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光电循迹小车的运动控制系统设计

2018-11-08刘文泉朱春燕

电子测试 2018年20期

刘文泉,朱春燕

(1.西北工业大学自动化学院,陕西西安,710072;2.西安工业大学北方信息工程学院,陕西西安,710200)

1 光电循迹传感器原理

智能循迹小车主要由STC89C52RC单片机开发板、HJIR1循迹模块、L298N驱动模块、电机模块、电源模块等组成,图1是智能循迹小车系统组成。采用STC89C52单片机I/O口控制L298N驱动模块,来控制四个直流电机的运动形态,完成规定黑色线循迹控制。

图1 智能循迹小车控制系统组成图

智能小车采用HJ-IR1光电循迹传感器,图2是红外发射管红外光线发射到黑色线时,由于黑色对红外光线的吸收高,因此反射回红外接收管的红外光线相对减少,此时I/O口输出高电平,如果红外发射管反射到其它路面则I/O口输出低电平。

图2 黑色障碍物光路图

2 系统的硬件设计

2.1 单片机电路的设计

STC89C52单片机的最小系统,主要扩展包括:供电电路、复位电路和时钟电路。

2.2 传感器外设电路

光电循迹传感器电路如图3所示。当发射管发出的红外线遇到黑线时,黑线吸收了红外线,导致反射回来的红外线很少,所以光敏三极管不会导通,从电路中可以看出遇到黑线时输出端输出AOUT模拟量在5V,通过比较器比较在输出DOUT数字量高电平1给单片机。

图3 循迹传感器电路图

2.3 电机驱动电路

电机的驱动电路如图4所示,采用L298N驱动芯片带动两个直流电动机进行运转,选用电机是抗干扰碳刷TT减速马达,抗干扰碳刷到电动机的作用是改变DC电机的电流方向。

2.3.1 H桥驱动电路分析

电动机控制电路的双H桥,包括八个三极管和两个马达。……

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