循迹竞速小车
智能循迹小车___设计报告
智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。
4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。
2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。
循迹小车全资料
寻迹小车在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。
笔者通过论证、比较、实验之后，制作出了简易小车的寻迹电路系统。
整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。
总体方案整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。
首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。
系统方案方框图如图1所示。
图1 智能小车寻迹系统框图传感检测单元小车循迹原理该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。
笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。
红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。
在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。
传感器的选择市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。
ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示：图2 ST168检测电路ST168采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。
ST168的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。
笔者经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。
R1限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电阻R2可限制接收电路的电流，一方面保护接收红外管；另一方面可调节检测电路的灵敏度。
循迹小车的实验报告
循迹小车的实验报告循迹小车的实验报告引言：循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人，能够通过感知地面上的黑线，实现自主导航。
本次实验旨在探索循迹小车的工作原理及其应用，并对其性能进行评估。
一、实验背景循迹小车作为一种智能机器人，广泛应用于工业自动化、仓储物流、智能家居等领域。
其基本原理是通过光电传感器感知地面上的黑线，根据传感器信号控制电机的转动，从而实现沿着黑线行进。
二、实验过程1. 实验器材准备本次实验所需器材有循迹小车、黑线地毯、计算机等。
通过连接计算机和循迹小车，可以实现对小车的控制和数据传输。
2. 实验步骤（1）将黑线地毯铺设在实验场地上，并保证地毯表面光滑清洁。
（2）将循迹小车放置在地毯上，确保其底部的光电传感器与黑线接触。
（3）通过计算机控制循迹小车的启动，观察小车是否能够准确跟踪黑线行进。
（4）记录小车在不同条件下的行进速度、转弯半径等数据，并进行分析。
三、实验结果1. 循迹性能评估通过实验观察和数据记录，我们发现循迹小车在较为平整、光线充足的黑线地毯上表现较好，能够准确跟踪黑线行进。
然而，在黑线不明显、光线较暗的情况下，小车的循迹性能会有所下降。
2. 行进速度与转弯半径根据实验数据分析，循迹小车的行进速度受到多种因素的影响，包括地面摩擦力、电机功率等。
在实验中，我们发现增加电机功率可以提高小车的行进速度，但同时也会增大转弯半径。
3. 应用前景循迹小车作为一种智能机器人，具有广泛的应用前景。
