《智能车设计与制作》
实验指导书
杨宏韬 李慧
长春工业大学
电气与电子工程学院
二零一一年三月


第一章  电烙铁使用的注意事项
电烙铁：主要用来焊接电路
烙铁头注意远离电线、纸质等；
电烙铁通电后不能任意敲击、拆卸及安装其电热部份零件;
关电源后，利用余热在烙铁头上上一层锡，以保护烙铁头；
当烙铁头上有黑氧化层时候，可用砂布擦去，然后通电，并立即上锡；
海绵用来收集锡渣和锡珠，用手捏刚好不出水为适；
元件焊接步骤步骤
一、预热：
烙铁头成45度角，顶住焊盘和元件脚。预先给元件脚和焊盘加热。
烙铁头的尖部不可顶住PCB无铜皮位置，这样可能将板烧成一条痕迹；
烙铁头最好顺线路方向；
烙铁头不可塞住过孔；汇编语言指导书
预热时间为1~2秒。
二、上锡：
将锡线从元件脚和烙铁接触面处引入；
锡线熔化时，掌握进线速度；
当锡散满整个焊盘时，拿开锡线；
锡线不可从直接靠在烙铁头上，以防止助焊剂烧黑；
整个上锡时间大概为1~2秒。
三、拿开锡线：
拿开锡线，烙铁放在焊盘上1~2秒。
四、拿开烙铁：
当焊锡只有轻微烟雾冒出时候，即可拿开烙铁；
焊点凝固。
焊接常见问题：
形成锡球，锡不能散布到整个焊盘：烙铁温度过低，或烙铁头太小；焊盘氧化。
拿开烙铁时候形成锡尖：
烙铁不够温度，助焊剂没熔化，不起作用。
烙铁头温度过高，助焊剂挥发掉。
焊接时间太长。
锡表面不光滑，起皱：烙铁温度过高，焊接时间过长。
锡珠：锡线直接从烙铁头上加入。加锡过多。烙铁头氧化。敲打烙铁。
PCB离层：烙铁温度过高，烙铁头碰在板上。
第二章  智能车硬件制作
智能小车的硬件电路是整个小车可以正常运转的最根本的保证。俗话说身体是革命的本钱，对于小车来说，硬件部分就是小车运动的本钱。因此整个硬件电路的对于智能小车来说是十分重要的一个部分。
我们来看看智能小车各个硬件模块的基本设计：
1．小车底盘的搭建
一个小车首先要有一个可以行走的执行机构，比如真实中汽车的发动机带动4个轮子转动。我们利用了两个小型直流电机来驱动的智能小车的进行行走的。
我们提供的有两种轮胎的状态：
图 2-1
如图2-1，这种海绵轮子类比于真实汽车所用的轮胎，我们可以将其安装在我们智能小车的直流电机上面，从而带动小车行走。这种轮子的特点是比较大，但是只能向某一个直线方向滚动。 
图 2-2
如图2-2，这种称作为万向轮，这种轮子主要的特点是其可以向任何方向进行滚动，但是它却不能作为驱动轮带动小车行走，一般我们利用它作为小车的辅助轮子使用。
一般选择小车的底盘搭建方式有几种方式，如图2-3所示：
图 2-3
2. 小车的供电稳压模块
智能小车上面所有的IC芯片都是需要电源来进行供电的，整个电源模块又是整个电路正常运转的保证，所以，在整个电路里面，我们首先应当保证供电的稳定性。设计中所要求使用的是4节5号干电池做为电压源，也就是6V的电压。因为设计中选用的小型直流电机的额定电压值为12V，可以直接将电池电压加入到电机的两端。
由于单片机控制板和检测模块的光电模块都是要5伏供电。因此可以利用7805来稳压到标准的5伏供电。7805内含过流、过热和过载保 护电路。带散热片时，输出电流可达1A。图2-4即为7805的应用原理图：
图 2-4
３.路径检测红外寻线模块
在路经检测使用红外光电传感器，包括白的发射管和黑的接收管，如图2-5所示。
图 2-5
根据不同颜对红外光的反射率不同，白很高，黑很低。所以当发射管发出红外光线经白线时，绝大部分都被黑管接收，处于导通状态，输出高电平，而红外光经黑线时，接收不足，黑管无法导通，输出低电平。然后将输出的高低电平加入到LM393比较器当中，与一个比较电压进行比较，这样就可以得到一个单片机可以识别的高低电平。输出的高低电平经IO口接入单片机中，通过一定的算法即可判断决策，从而输出控制信号，控制小车的循迹运动。
如图2-7所示，与白的红外发光管DS1连接的电阻R1是一个限流电阻，其主要的作用是限制流过发射管的电流值，随着电流值的增大，其发光二极管的功率增大，故其光亮程度也会增大，但应注意使电流不超过30mA。与接收管Q1连接的电阻R2是一个采样电阻，其主要的作用是利用接收管在导通和关断时管子上等效阻值的变化，来使得其信号输出端在白时为高电平，而黑时为低电平的。
图2-7中，R3 为一个电位器，可以看到其主要作用是进行一个分压，这样可以将后面的LM393 比较器的正端的比较电压调整到一个比较合适的值。而LM393 的负端则为接收管的输出端口。C1为一个去噪电容，为的是LM393可以更加稳定的工作，当然在电压纹波不大的情况下，也可以完全忽略它。
