工程实践与科技创新1 自动控制小车原理与演示程序说明 上海交通大学电工电子实验教学中心 上海交通大学电子信息与电气工程学院 电工电子实验教学中心 2012年6月
工程实践与科技创新 1 ——自动控制小车原理与演示程序说明 上海交通大学电子信息与电气工程学院 电工电子实验教学中心 2012 年 6 月
目录 一概述 3 1.1部件清单 4 1.2接线图 5 二电路原理与电路板 7 2.1电路板上元器件规范 .7 2.2部分元器件封装说明 7 2.3注意事项 2.4电路原理与元器件清单 8 2.4.1车头、车尾触碰检测板 8 2.4.2充电板 2.4.3行进控制板 ,12 2.4.4电机驱动板 三演示(demo) 程序及其流程图 .17 主程序(main): 17 T0中断服务程序： 19 SW0-SW3按键处理子模块： 21 LED显示处理子模块： 22 时间处理子模块： 23 AD采样： .23 电机PWM调速： 23 上海交通大学电
目 录 一 概述................................................................................................................3 1.1 部件清单.................................................................................................................... 4 1.2 接线图........................................................................................................................ 5 二 电路原理与电路板........................................................................................7 2.1 电路板上元器件规范................................................................................................ 7 2.2 部分元器件封装说明................................................................................................ 7 2.3 注意事项.................................................................................................................... 7 2.4 电路原理与元器件清单............................................................................................ 8 2.4.1 车头、车尾触碰检测板..................................................................................................... 8 2.4.2 充电板.................................................................................................................................. 9 2.4.3 行进控制板....................................................................................................................... 12 2.4.4 电机驱动板....................................................................................................................... 14 三 演示（demo）程序及其流程图.................................................................17 主程序（main）：........................................................................................................... 17 T0 中断服务程序：........................................................................................................ 19 SW0-SW3 按键处理子模块：....................................................................................... 21 LED 显示处理子模块： ................................................................................................ 22 时间处理子模块：......................................................................................................... 23 A/D 采样：..................................................................................................................... 23 电机 PWM 调速： ......................................................................................................... 23
一概述 自动控制小车由金属车身、塑料车轮、带变速箱的直流电机和控制电路板等构成，自动控制小 车为前驱动，有两个直流驱动电机。两个电机分别由控制电路中的左、右部分独立控制。车头和车 尾安装有触碰检测板，每个板上分别有左、右检测开关：该4个开关可以在程序中定义为其他功能， 如自动控制小车的启动和停止等。 自动控制小车的电路部分由车头触碰检测板、车尾触碰检测板、充电板、电机驱动板和行进控 制板共5个电路模块组成（如下图所示）。各部分电路功能和原理简述如下： 右 玩具电机(2) 车 行进控制 触 碰 电机驱动 充电器 尾触碰 充电电池 测 5.0V 检测 玩具电机(1) 左 左 电路结构示意图 车头触碰检测板：用于检测前进方向的障碍物，设计为2个按钮开关： 车尾触碰检测板：用于检测倒退方向的障碍物，设计为2个按钮开关： 充电器板：可以给4节1.2V可充电池充电：充电器电路的输入电压为直流12VDC,输出为6V, 充电电流约为120mA; 电机驱动板：驱动电机正转（前进）、反转（倒退）或停止： 行进控制板：获取车头/车尾触碰检测开关信号，发控制指令给电机驱动电路，让电机正转（前 进)、反转（倒退）或停止。 CONTROL 自动控制小车模型图
3 一 概述 自动控制小车由金属车身、塑料车轮、带变速箱的直流电机和控制电路板等构成，自动控制小 车为前驱动，有两个直流驱动电机。两个电机分别由控制电路中的左、右部分独立控制。车头和车 尾安装有触碰检测板，每个板上分别有左、右检测开关；该 4 个开关可以在程序中定义为其他功能， 如自动控制小车的启动和停止等。 自动控制小车的电路部分由车头触碰检测板、车尾触碰检测板、充电板、电机驱动板和行进控 制板共 5 个电路模块组成（如下图所示）。各部分电路功能和原理简述如下： 电路结构示意图 车头触碰检测板：用于检测前进方向的障碍物，设计为 2 个按钮开关； 车尾触碰检测板：用于检测倒退方向的障碍物，设计为 2 个按钮开关； 充电器板：可以给 4 节 1.2V 可充电池充电；充电器电路的输入电压为直流 12VDC，输出为 6V， 充电电流约为 120mA； 电机驱动板：驱动电机正转（前进）、反转（倒退）或停止； 行进控制板：获取车头/车尾触碰检测开关信号，发控制指令给电机驱动电路，让电机正转（前 进）、反转（倒退）或停止。 自动控制小车模型图 充电器 充电电池 5.0V 电机驱动 右 车 头 触 碰 检 测 左 行进控制 右 车 尾 触 碰 检 测 左 玩具电机（1） 玩具电机（2）
1.1部件清单 序号 部件名称 数量 备注 1 车体 1(套) 包括：车架1个、电机固定件4个、透明P℃板1 个 2 电机 2 3 车轮 1(套) 2个前轮，2个后轮： 4 EI连接线 1(套) 5 4节AA电池盒 1 6 AM镍氢可充电池 4 7 AC/DC转换器 1 50Hz变压器型，输出12VDC、500mA: 8 螺柱、螺杆、螺丝、垫片 1(套) 9 车头触碰检测电路板 空电路板 10 车尾触碰检测电路板 1 空电路板 11 充电器电路板 空电路板 12 行进控制电路板（直插版） 1 空电路板 13 行进控制电路板（贴片版） 空电路板 14 电机驱动电路板 1 空电路板 15 电子元器件 1(套) 上海交通大学电工电子 4
4 1.1 部件清单 序号 部件名称 数量 备注 1 车体 1（套） 包括：车架 1 个、电机固定件 4 个、透明 PC 板 1 个； 2 电机 2 3 车轮 1（套） 2 个前轮，2 个后轮； 4 EH 连接线 1（套） 5 4 节 AA 电池盒 1 6 AA 镍氢可充电池 4 7 AC/DC 转换器 1 50Hz 变压器型，输出 12VDC、500mA； 8 螺柱、螺杆、螺丝、垫片 1（套） 9 车头触碰检测电路板 1 空电路板 10 车尾触碰检测电路板 1 空电路板 11 充电器电路板 1 空电路板 12 行进控制电路板（直插版） 1 空电路板 13 行进控制电路板（贴片版） 1 空电路板 14 电机驱动电路板 1 空电路板 15 电子元器件 1（套）
1.2接线图 车头触碰检测 行进控制板 验15a 15cm 充电板 电机驱动板 15cm 10cm 10cm 电机(1) 电机(2) 车尾触碰检测 上海交 自动控制小车系统接线图
5 1.2 接线图 自动控制小车系统接线图