信息与通信]基于单片机的智能寻迹小车设计

信息与通信]基于单片机的智能寻迹小车设计内容摘要：

下特点： （ 1） 输出电流可达 150mA。 （ 2） 输出电压。 （ 3） 输出精度可达 177。 4%。 （ 4） 简单的外围电路。 （ 5） 静电防护 ESD可达 图 25 78l05 封装图 图 26 78L05引脚图 TCRT5000 简介 光电传感器 TCRT5000， 是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。 其检测距离在 6mm14mm。 接 收管输出端的低电平输出大致为 ，高电平的输出大致为,经过比较器后输出低电平为 ,高电平为 ,能够被单片机所识别。 TCRT5000 的发射管和接收管 采用 DIP4封装， 其结构如图 27所示， 具有如下特点 ： （ 1） 塑料透镜可以提高灵敏度。 （ 2） 内置可见光过滤器能减小离散光的影响。 （ 3） 体积小，结构紧凑 图 27 TCRT5000 封装和引脚图 L298N 简介 L298 是 SGS 公司的产品，比较常见的是 15 脚 Multiwatt 封装的 L298N， 内部同样包含 4 通道逻 辑驱动电路。 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。 L298N 可接受标准 TTL 逻辑电平信号 VSS， VSS可接 4． 5～ 7 V 电压。 4 脚 VS接电源电压， VS电压范围 VIH为＋ 2． 5～ 46 V， 输出电流可达 2． 5 A，可驱动电感性负载。 1 脚和 15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。 L298N可驱动 2个电动机， OUT1， OUT2 和 OUT3， OUT4 之间可分别接电动机。 12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。 EnA， EnB接控制 使能端，控制电机的停转。 图 28 L298N 引脚图 3 硬件设计与实现 单片机主控电路 主控电路的 核心为 STC89C52 单片机，首先要搭建单片机最小系统 ， 然后确定输入端口和输出端口。 单片机最小系统 单片机 最小 系统 ,或者称为最小 应用 系统 ,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。 最小系统一般应该包括 :单片机、晶振 电路 、复位电路 ， 其中各个部分的功能如下： 时钟电路： 时钟电路就是振荡电路，向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。 STC89C52 单片机时钟频率范围： 0 — 33MHz， 本设计中 给单片机提供一个外接的 12MHz 的石英晶振。 电源电路： 向单片机供电。 STC89C52 单片机的工作电压范围： — ， 所以通常给单片机外接 5V直流电源。 连接方式为 VCC(40 脚 )接电源 +5V， VSS(20脚）接电源地端。 复位电路： 确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程 ， 在电压达到正 常值时给单片机一个复位信号。 单片机接通电源时产生复位信号，完成单片机启动，确定单片机起始工作状 态。 手动按键产生复位信号，完成单片机启动，确定单片机的初始状态。 通常在单片机工作出现混乱或 “ 死机 ” 时，使用手动复位可实现单片机 “ 重启 ”。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 2X11 2 M H zC13 0 p FC23 0 p F+ 5 VR21 0 kC31 0 uR11 0 kR32k+ 5 VC L PS S 1S S 2S S 3S S 4S S 5N E A RIN 1IN 2IN 3IN 4E N AE N BF M Q 图 31 单片机最小系统 输入输出端口确定 为了方便程序设计，将 P0端口作为输入端口， P1作为输出端口。 单片机由 口接收循迹模块发出的路面检测信号，通过 口控制驱动两个直流电机。 当前方出现障碍物时通过 口控制蜂鸣器发出报警 信号。 如表31 所示： 表 31 单片机各接口接法 接 CLP触碰开关输出 接 SS1传感器输出 接 SS2传感器输出 接 SS3传感器输出 接 SS4传感器输出 接 SS5传感器输出 接 NEAR红外蔽障传感器输出 接控制信号输入端 1 接控制信号输入端 2 接控制信号输入端 3 接控制信号输入端 4 电源 电路 电路的各部分电压要求不同，单片机的工作电压是 ，循迹模块的工作 电压是 ，电机驱动模块的工作电压是 546V。 为了保证整个电路能够稳定运行，给单片机和循迹模块提供 5V 的输入电压，给电机驱动模块提供 的输入电压。 本设计中的电源模块选用了 78L05这样一个电源调整器件 ,78L05具有输出电压精度高，外围电路简单，价格便宜的特点。 将 干电池 组 的的电压输入到78L05 的输入端，输出端可以得到 5V 电压输出 ，输入输出端各并一个电容，可以起到 （。 ） 的作用。 干电池一方面直接给驱动电路供压，通过 78L05得到的 5V 电压给单片机等其他部分供压 ,这样系统电路各部分都能得到比较稳定的电压。 图 32 电源模块电路图 路面检测及蜂鸣器电路 路面检测电路 路面检测模块的主要功能是通过光电传感器检测路面黑线及前方障碍物情况，并将检测到的情况以高低电平的形式输出给单片机 P0口。 小车在白色地面行驶时，红外发射管发出的红外信号被反射，接收管收到信号后，输出端为低电平。 而当红外信号遇到黑色 路面 时，红外信号被吸收，接收管不能接收到信号，输出端为高电平。 单片机通过采集每个红外接收管的输出端电压，便可以检测出 路面黑线 的位置，从而控制小车的转向， 使小车一直沿 黑线 行驶。 设计中 采用了 BDF1000传感器模块。