基于51單片機的尋跡小車設計報告

尋跡小車

摘要：

以C8051F單片機作為微空機器，設計出一種尋跡小車，通過紅外傳感器檢測黑帶信號，利用單片機輸出PWM脈沖控制兩組直流電機正反轉和轉動的速度，使小車沿著還帶行走。

關鍵詞：

尋跡，檢測，傳出信號。

方案論證與選擇

1.1電機驅動芯片的選擇

方案一：采用內部集成H橋式芯片L298驅動電路。

方案二：采用分立元件的H橋驅動電路。

由于采用內部集成H橋式芯片每一組PWM波用來控制一個電機的速度，而另外兩個I/O口可以控制電機的正反轉，控制比較簡單，電路也很簡單，一個芯片內包含有8個功率管，這樣簡化了電路的復雜性，所以采用方案一。

1.2傳感器的選擇

方案一：采用發光二極管發光，用光敏二極管接收。

當發光二極管發出的可見光照射到黑帶時，光線被黑帶接收，光敏二極管檢測到信號，呈現高阻抗，使輸出端為低電平。當發光二極管發出的可見光照射到地面時，它發出的可見光反射回來被光敏二極管檢測到時，起阻抗迅速降低，此時輸出端為高電平。但是由于光敏二極管受環境中可見光影響較大，電路中的電壓不太穩定。

方案二：利用紅線發射管發射紅線，紅外線二極管進行接收。

采用四組紅外光敏耦合三極管發射和接收紅外信號，外面課見光對接收的信號影響較小。接收的紅外信號轉化為電壓信號經過LM393進行比較，產生高電平或低電平輸出，信號返回給C8051F單片機.

方案三：采用光敏電阻接收可見光檢測。

四組光敏電阻用于檢測可見光信號。當光敏電阻檢測到黑帶時，輸出端為低電平，當光敏電阻沒有檢測到黑帶時，輸出端為高電平，信號返回給單片機，通過單片機控制電機的轉向。光敏電阻易受環境的影響，電壓穩定性較差。

綜上比較，本設計才用方案二。

硬件設計

2.1元器件明細表：

C8051單片機 ×1

298帶散熱片 ×1

7805帶散熱片 ×2

TCR5000 ×8

LM393 ×4

定位器 ×9

1602顯示屏 ×1

開關 ×1

電容：

470uF ×1

10uf ×2

104 ×4

電阻：

EN4007 ×8

150Ω ×12

5.1K ×8

200Ω ×1

發光二極管 ×11

三極管 ×1

蜂鳴器 ×1

其他：導線，排線，排針，杜邦頭，杜邦針

2.2單元電路設計：

2.11單片機最小系統電路

2.12驅動電路

2.13尋跡電路

2.14電源電路

2.15顯示屏電路

2.16蜂鳴器電路

2.17指示燈電路

VDD +5

150Ω150Ω150Ω150Ω

VSS

3、軟件設計

主控芯片為，在系統設計過程中我們發現，此題目最難之處在于噪聲干擾，這一部分的設計調試也占用了我們很大一部分時間。但由于我們采用了解決了這一問題，提高了系統的穩定性。這也是本系統的亮點

參考文獻：

《C8051F單片機原理及應用》中國電力出版社

《C語言程序設計》清華大學出版社

總結

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