循跡小車製作報告
一、設計方案
路面檢測模組電路檢測路面資訊，區分黑色與白面，並形成相對應的高電平與低電平提供給微控制器；微控制器對路面循跡模組提供的高低電平進行分析，並形成相應的對策（直行、左轉、右轉和停止等），並將其轉化成對應的電壓輸出給電機驅動模組；電機驅動模組根據微控制器提供的電壓訊號驅動對應的電機，得到與對策相同的執行動作；電源模組電路為三個模組提供所需要的電。電路框圖如下圖所示：
電路框圖
二、路面檢測模組工作原理
一對光電開光的發射管不停的發射紅外光，經過路面發射回來的被接受管接收到。因為白色路面和黑線對光的反射不同，所以正對白色路面的光電對管的接收管接收到更多的紅外光，而正對黑線的光電對管的接收管收到較少的紅外光。經過光電開關的接收電路將接收到紅外光的多少轉化為正相關的電流大小，並進一步轉化成接收電路的輸出電壓（a點電壓）的較小值和較大值。
輸出電壓的較小值和較大值進一步與乙個居中的基準電壓分別進行比較，對應比較器的輸出端（c點）分別為高電平還是低電平，並進一步輸出給微控制器，同時對應指示發光管的不亮與亮。路面循跡模組電路如下圖所示：
路面循跡模組電路
三、微控制器最小系統
微控制器最小系統包括了時鐘電路和復位電路。時鐘電路為微控制器工作提供基本時鐘，復位電路用於將微控制器內部各電路的狀態恢復到初始值。微控制器是乙個複雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現，電路應在唯一的時鐘訊號下嚴格地按時序進行工作。
時鐘電路用於產生微控制器工作所需要的時鐘訊號。
時鐘訊號的產生是在mcs-51系列微控制器內部有乙個高增益反相放大器，其輸入端引腳為xtal1，其輸出端引腳為xtal2。只要在xtal1和xtal2之間跨接晶體振盪器和微調電容，就可以構成乙個穩定的自己振盪器。
復位電路由乙個按鍵、電解電容和電阻組成，它是使cpu和系統中的其他功能部件都恢復到乙個確定的初始狀態，並從這個狀態開始工作。微控制器復位的條件是必須使rst（第9引腳）加上持續兩個機器週期（即24個脈衝振盪週期）以上的高電平。我們在循跡小車的製作中使用的是按鍵復位電路，它不僅具有上電復位功能，還可以按reset鍵實現復位，此時電源vcc經兩個電阻分壓，在rst端產生乙個復位高電平。
時鐘電路及復位電路如下圖所示：
微控制器時鐘電路微控制器復位電路
四、電機驅動模組電路
電機驅動模組電路就是為小車提供運動的動力，並根據路面循跡模組電路返回的路面情況訊號來驅動對應的電機，使小車能夠沿著黑色的道路前進到終點，不過由於驅動電機需要電壓訊號，而路面循跡模組電路不能提供給電機驅動模組所需要的電壓訊號，所以要先將路面循跡模組電路輸出的訊號提供給微控制器做作出分析後，再由微控制器輸出相應的電壓訊號供給電機驅動模組電路，實現相應的功能。電機驅動模組電路如下圖所示：
電機驅動模組電路
五、路面循跡模組電路測試
1. 設定光電開關距離路面約10mm，測試光電開關對準黑線與白色地面時其對應的支路上的測試點b點的電位。
2. 將電路板平放於台面上，用螺絲刀調節電位器，使得測試點c的電位約等於上一步測得的兩個電位的平均值，將5路都除錯好。
3. 將電路板上的光電開關對準黑白路面，測試光電開關對準黑線與白色地面時其對應的發光二極體的狀態是亮還是不亮，測試能區分黑白地面的最長與最短距離。
4. 用台式萬用表測試不同高度的情況下，黑白面上電路中a、b、c、d點的電位。測試結果如下表所示。
當距離為10mm時：
當距離為15mm時：
當距離為5mm時：
六、總結
在這次製作循跡小車的過程中，我們的第一塊板子由於計算上的失誤出了些問題以至於不能正常工作。最後我們使用了老師給我們的印製電路板進行路面檢測模組的製作。經過最後的檢測都能正常的起到循跡的功能，並通過試驗記錄了相應的資料。
之後每人做了微控制器最小系統及電機驅動部分。了解的微控制器的時鐘電路及復位電路，焊接就不是什麼大問題了，主要是排版方面有待提高，讓板子看起來更加美觀，減少拉線。後面的製作還算好，主要是我們對其內部的原理及l298n的晶元了解不夠全面。
最後的結果並不理想，有很多原因包括時間上的問題及自身對該電路的認識不夠透徹。在程式設計這塊還沒有去接觸。總的來說，通過這次的製作，不僅提高了自己對知識在實際中應用的能力，而且在分析問題解決問題上有了新的思路。
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