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智能机器人创新实践报告 ——循迹小车 学 院 自动化科学与工程学院 学生姓名 陈志亮 学生学号 201130610255 指导教师 陈安 提交日期 年 月 日 前言 本文主要介绍了一种简单的寻线小车的制作方法，下文将介绍设计过程中的各个细节，遇到的问题，设计步骤，硬件组成，软件设计原理。 考虑到时间和硬件精度问题，我们这组的寻线小车的各个组成部分均在网上购买而来。主要包括了2轮驱动的智能小车底盘，直流电机驱动模块，四路红外对管寻线模块，51单片机最小系统板。寻线小车是以智能小车底盘为基础，各部分的元器件通过螺丝固定在底盘上，形成一个小车的基本硬件模型。 本组的智能小车采用4路红外对管寻线模块进行判断是否转弯，例如：当最左边的红外对管检测到黑线的时候，小车进行“转直角”，即左边的轮子后退，右边的轮子前进。从而修正小车的前进方向。 小车主要由四部分组成，分别是单片机芯片部分，传感器部分，电机驱动部分和电源部分。四部分协调工作，实现小车的前进，转弯的动作。 下面正文部分将介绍小车的各个元器件的功能，组成，驱动原理和控制系统设计等必要的叙述，详细说明本组设计的思想。 硬件部分 我负责的是硬件部分，以下是硬件部分的相关说明，包括硬件总体结构，各部分器件的构造，原理，作用以及安装搭建硬件时遇到的一些问题以及对应解决方法。 系统总框图： 本组的智能小车主要包括了四个模块：分别是STC 90C516RD+主控模块，四路红外对管检测模块，电源模块和电机驱动模块。 STC 90C516RD+主控模块是智能小车的控制部分，相当于人的大脑。它接收四路红外对管检测模块发出的信号，分析信号从而判断小车将要采取的下一步动作，再输出控制信号给电机驱动模块，进而控制电机的运转，从而控制小车的前进方向。 四路红外对管检测模块是检测和传感模块，相当于小车的眼睛，在小车前进的过程中，红外对管感应路面的光线，将光线信号转换为对应电信号传送给主控模块进行判断，辅助主控模块对电机驱动模块进行控制，从而控制电机的运转。 电机驱动模块，接受单片机发出的信号并作出相应动作，相当于整个控制系统的“肌肉”，实际上因为单片机输出的信号太小，控制信号必须经过驱动模块放大，然后再驱动电机。 电源模块，在电源方面我们是直接采用USB接口供电，以达到不需频繁更换电池的目的。 各部分元件说明： STC 90C516RD+主控模块 STC 90C516RD+主控模块是智能小车的控制部分，相当于人的大脑。它接收四路红外对管检测模块发出的信号，分析信号从而判断小车将要采取的下一步动作，再输出控制信号给电机驱动模块，进而控制电机的运转，从而控制小车的前进方向。 四路红外对管检测模块 四路红外对管检测模块是检测和传感模块，相当于小车的眼睛，在小车前进的过程中，红外对管感应路面的光线，将光线信号转换为对应电信号传送给主控模块进行判断，辅助主控模块对电机驱动模块进行控制，从而控制电机的运转。 中控板： 简介： 此模块是为智能小车、机器人等自动化机械装置提供一种多用途的红外线探测系统的解决方案。使用红外线发射和接收管等分立元件组成探头，并使用LM339电压比较器作为核心器件构成中控电路。此系统具有的多种探测功能能极大的满足各种自动化、智能化的小型系统的应用。 电机驱动模块 电机驱动模块，接受单片机发出的信号并作出相应动作，相当于整个控制系统的“肌肉”，实际上因为单片机输出的信号太小，控制信号必须经过驱动模块放大，然后再驱动电机。 L9110特点：??? 低静态工作电流；??? 宽电源电压范围：2.5V-12V；??? 每通道具有 800mA 连续电流输出能力；??? 较低的饱和压降；??? TTL/CMOS 输出电平兼容，可直接连CPU；??? 输出内置钳位二极管，适用于感性负载；??? 控制和驱动集成于单片 IC 之中；??? 具备管脚高压保护功能；??? 工作温度：0℃-80℃。 输入输出的逻辑关系： ?典型应用电路： 电源模块： 本组电源模块采用移动电源USB接口进行供电，避免了采用电池组供电的电压不足，电源输出电压不稳定，结构臃肿，频繁更换电池等问题，从而简化了系统，提高了工作效率。 底板底板是所有部件的载体，其规格如下： 总体结构图： 硬件安装搭建时遇到的困难及解决方法： 各部分硬件元件的安装布局问题： 由于底板的容量有限，在安装各部分硬件元件时应当先对布局作出整体的构思，然后