第一篇：自动往返小车
XX郵電XX 开放实验报告
题
系 别：专 业：班 级：学生姓名：
导师姓名：起止时间：
信息与控制系 自动化 自动02班 至2022.6.16
目：电子电路设计
XXX XXX
2022.4.21一、实验目的：
1、掌握电路设计的方法和技巧，将学习到的单片机理论知识运用到实际当中去，做到活学活用。
2、深入了解电子元器件的使用方法，了解各种元器件的基本用途和方法，灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计电路，积累更多的设计经验。
3、加强焊接能力和技巧，完成基本的要求。
二、模块选择：
1．寻迹传感器的选择
探测路面黑线的基本原理：光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸对光的反射系数不同，可以根据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线。利用这个原理，可以控制小车行走的路迹。下面几种可行的方案是根据本原理设计的：
方案一：采用普通的发光二极管及光敏电阻组成的发射接收方案，如图1-1所示。其工作原理：当无光照时，光敏电阻呈现高阻状态，又分压公式可知，电阻R2无压降三极管截止，三极管的集电极输出高电平；反之，当有光照的时候，光敏电阻接收到反射的光，其阻值下降，由分压公式，R2有压降三极管导通，输出低电平，利用高低电平可以判断控制小车的形程和方向。本方案能达到基本的控制要求，但是它的缺点在于容易受到外界光线的干扰，不易于控制小车的行迹，损坏了信号采集的效果。主要是因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度、材料的反射情况有关直接影响到检测效果。
1-1发光二极管及光敏电阻组成的发射接收方案
方案二：脉冲调制的反射式红外发射接收器。由于采用该有交流分量的调制信号，侧可大幅度减少外界干扰；另外红外发射接收管的最大工作电流取决于平均电流。如果采用占空比小的调制信号，再平均电流不变的情况下，瞬时电流很大（50~100mA），大大提高了信噪比。如图1-2所示。它的优点是消除了外界光线的干扰提高了灵敏度。
1-2脉冲调制的反射式红外发射接收方案
由以上两种方案比较可知。方案二虽然比方案一优势大，但是我们做的小车要求不是很高，方案一基本能满足要求，并且电路简单，工作还比较可靠，因此我们选择方案一作为小车的寻迹传感器。3．电动机的选择
方案一：采用步进电机，步进电动机的一个显著的特点就是具有快速启动和停止能力，能够达到我们所要求的标准。如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即是步进电机启动或反转。其转换灵敏度比较高。正转、反转控制灵活。但是步进电机的价格比较昂贵，对于我们的现状相差太远。
方案二：采用普通的直流电机。直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便。调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速启动、制动和反转。能满足各种不容的特殊运行要求。
由于普通直流电机价格适宜，更易于购买，并且电路相对简单，因此采用直流电机作为动力源。
4．电动机驱动方案的选择
方案一：采用电路网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调整速度目的。但是组织网络只能是先有极调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵，且可能存在于干扰。更主要的问题在于一般电动机的电阻比较小丹电流很大，分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二：采用继电器对电动机的开关控制，通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。这个电路的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间长，易于损坏，寿命较短、可靠性小。方案三：采用四个大功率晶体管组成H桥式电路，四个大功率晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制使之工作在开关状态，进而控制电机的运行。该控制电路由于四个大功率晶体管只工作在饱和与截止状态下，效率非常高，并且大功率晶体管开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的电路。
由以上三种方案，我们选择了四个大功率晶体管组成H桥式电路的298集成芯片如图1-3所示运用方便简单，软件也简单。