在工业自动化领域，循迹小车可以用于物料搬运、装配线操作等任务；在仓储物流领域，循迹小车可以实现货物的自动分拣、运输等功能；在智能家居领域，循迹小车可以作为家庭服务机器人，提供家居清洁、送餐等服务。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了循迹小车的工作原理和应用前景。
循迹小车的循迹性能受到地面条件和光线影响，需要进一步优化。
在实际应用中，循迹小车可以广泛应用于工业自动化、仓储物流和智能家居等领域，为人们的生活和工作带来便利。
循迹小车的原理
循迹小车的原理循迹小车是一种基于传感器的智能机器人，它能够自动地在预设的路径上行驶，并根据环境的变化进行自我调整。
循迹小车的原理主要涉及到传感器、控制电路和电机三个方面。
首先，循迹小车依靠传感器来感知环境的变化，其中最常用的传感器是红外线传感器。
红外线传感器主要由发射器和接收器组成，其中发射器发射红外线信号，接收器接收反射回来的红外线信号。
当循迹小车在行驶过程中，传感器能够感知到路径上的黑线或者其他颜色差异，然后将这些信号转化为电信号，传递给控制电路。
其次，控制电路是循迹小车的核心部分，它根据传感器接收到的信号，进行相应的逻辑判断和处理，来控制电机的运动。
控制电路一般由集成电路组成，可以通过编程或者硬连线的方式来实现逻辑控制。
当传感器感知到黑线时，控制电路会判断是否需要转弯，根据不同的判断结果，向电机提供不同的控制信号，控制电机的转向和速度。
这样循迹小车就可以根据黑线的走向，做出适当的转弯和速度调整，从而沿着预设的路径行驶。
第三，电机是循迹小车的动力源，它负责驱动车轮的转动。
一般来说，循迹小车采用两个驱动轮，每个驱动轮都有一个电机来驱动。
电机接收控制电路输出的控制信号，根据信号的不同进行相应的运转，从而驱动车轮转动。
当循迹小车需要转弯时，控制电路会向电机提供不同的信号，使得其中一个电机停止或者反向运转，从而实现转弯动作。
通过控制电路对电机的控制，循迹小车可以根据需要改变行进速度和转弯半径，以实现在预设路径上的准确行驶。
综上所述，循迹小车的原理主要包括传感器的感知、控制电路的处理和电机的运转。
通过传感器感知路径上的黑线或其他有色标记，控制电路进行逻辑判断和处理，再通过控制信号控制电机的运动，循迹小车就可以自动地在预设的路径上行驶。
循迹小车的原理简单实用，可以通过调整控制电路和传感器的设置，实现不同场景下的行驶需求，因此在教育、娱乐和实验等领域都有广泛的应用。
循迹小车原理
循迹小车原理
循迹小车是一种智能机器人，通过感应地面上的黑线来实现自主导航。
它具有一组红外线传感器，安装在车体底部。
这些传感器能够感知地面上的线路情况，判断车子应该如何行驶。
循迹小车的工作原理是基于光电传感技术。
当小车上的传感器感受到黑线时，光电传感器就会产生信号。
这些信号通过控制系统进行处理，确定小车的行驶方向。
如果传感器感受到较亮的地面，即没有黑线的区域，控制系统会判断小车偏离了轨迹，并做出相应的调整。
为了确保精确的导航，循迹小车的传感器通常安装在车体的前部和底部，使其能够更好地感知地面上的线路。
此外，传感器之间的距离也很重要，它们应该能够覆盖整个车体宽度，以确保车子能够准确地行驶在黑线上。
循迹小车的控制系统通过对传感器信号的分析来判断车子的行驶方向。
当传感器感知到线路时，控制系统会发出信号，控制电机转动，使车子朝着正确的方向行驶。
如果传感器感知不到线路，或者线路出现了间断，控制系统会做出相应的调整，使车子重新找到正确的线路。
循迹小车是一种简单而有效的机器人，它在许多领域都有广泛的应用。
例如，它可以用于仓库自动化，实现货物的自动运输；也可以用于工业生产线，实现物品的自动装配。
总的来说，循迹小车通过光电传感技术，能够自主导航，实现精确的线路行驶。
智能循迹小车设计方案
智能循迹小车设计方案一、设计目标：1.实现智能循迹功能，能够沿着预定轨迹自动行驶。
2.具备避障功能，能够识别前方的障碍物并及时避开。
3.具备远程遥控功能，方便用户进行操作和控制。
4.具备数据上报功能，能够实时反馈运行状态和数据。
二、硬件设计：1.主控模块：使用单片机或者开发板作为主控模块，负责控制整个小车的运行和数据处理。
2.传感器模块：-光电循迹传感器：用于检测小车当前位置，根据光线的反射情况确定移动方向。
-超声波传感器：用于检测前方是否有障碍物，通过测量障碍物距离来判断是否需要避开。
3.驱动模块：-电机和轮子：用于实现小车的运动，可选用直流电机或者步进电机，轮子要具备良好的抓地力和摩擦力。
