硬件电路的设计
1、最小系统:
小车采用STC89C52单片机作为控制芯片,图1是其最小系统电路。主要包括:时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下:
1、时钟电路:给单片机提供一个外接的12MHz的石英晶振。 2、电源电路:给单片机提供5V电源。
3、复位电路:在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
图1 单片机最小系统原理图
2、电源电路设计:
模型车通过自身系统,采集赛道信息,获取自身速度信息,加以处理,由芯片给出指令控制其前进转向等动作,各部分都需要由电路支持,电源管理尤为重要。在本设计中,51单片机使用5V电源,电机及舵机使用6V电源。考虑到电源为充电电池组,额定电压为7.2V,实际充满电后电压则为6.5-6.8V,所以单片机及传感器模块采用7805稳压后的5V电源供电,舵机及电机直接由电池供电。
3、传感器电路:
光电寻线方案一般由多对TCRT5000红外收发管组成,通过检测接收到的反射光强,判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部分组成,红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电平输出到单片机。
图2 赛道检测原理图:
4、电机驱动电路:
电机驱动芯片L9110,内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四
相电机的专用驱动器,即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图1中U4所示,1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器,形成电流传感信号。L9110可驱动2个电机,OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、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。也利用单片机产生PWM信号接到ENA,ENB端子,对电机的转速进行调节。 L9110的逻辑功能:
表1 SHARP GP2D12实物图
外形及封装:
图3 L9110实物图
L9110电路原理图:
由于一片L298N可以直接驱动两个电机,但是为了加大驱动力,我们采用两路并联的方式来驱动电机。
图3.3 L9110电路图
软件系统的实现
小车循迹规则:
若小车偏左的时候,车轮将向右偏转;若小车偏右,车轮将向左偏转;若没有偏移,小车将继续向前;若小车完全偏离黑色轨迹,小车后退以寻找黑色轨迹。小车程序:
#include //调用51单片机的头文件 #include
#define uchar unsigned char//宏定义 #define uint unsigned int//宏定义