U119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD******28101112***8XTAL29RST293031PSENALEEA 12VR61k12345678Q9BC184P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51R21kR31kQ8Q2BC184 88.8Q5Q3TIP31BC184Q14 12VR71kQ10TIP31Q13R8BC18410kTIP31Q6R11kQ7R41kTIP31 88.8Q1BC184Q4TIP32Q15Q12BC184Q16TIP32BC184R5Q11TIP321kTIP32BC184 1-3 L298集成芯片
5．供电方案的选择
方案一：采用两个电源供电，将电动机驱动电源与电片机以及其周边电路电源完全隔离，利用光电耦合器传输信号。这样可以使电动机驱动所造成的干扰彻底消除，提高了系统的稳定性，但是多一组电池，增加了小车的重量，同时也增加了小车的惯性，消弱因为电动机的控制性能，降低了灵敏度。
方案二：采用单一电源8V供电。电源直接给电动机供电，通过电阻来分压，其供电也比方案一简单。我们在选用的时候，根据自己的实际情况采用了第二种方案。
6．控制核心CPU的选择
方案一:市场上流通很多种类的单片机，在一般性能上都可以达到要求，例如AT89C51、AT89C52等都可以用于控制小车，唯一缺点在于不能在线下载，造成了不便的烦恼，下载器，AT系列单片机价钱比较贵。不利于小资本实验。方案二:飞利浦系列单片机价钱容易接受，可以在线下载，下载器也比较容易购买到，方便携带应用。例如，P89C51 其可以用于控制小车，性能功能上要比AT系列突出，因此，我选择了第二种方案，作为控制核心，以便控制小车。如图1-4所示。
1-4 P89C51引脚图
通过以上各部分方案比较，我们选择P89C51作为控制核心器件、普通数码管显示、普通发光二极管发射与接收作为寻迹器件、反射式红外发射接收器作为蔽障器件、采用普通直流电机来驱动小车、采用四个大功率晶体管组成H桥式电路驱动直流电机、采用单一电源供电为整个系统供电。整个系统我们做了细心的比较、与现实情况相联系起来，最终选取的。
三、硬件设计：
如下图1-5所示，是本次设计智能小车的电路框图。以P89C51为电路的中央处理器，来处理传感器采集来的数据，处理完毕之后以便去控制电机驱动电路来驱动电机。电源部分是为整个电路模块提供电源，以便能正常工作。
1-5智能小车的电路框图
1．CPU中央处理器的设计
P89C51是40脚的集成芯片如下图1-6所示。可以在线下载，减少了插拔芯片的工作。
根据我们设计的电路的要求，为了保证芯片和电路能正常的工作，选择了12.0000MHz晶振，和两个30pF的电容作为中央处理理器的时间标准，这样就保证了正常的工作时序。
本次设计，P1.0、P1.7接收避障信号，P1.1～P1.6控制电机驱动芯片293，P2.0～P2.2是接受寻迹传感器发送来的信号。P2.4～P2.7、P0控制数码管显示接口。
1-6 STC89C51引脚图，以及晶振连接图
2．黑线测设计与实现
当检测到黑线时，红外光敏二极管接收到反射回来红外光，其输出立即发生高低点平转换，该信号经放大器放大后送到单片机进行分析处理。在碰到相应的黑线时，会作出不同的控制动作，例如加速、减速、变化运动方向等 3．电动机驱动电路设计与实现
四大功率管组成H桥式电路。是十六脚封装的直流电机驱动电路芯片，能够同时驱动两个直流电机。图1-7-1是L298N的逻辑关系图表，根据1-7和1-7-1，我们可以使用L298N成芯片了。
四、软件设计
硬件设计焊接完毕后，进行调试无误，根据老师基本的要求和自己的发挥，联系硬件结构进行编程，运算。在编程之前首先将程序框图编写出来。然后根据程序框图和硬件电路进行编程调试，如下图所示分别是总程序框图、寻迹子程序框图、避障子程序框图。
程序编写的同时，必须根硬件相联系起来，负责达不到原想的效果。编完一段的下载到芯片上去进行软硬件调试，调试到与原本效果相同为止。
程序见附页
心得体会： XX：
本次开放实验结束了，结果已经按要求实现了预期功能，并做了一定的扩展，不过在此过程中也遇到了不少问题：
1、软件问题及解决办法：
采用一直给高电平的驱动方式在软件的编写过程中会简单一点，开始按照这样的思路写出的程序并没有实现预期功能，原因是驱动电流的不可控性，最后采用PWM驱动方式，问题得到了解决。
在显示电路的软件设计中，调用显示子程序是比较常规的想法，但这样的话会影响到给电机占空比不一致的情况，导致电机的转动不够稳定。最后想到查的表方法，这样可以最大限度的减少显示对时延的影响，实现了预期效果。
2、硬件问题及解决办法：
在硬件电路的设计阶段，遇到的第一个问题就是对数码管共阳和共阴的选择，在仿真中共阳和共阴并不存在问题，单实际电路中共阴管的显示效果可能没有共阳管的效果好，这是因为共阴管的显示依靠的是I/O的电流，I/O电流如果不经过放大会非常的微弱，需要经过三极管的功率放大作用就会好一些。当采用共阳管时就不存在上述问题，这时采用的是电源电流，显示会非常稳定。