-舵机：用于实现小车的转向，根据循迹传感器的信号来控制舵机的角度。
4.通信模块：-Wi-Fi模块：用于实现远程遥控功能，将小车与遥控设备连接在同一个无线网络中，通过网络通信进行控制。
-数据传输模块：用于实现数据上报功能，将小车的运行状态和数据通过无线通信传输到指定的接收端。
三、软件设计：1.循迹算法：根据光电循迹传感器的反馈信号，确定小车的行进方向。
为了提高循迹的精度和稳定性，可以采用PID控制算法进行修正。
2.避障算法：通过超声波传感器检测前方障碍物的距离，当距离过近时，触发避障算法，通过调整小车的行进方向来避开障碍物。
3.遥控功能：通过Wi-Fi模块与遥控设备建立连接，接收遥控指令并解析，根据指令调整小车的运动状态。
4.数据上报功能：定时采集小车的各项运行数据，并通过数据传输模块将数据发送到指定的接收端，供用户进行实时监测和分析。
四、系统实现：1.硬件组装：根据设计要求进行硬件的组装和连接，确保各个模块之间的正常通信。
2.软件编程：根据功能要求，进行主控模块的编程，实现循迹、避障、遥控和数据上报等功能。
3.调试测试：对整个系统进行调试和测试，确保各项功能正常运行，并进行性能和稳定性的优化。
4.用户界面设计：设计一个用户友好的界面，实现对小车的远程控制和数据监测，提供良好的用户体验。
自动循迹小车毕业设计
自动循迹小车毕业设计毕业设计：自动循迹小车摘要：本毕业设计致力于设计和制作一种自动循迹小车。
该小车能够在给定的路径上自动行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
设计方案基于Arduino控制器和红外传感器实现，小车能够感知到路径上的线路，并据此进行正确的行驶操作。
此外，设计还包括电机驱动，电源供应和用户界面等功能模块。
实验结果表明，该自动循迹小车能够高效准确地行驶在指定的路径上。
关键词：1.引言2.设计原理自动循迹小车的设计方案基于Arduino控制器和红外传感器。
红外传感器能够感知到路径上的线路，从而确定小车的行驶方向。
Arduino控制器能够接收传感器的数据并根据预先编写的程序进行控制操作，例如调整电机速度和方向等。
整个设计系统的模块主要包括传感器模块，控制器模块，电机驱动模块和电源供应模块。
3.系统设计3.1传感器模块本设计中使用红外传感器来感知路径上的线路。
传感器模块负责采集红外传感器的数据，并将其传输给控制器模块进行处理。
3.2控制器模块控制器模块由Arduino控制器组成。
它通过连接传感器模块和电机驱动模块来接收传感器数据，并根据编写的程序进行控制操作。
控制器模块具有高度灵活性和可编程性，使得小车能够按照预先设定的规则行驶。
3.3电机驱动模块电机驱动模块负责控制小车的速度和方向。
根据传感器数据，控制器模块会发送相应的指令给电机驱动模块，以控制小车的行驶。
3.4电源供应模块电源供应模块为整个系统提供所需的电力。
它负责将来自电池或电源适配器的直流电源转换为小车所需的电压和电流。
4.实验结果和讨论通过设置合适的传感器感应距离，测试了自动循迹小车在给定路径上的行驶性能。
实验结果表明，该小车能够稳定地沿着给定的路径行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
5.结论本毕业设计成功地设计和制作了一种自动循迹小车。
该小车能够准确地沿着给定的路径行驶，并根据环境中的线路进行循迹操作。
通过这个设计，我们可以更深入地理解自动控制和传感器应用的原理和实践。
智能循迹小车实验报告
智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车，通过传感器检测路径信息，控制小车的运动方向，使其能够沿着预定的轨迹行驶。
通过本次实验，深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识，提高实际动手能力和问题解决能力。
二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。
红外传感器由红外发射管和接收管组成，当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时，反射光较弱，接收管接收到的信号较弱；当照射到白色区域时，反射光较强，接收管接收到的信号较强。
通过比较接收管的信号强度，即可判断小车是否偏离轨迹。
