电子电工实习智能机器人制作.doc

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1、电子实习报告学 院： 电气与电子工程学院专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2014-8-29 成 绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 目录一、设计要求.2二、设计的作用、目的.2三、设计的具体实现.21系统概述.22.单元电路设计（或仿真）与分析.3（1）电源模块.3（2）电机驱动模块.3（3）红外循迹模块.53.电路的安装与调试.6四、心得体会，存在的问题和进一步改进的意见.9五、附录.10六、参考文献.11电子实习报告一、设计要求（1）了解智能循迹小车构成的设计方法并利用单片机实现对小车运行轨迹的控制，然后设计一个基于直流电机的自动循迹小车，便与小车能够自动检测地面黑色轨迹，并

2、沿着黑色车轨形驶。（2）熟练掌握焊接机能、电子元器件的识别，按相关要求进行电路的焊接以及连线最后进行检查并调试。（3） 学习独立书写实习报告并掌握实习报告的基本格式和书写方法，培养团队的协作和沟通能力。二、设计的作用、目的1、利用所学过的基础知识，通过本次电子实习培养独立解决实际问题的能力；2巩固本课程所学的理论知识和实验技能；3掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验、动手能力，为今后从事电子电路的设计、研制电子产品打下基础。三、设计的具体实现1、系统概述智能循迹小车以双电机轮式小车为底层移动平台，单片机为控制核心，通过红外探测模块实现对行车路线的感知，电机驱动模块实现对直流电机的

3、驱动控制，从而完成自动行驶的功能。图1智能循迹小车成品样图智能循迹小车设计总体设计思路框图如下图2所示：图2 2单元电路设计(或仿真)与分析（1） 电源模块供电系统的原理图如下图3所示：图3 7805的5V输出给单片机以及各个功能模块供电，在实际应用过程中我 们可能需要好几块7805，但是我们要注意的是：各个7805之间的输出绝对不能够并联。7806的6V输出给电机供电作为动力电源。7805与7806要共地。（2）电机驱动模块 L298内部的原理图如下图4所示： 图4 L298内部的原理图OUT1与OUT2与小车的一个电机的正负极相连，OUT3与OUT4与小车的另一个电机的正负极相连，单片机通

4、过控制IN1与IN2,IN3与IN4分别控制电机的正反转。ENA与ENB分别控制两个电机的使能。L298控制表IN1IN2ENA电机状态xx0停止101顺时针011逆时针001停止111停止电机驱动模块原理图如下图5所示：图5电机驱动模块原理图L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源，上图中6V为逻辑电源，12V为动力电源。J4接入逻辑电源，J6接入动力电源，J1与J2分别为单片机控制两个电机的输入端，J3与J5分别与两个电极的正负极相连。ENA与ENB直接接入6V逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过J1与J2两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的，在从运

5、行状态突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的反向电流，在电路中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流，保护芯片的安全。图6 L298的PCB安装图（3）红外循迹模块 在智能机器人小车的设计中我们使用的是一体反射式红外对管，所谓一体就是发射管和接受管固定在一起，反射式的工作原理就是接收管接收到的信号是发射管发出的红外光经过反射物的反射后得到的，所以使用红外对管进行循迹时必须是白色地板加黑色引导条。下图为红外循迹电路的原理图。图7红外循迹电路的原理图上面电路由一组红外对管、电位器、运算放大器和电阻组成的，R1起到限流的作用，用来控制反光管发出红外信号的强弱。接

6、收管实际上是一个光敏三极管基极的光电流经过放大后流经电阻R2产生电压与电位器调节后得到的电压进行比较。A1与电阻组成一个比较器。在有红外信号返回时OUT端输出高电平，反之输出低电平。 图8红外循迹对管的安装图3电路的安装与调试 焊接注意：焊接顺序，先贴片后插件。接口电路连接方式：（1）电源模块连接： +12V接电池正极 GND负极电源模块与单片机连接： 图9J4与电源+5v GND相连接，方块为正。（2）红外模块与电源模块连接：图101接电源模块+5V 2 接电源模块对应地（3）红外模块与单片机连接：图117针连接p1.0 6针连接p1.1 5针连接p1.2 4针连接p1.3 3针连接p1.4

7、（4）电机驱动与电源模块连接：图12+12V 与+6V连接 +12V旁的GND与+6V旁的GND连接+6v GND +6v GND 与电源模块 +5V GND +5V GND连接（5）电机驱动与单片机连接：图13IN1与p2.0连接 IN2与p2.1连接IN3与p2.2连接 IN4与p2.3连接图14智能循迹小车各个模块电路板图15各个模块的线路连接四心得体会、存在问题和进一步的改进意见等心得：我们的实践能力还很欠缺，尤其表现在理论和实际联系的素质。虽然自身还存在一些问题，但我也收获了很多。第一，通过实践真正觉得自己可以做些什么了有点存在的小成就感；第二，通过电工实习，加强了我们的动手实践能力

8、。作为信息时代的大学生基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。第三，我们对单片机有了初步了解这是极其有意义及其趣味性的活动，提高了我们的动手实践能力。由于在焊接的过程中，电阻及其小，不好焊接，容易造成失误，但是只有经过熟练的练习，才能逐步的提高。并且，在这个工程中，团结合作是必不可少的，沟通交流，使我们的工作更加精益求精。改进意见：在稳压模块方面，7806和7805压降过大，使其消耗的功率过大，导致7805，7806发热过大，输出电流小，影响小车的稳定性。最好使用2576系列稳压管，使输出电流都可达到3A左右。五附录1、30W电烙铁（白光507）焊接工具，每组2把，烙铁架每组2只 3、

9、镊子，每组2把，用来安装贴片等小元件用；4、钳子（尖口，斜口）每组1套，用来剪线头、夹紧等；5、锣刀（一字，十字）每组1套，用来安装螺钉、调节电位器等；6、松香块若干，助焊剂，元器件管脚鎕锡、清洁焊接面等；7、吸锡器共2套，全班公用，拆焊用；板锉1把；8、焊锡丝1卷0.5mm焊接贴片元件用，1卷0.8mm焊接普通器件用，每组若果mm。各元器件清单如下表所示:LM358引脚图及引脚功能 图14LM358引脚图及引脚功能LM358封装有塑封8引线双列直插式和贴片式两种。LM358的特点: . 内部频率补偿. 低输入偏流. 低输入失调电压和失调电流. 共模输入电压范围宽，包括接地. 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围. 直流电压增益高(约100dB) . 单位增益频带宽(约1MHz) . 电源电压范围宽：单电源(330V)；. 双电源(1.5 一15V). 低功耗电流，适合于电池供电. 输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)六参考文献房国志模拟电子技术基础国防工业出版社2012年1月（071624）。阎石数字电子技术基础高等教育出版社2013年12月（043267）。