图 2-6
这样信号电平经过LM393的比较器之后，就可以得到一个十分明显的高低电平，从而使得DSP 可以完全的识别出信号传递过来的高低信号。图2-7中，R4和DS2的主要作用是给检测信号一个直观的认识。当检测信号为低电平的时候，DS2则变亮，当检测信号为高电平的时候，DS2则灭掉。
图 2-7
4. 电机驱动电路模块
直流电机采用H 桥电路进行控制。PWM 波控制四个开关的导通关断，两组对角的开关相互切换导通可以控制电机的转向，如图2-8所示。PWM 输出信号的高低则可以控制直流电机转动的快慢，当占空比大时，转速高，占空比小时，转速低，所以当PWM 输出占空比为0时可控制电机停止。
图 2-8
智能小车的驱动是采用的L298N 集成芯片。其引脚功能大致可概括如下：
（1） 电机使能。当该引脚有效时，则电机可以运转，无效时，电机不能运转。
（2） 方向控制。通过发信号给该引脚来改变电机的转动方向。 
（3） PWM（脉宽调制）控制。
使用L298N驱动模块可以驱动两台直流电机。分别为M1和M2。引脚PWMA，PWMB可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制。输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，电机M1正转。输入信号端IN3接高电平，输入端IN4接低电平，电机M2正转。可参考表2-1：
表 2-1
电机
旋转方式
控制端IN1
控制端IN2
控制端IN3
控制端IN4
输入PWM信号改变脉宽可调速
调速端A
调速端B
M1
正转
高
低
/
/
高
/
反转
低
高
/
/
高
/
停止
低
低
/
/
高
/
M2
正转
/
/
高
低
/
高
反转
/
/
低
高
/
高
停止
/
/
低
低
/
高
如图2-9 所示，小车的运转方式有如下几种，当小车两轮同时同速向前转动， 则小车直线前进，反之，则直线后退；当左轮停止，右轮转时，小车右转。 当右轮停止，左轮转动时，小车左转。而当小车两轮以相同速度不同转向转动的时候，小车将会原地打转。
图 2-9
第三章  Keil C软件使用
Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,PLM 语言和 C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。
下面介绍Keil C51软件的使用方法：
进入 Keil C51 后，屏幕如下图所示。几秒钟后出现编辑界。
启动Keil C51时的屏幕
                  　进入Keil C51后的编辑界面
　简单程序的调试
　学习程序设计语言、学习某种程序软件，最好的方法是直接操作实践。下面通过简单的编程、调试，引导大家学习Keil C51软件的基本使用方法和基本的调试技巧。
　1)建立一个新工程
　单击Project菜单，在弹出的下拉菜单中选中New Project选项。
　
　2)然后选择你要保存的路径,输入工程文件的名字，比如保存到C51目录里,工程文件的名字为C51
如下图所示,然后点击保存。
　3)这时会弹出一个对话框,要求你选择单片机的型号，你可以根据你使用的单片机来选择，keil c51几乎支持所有的51核的单片机，我这里还是以大家用的比较多的Atmel 的89C51来说明,如下图所示，选择89C51之后，右边栏是对这个单片机的基本的说明，然后点击确定。
　4)完成上一步骤后，屏幕如下图所示。
　到现在为止，我们还没有编写一句程序，下面开始编写我们的第一个程序。
　5)在下图中，单击“File”菜单，再在下拉菜单中单击“New”选项。
　 　
　新建文件后屏幕如下图所示。
此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，但笔者建议首先保存该空白的文件，单击菜单上的“File”，在下拉菜单中选中“Save As”选项单击，屏幕如下图所示，在“文件名”栏右侧的编辑框中，键入欲使用的文件名，同时，必须键入正确的扩展名。注意，如果用Ｃ语言编写程序，则扩展名为(.c)；如果用汇编语言编写程序，则扩展名必须为(.asm)。然后，单击“保存”按钮。

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