2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息，采用 PID 控制算法（比例积分微分控制算法）来计算小车的转向控制量。
PID 算法通过对误差（即小车偏离轨迹的程度）进行比例、积分和微分运算，得到一个合适的控制输出，使小车能够快速、准确地回到轨迹上。
3、电机驱动小车的动力由直流电机提供，通过电机驱动芯片（如 L298N）来控制电机的正反转和转速。
根据控制算法计算出的转向控制量，调整左右电机的转速，实现小车的转向和前进。
三、实验器材1、硬件部分单片机开发板（如 STM32 系列）红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方，使其能够检测到黑线轨迹。
将直流电机与驱动模块连接，并安装在小车底盘上。
将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来，搭建好实验电路。
2、软件编程使用单片机编程软件，编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。
通过串口调试助手，将编写好的程序下载到单片机开发板中。
3、调试与优化启动小车，观察其在轨迹上的行驶情况。
根据小车的实际行驶情况，调整 PID 控制算法的参数，优化小车的循迹性能。
不断测试和改进，直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。
智能循迹小车精讲PPT课件
可量化性
评估指标应具备可量化 性，方便进行客观、准
确的性能评估。
可比性
评估指标应具有可比性， 以便对不同循迹小车或 不同改进方案进行性能
对比。
实际意义
评估指标应具有实际意 义，能够反映循迹小车 在实际应用中的性能表
现。
结果分析与改进建议
结果分析
根据测试结果，对循迹小车的性能进行全面分析，找出存在的问题 和不足。
应用拓展 智能循迹小车将在更多领域得到应用，如仓储物流、智能 家居、医疗服务等，推动相关产业的智能化升级。
多车协同 未来智能循迹小车将实现多车协同作业，提高整体工作效 率，同时降低单个车辆的制造成本。
未来研究方向探讨
复杂环境适应性
人机交互优化
研究如何在复杂多变的环境中实现智能循迹 小车的稳定导航和定位，提高其环境适应性。
调试技巧与经验分享
调试技巧
使用仿真工具进行前期验证，可以大大缩短开发周期；在实际调试过程中，可以采用分模块调试的方法， 逐一验证各个模块的功能和性能。
经验分享
在开发过程中要注重代码的可读性和可维护性，以便后期进行功能扩展和性能优化；同时要注意传感器的 选型和布局对循迹效果的影响，合理选择和布局传感器可以提高小车的循迹精度和稳定性。
循迹算法原理及实现方法
循迹算法原理
通过检测小车与路径之间的相对位置关系，控制小车的运动方向和速度，使小 车能够沿着预定路径行驶。常见的循迹算法有PID控制算法、模糊控制算法等。
实现方法
通过传感器（如红外传感器、超声波传感器等）检测路径信息，将检测到的路 径信息输入到控制器中，控制器根据预设的循迹算法计算出控制量，控制小车 的电机转动，实现小车的循迹行驶。
智能循迹小车精讲 PPT课件
电动循迹小车实验报告
一、实验目的本次实验旨在设计和实现一款基于电动驱动的循迹小车，通过红外传感器检测地面上的黑线，实现对小车行进路径的自动控制。
通过本次实验，掌握以下技能：1. 红外传感器的原理和应用；2. 单片机的编程和驱动控制；3. 电动小车的组装与调试；4. 掌握电路设计和调试方法。
二、实验原理1. 红外传感器原理：红外传感器通过发射红外线并接收反射回来的红外线来检测物体的存在。
当红外线照射到黑色路线上时，反射回来的红外线强度减弱，传感器检测到变化后，将信号传输给单片机。
2. 单片机控制原理：单片机接收到红外传感器的信号后，根据预设的程序控制小车的前进、后退、转弯等动作。
3. 电机驱动原理：电机驱动电路将单片机的控制信号转换为电机所需的电流，驱动电机旋转，从而实现小车的运动。
三、实验器材1. 电动小车底盘；2. 红外传感器模块；3. 单片机（如Arduino）；4. 电机驱动模块（如L298N）；5. 电池；6. 连接线；7. 电阻、电容等电子元件；8. 黑色纸带。
四、实验步骤1. 组装电路：将红外传感器模块、单片机、电机驱动模块、电池等元件按照电路图连接起来。
