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

图1 总体方框图

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。

单

片

机

复 位 电 路

晶 振 电 路

电

机 驱 动

L298N

电压比较器 LM324N

左侧电机

三路循迹电路

右侧电机

6V 电源

5V 电源

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。

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

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;

}

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;

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;

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

名称数量名称数量名称数量LM324N 1 STC89C52RD 1 电位器(10K) 2

微动开关 1 单片机底座 1 电阻(4.7K) 1

二极管8 晶振（11.05926） 1 电阻（20K） 6

蓄电池 1 14角底座 1 电阻（200Ω） 1

电源盒 1 瓷片电容(20pf) 2 按钮开关 1

干电池 3 电解电容(20uf) 1 小车 1

L298N 1 TCRT5000 3

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。

5.2 流程图

开 始

是否有 信号？

中间传感器

是否有 信号？

右侧传感器

直线行走

是

否

直线行走

小车左转弯

小车右转弯

是 是

是否有 信号？

左侧传感器

否

否

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）。

附录一循迹小车原理图

注：NC为悬空