任务22.系统设计方案22.1小车循迹原理22.2控制系统总体设计23.系统方案33.1寻迹传感器模块33.1.1光电传感器TCRT5000简介33.1.2比较器LM324简介33.1.3具体电路43.1.4传感器安装43.2控制器模块53.3电源模块63.4电机及驱动模块63.4.1电机63.4.2驱动74.软件设计84.1PWM控制84.2总体软件流程图84.3小车循迹流程图

2、94.4中断程序流程图104.5单片机测序115．参考资料1616自动循迹小车摘要本设计是基于STC89C52单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以STC89S52单片机为系统控制处理器；采用TCRT5000光电传感器获取赛道的信息，并通过驱动控制电路来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。16自动循迹小车1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动

3、检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。系统方案方框图如图1-1所示。检测（黑线）驱动电机软件控制控制小车图1-1系统方案方框图2.系统设计方案2.1小车循迹原理这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，由于黑线和白色地板对光线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来

4、确定黑线的位置和小车的行走路线。2.2控制系统总体设计自动循迹小车控制系统由主控制电路模块、稳压电源模块、红外检测模块、电机及驱动模块等部分组成,控制系统的结构框图如图2-1所示。稳压电源模块主控芯片AT89C51L298减速电机光电传感器电压比较器图2-1控制系统的结构框图16自动循迹小车3.系统方案3.1寻迹传感器模块我们采用TCRT5000作为红外检测传感器。传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且

5、强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平，指示二极管被点亮。判断有无黑线我们用的一块比较器LM324，比较基准电压由30K的变阻器调节，各个接收管的参数都不一致，每个传感器的比较基准电压也不尽相同，我们为每个传感器配备了一个变阻器。3.1.1红外传感器TCRT5000简介TCRT5000传感器的工作原理与一般的红外传感器一样,一传一感.TCRT5000具有一个红外发射管和一个红外接收管。通过发射红外信号，看接收信号变化判断检测物体状态的变化。A、K之间接发光二极管，C、E之间接光敏三极管（二者在电路中均正接，但要串联一定阻值的电阻）3.1.2比较器LM324简介LM324为四

6、运放集成电路，采用14脚双列直插塑料封装。内部有四个运算放大器，有相位补偿电路。电路功耗很小，工作电压范围宽，可用正电源3～30V，或正负双电源±1．5V～±15V工作。在黑线检测电路中用来确定红外接收信号电平的高低，以电平高低判定黑线有无。在电路中，LM324的一个输入端需接滑动变阻器，通过改变滑动变阻器的阻值来提供合适的比较电压。16自动循迹小车图3-3LM324内部电路图3-4集成运放的管脚图3.1.3具体电路通过TCRT5000检测黑线，输出接收到的信号给LM324，接收电压与比较电压比较后，输出信号变为高低电平，再输入到单片机中，用以判定是否检测到黑线。图3-5传感器模块电路图

7、3.1.4传感器安装 在小车具体的循迹行走过程中，为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向，需要同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，提高其循迹的可靠性。这4个红外探头的具体位置如图3-6所示。16自动循迹小车图3-6传感器安装图图中循迹传感器全部在一条直线上。其中X1与Y1为第一级方向控制传感器，X2与Y2为第二级方向控制传感器，并且黑线同一边的两个传感器之间的宽度不得大于黑线的宽度。小车前进时，始终保持(如图3-