2. 编写程序：根据实验要求，编写单片机的控制程序。
程序主要包括以下功能：- 红外传感器数据采集；- 小车运动控制（前进、后退、转弯）；- 电机驱动控制。
3. 调试程序：将编写好的程序烧录到单片机中，连接电池，观察小车是否能够按照预期路径行进。
4. 调整传感器位置：根据红外传感器的实际工作情况，调整传感器位置，确保传感器能够准确检测到地面上的黑线。
5. 调整电机速度：通过调整电机驱动模块的PWM信号，调整电机的转速，使小车运动平稳。
6. 优化程序：根据实验结果，对程序进行优化，提高小车的循迹精度和稳定性。
五、实验结果与分析1. 实验结果：经过调试，小车能够按照地面上的黑线行进，实现自动循迹。
2. 分析：- 红外传感器对光线敏感，容易受到环境光线干扰。
在光线较强或较弱的环境中，需要对传感器进行调整，以确保其正常工作。
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H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
课程设计说明书（论文）
课程名称：电子技术基础课程设计
设计题目：循迹竞速电动车设计
院系：电气学院
班级：1306152
设计者：
学号：
指导教师：**
设计时间：2015.12.18
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
循迹竞速电动车设计
一、设计目的
1.熟练掌握数字电路课程中常用芯片的使用方法；
2.掌握控制逻辑电路的设计和电路调试技能；
3.了解并掌握直流小电机的PWM控制思想。
二、设计要求
1.小车从出发点开始，必须预定沿轨迹运动。
到达终点线时小车自行后退。
完成
时间按小车从出发点到到达终点线所用时间计。
每个小组的小车要按上述要求
跑完全程，小车跑动期间不能人为干预小车运动，直至小车到达终点线并一直
后退。
2.三人一组，协同工作。
三、设计方案
图1 设计方案模块组成部分图
1、轨道监测模块
轨道监测模块主要由两个一路循迹传感器组成，它们分别用来监测左右的白线和黑线，当检测到黑线时，输出为低电平，检测到白线时，输出为高电平，
当车向左偏离轨道时，右传感器监测到黑线，输出为低电平；当车向右偏离轨
道时，左传感器监测到黑线，输出为低电平；
图2一路循迹传感器
图3 一路循迹传感器功能图
图4 一路循迹传感器电路图
2、电机驱动模块
电机驱动采用PWM控制电机转速，输入信号控制正反转；用到的芯片为L293B。
此驱动模块可同时驱动两个电机，其中2,7,10,15管脚为输入端，3,6,11,14管脚为输出端。
当2管脚输入高电平时，7管脚输入低电平。
此时3管脚输出高电平，6管脚输出低电平，3,6管脚所连接的电机正转，电机反转同理可得。
图5 电机驱动模块引脚图
3、电源模块
该模块是由两节锂电池（8V）和LM7805三端集成稳压电路构成。
其中稳压电路实现的功能是输出稳定的五伏电压，为整个数字电路提供5V的数字电路电压，电机驱动则直接接两节锂电池的8V电压。
图6 LM7805实物图
图7 7805三端集成稳压电路图
4、控制模块
控制策略：
控制模块输入为两个红外循迹传感器，输出端则可根据小车控制策略不同有两种方案：
1.通过车轮速度差实现方向控制：输出端接比较器的输入，输出到比
较器的值可以改变比较器的输出脉宽，进而调节左右轮电机的速度。
2.通过电机正反转实现方向控制：输出的Ldir与Rdir可以作为电机
驱动芯片的输入。
我们采用第二种方案，即控制正反转来控制电机的转向从而控制小车的转向；
控制模块组成：
由NE555定时器连成的多谐振荡器和74LS14施密特触发器构成的控制板时钟，时钟的周期和占空比可通过改变多谐振荡器上的滑动变阻器的电阻来实现；
图8 控制板时钟电路图
在74LS14的后面接一个74LS163计数器，并将74LS163计数器的输出与74LS85比较器相连，通过调节74LS85的输入端1，9，11，14的电平可改变输出方波的占空比，这样就构成一个PWM发生电路；比较器是74LS85，由于本次设计实验选择的方案是通过电机正反转实现方向的控制，电机左右轮的转速始终相同，所以选择相同的PWM信号，因此只需要一个74LS85芯片。
芯片的A0~A3输入口分别接计数器Q0~Q3输出口，而B0~B3输入口分别接高电平或低电平。
本次设计实验设定的初值为B3B2B1B0=0111，可调节以改变转速。
而芯片的P(A<B)输出端接电机使能端。
由74LS85功能表可得，当A3A2A1A0<B3B2B1B0时，输出高电平，当A3A2A1A0≥B3B2B1B0时，输出低电平，由此输出占空比一定的矩形波。
图9 PWM电路图
图10 控制模块总电路图
注：上图中，由于我们才用的是控制正反转方式控制转向，所以用同一个PWM 端，所以只用到了一个74LS85，与上图有些不同。
5、逻辑控制模块
使用车轮正反转控制小车方向，转速设为恒定值，在小车到达终点时检测到长黑线时一直后退，即到达终点后不再循迹。
可使用D触发器作为小车目前状态的寄存器。
相当于控制板输入多了一个输入变量，即触发器的输出状态值。
根据所要实现的
__ __ 功能列出真值表，画出卡诺图，由卡诺图化简出逻辑式。
得到逻辑式为 Rdir=Q+SR , Ldir=Q+SL 然后，根据逻辑式设计出逻辑电路图。
此逻辑电路包
含D 触发器和或门与门非门组成，有两个输入端和两个输出端，还有一个时
钟，此时钟可接控制板时钟。
其中两个输入端为传感器的输出端，两个输出
端接电机驱动的输入端，实现对电机转速的控制；
首先要对D 触发器进行清零处理，通过将CLR 接低电平；然后将CLR
置高电平；由逻辑图可知当SL 和RL 同时为0（到达终点）后，Q 为1，输
出Ldir 和Rdir 一直为1，不再随SL 和SR 变化，满足设计要求；
图11 逻辑电路的真值表
图12 D 触发器的内部结构图
图13 D触发器的功能图
D c SL Ldir CLK Q
A
74HC74
CLR
SR Rdir
PR
图14 逻辑电路图
四、调试与验收
图15 电路搭建实物图
哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）
1、电路调试
用逐个模块调试的方法进行调试，对于PWM电路部分，我们成功的调试出了一定占空比的方波，通过改变B0~B3输入口的值从而改变占空比；对于电源
模块，我们用实验室8V的直流电压代替锂电池接入电源模块，得到了5V的
电压，调试成功；接下来我们对我们的逻辑部分进行了调试，首先将PR端置
1，将施密特触发器的输出方波接入到Clk，开始时对D触发器进行清零处理，
通过将CLR接低电平；然后将CLR置高电平；通过改变SL和SR的不同组合
输入，测量输出的电平（Ldir、Rdir）高低，与设计的逻辑进行比较，完全符
合；最后我们对整个电路（包括电机驱动模块）的逻辑功能完成了调试。
2、小车验收
在将电路调试成功之后，我们将搭好的电路安装在小车上面，并将剩下的线路连好。
装车后接上电源，首先要将触发器清零，然后将传感器紧贴白纸面，
使小车传感器贴着地面。
此时小车两只轮子向前转。
松手后，小车可循迹，到
终点后退。
分别将B3B2B1B0置为不同的值，逐渐增加小车的速度进行调试，
最后发现小车能循迹的最大值为0111，最快为12秒到达终点。
3、遇到的问题
在电路调试和小车调试的过程中遇到的最大问题就是小车刚放入监测轨道时的不稳定，很多时候在清零准备放入轨道的时候，发现小车已经开始往后退
了。
4、解决方法
我们分析出，应该是小车在放入轨道前由于还没检测到白线（相当于监测到了两条黑线），出现了一直后退的现象，所以我们在放入轨道前先将小车D
触发器清零，将监测传感器紧紧贴着地面，然后将清零端置1，慢慢放开小车，
在几次试探之后，小车成功循迹前行。
六、设计感悟与收获
首先，本次课程设计是对数字电子电路课程的一个很大的实践，对于数电这门课的理解和掌握起到了一定的促进作用，我一开始觉得数电学起来很枯
燥，都是一些理论知识，通过这次课设经历，才逐渐发现这门课的有趣和实用，
对于我今后的学习起积极作用；在本次课设中，由于对原理要求要理解清晰，
所以对于一些常用芯片和基本电路进行了深入的了解和学习，对逻辑的设计也
加强了我对于时序逻辑电路的设计的能力和认识；其次，在电路的搭建和调试
过程中遇到了一些问题，比如说如何合理科学的排布面包板上的电路线，如何
正确的调试一个复杂的电路，如何去查找一个复杂电路的问题……在这个过程
中学会了对待科学要认真和严谨，任何小小的错误都可能导致你前功尽弃；最
后最重要的一点是，在这次课设过程中我学会了如何与他人合作，互相帮助，
共同进步，这不仅对于以后的学习有帮助，对我的人生也是一次很好的经历。