总结实验中遇到的各种问题，有这样的感觉，在理论研究阶段就要尽可能的考虑到实际中遇到的各种问题。不要图简单省事在仿真阶段少了这样的环节，因为仿真中实现的功能在实际电路中很难一次实现，这时候如果有前期的充分考虑就会有响应的解决方案，从而省去许多麻烦。实际中的电路和仿真中的是两码事，一定要充分考虑到各种影响因素。
再此感谢我们小组同学共同合作，以及杨春杰老师的细心指导，使得本次实验顺利完成。
XXX：
我具体负责的是焊接和检测电路方面的工作。
题目一出来我们就开始了设计和分析,实验正式开始时我们的电路和相应程序的仿真应该说已经很成熟了,一开始只是做了扩展功能的设计并用PROTEUS仿真出结果。后来我们就去领了器件开始了焊接工作.虽然从PROTEUS仿真出来的结果看起来线路并不复杂,但是要在一块小小的电路板上面分布这些许的器件,同时要考虑布局的合理性以及怎样才能使布线尽量简单还是有一些难度的.其次PROTEUS仿真出来的图与实际的管脚图有差距，所以要参阅有关资料。
本次课程设计，我们做的是直流电机，我主要负责的是电路的焊接，在焊接前，我把张涛设计的程序和仿真做了详细的了解，对各器件的作用和功能进行了分析，然后去领了器件，根据仿真图，进行了器件分布设计，使整个电路板美观，在焊接过程中，尽量地避免串线和交叉线，使焊接不会出错，根据仿真图焊接完成后，仔细检查一遍，发现有两个错误：
1、80C51 Vcc和Vdd未与高电平和低电平焊接，80C51的13管脚接错。
2、高电平和低平直接导通。对于上面的第一个问题，简单改正即可，对于第二个问题，仔细检查电路板，发现两线圈之间有一丝焊锡丝使高电平与低电平导通。解决方法用电烙铁使两线圈断开，检查完成，把80C51装上程序，并接上电源，LED 灯正常按程序设计闪亮，但电机不是转动，只是左右摆动，经过认真地检查，如果按照老师给的电机线路接法，电机接法没错，但经过认真分析，老师给出的电机接法有可能错，后来证明我们的分析是对的。我们把电机的除棕黄外的四根线经过几次调换顺序，最终试出电机会转动，并经过了老师的验收。
经过这次开放性实验，使我对单片机有了更深刻的认识，特别是80C51的应用。同时在实验中我们每个人都有着自己的分工,各司其职,每个人都努力完成着属于自己的任务,使我感觉到合作的重要性，团队的重要性。众人拾柴火焰高,正是由于我们的团结,才使得任何困难在我们面前都是那么的微不足道.XXX：
电路板焊接完毕后，情况并非如我们预想的那样顺利，电机根本不转。面对这样的状况，我们并没有气馁而是冷静的调试，排除所有可能的故障和干扰：芯片管脚有虚焊，我们重新焊接；转动不稳定，我们添加定位子程序；重启后不能重新工作，我们安装复位按钮；电机转动太慢，我们修改占空比；经过一系列有针对性的调试，对症下药我们终于出色的设计出了一个工作稳定，误差较小，性能可靠的智能小车，得到了老师的好评。
实验过程中，我们真正所收获的不仅仅是熟悉了步进电机的工作原理设计出了电机，更加重要的是懂得了团队配合的重要性，没有大家的集思广益就不会有我们今天的出色方案，没有了大家的分工合作，就代表会有如此的高效率，所以我很庆幸有这样一个优秀的团队。在这期间，我还锻炼了实际动手能力，比如说焊接电路板，使用编程器向芯片中写程序修改程序，以及利用软件如何进行仿真和调试等等。此外，我还掌握了一定的排障能力，遇到问题可以保持冷静的头脑，认真分析问题并解决问题，我觉得这才是我通过实验收获最多的，而且会让我受用一生的东西！
在实验中，我们遇到的最大问题是在软件仿真只能对低转速的电机进行仿真，当转速很高时电机就无法正常运转。一次次地重写芯片，一次次地调试才发现仿真无法实现的程序在实际电机中却可以正常工作，这就告诉我们软件仿真与实际电机的工作还是存在很大偏差的，我们今后无论在学习和工作过程中都要时刻铭记要理论联系实际，不要读死书死读书，要明白很多事情要自己亲自通过实验去验证，去获取新知。而且在实验中，要敢于大胆去尝试，不要固守陈规，因为只有这样才能不断创新，运用所学过的知识去发现新问题解决新问题！
XX：
在本次设计中，我主要负责硬件方面的制作。小车的电机驱动部分是一个很复杂的电路部分，最初的桥式电路驱动模块有一些问题。使得电机转动不匀速，老是在转动过程中自动停止，造成了设计过程中进程缓慢。达林顿管在电机转动一段时间后，总会发热，预计如果在用于长时间的电机转动时，可能会因达林顿管温度太高，不能正常工作，而影响实验结果。因此在修改这部分电路时耗时较多。最后经过检查排错，最后焊接的H型驱动电路板性 能稳定。
直流电机转动较匀速，转动力矩大，不易定位、转速快。当给出停止信号时会在惯性的条件下继续运动一小段时间直到停止。从而使系统的控制精度达不到要求。因此在软件中减速用电机反转停止比较容易些，但也要结合实际，多做测试来确定减速所需的时间，以免小车反退。
在传感器检测电路方面，电路中的滑动变阻器作用是很大的，因为改变ST188发射极的电阻，可以控制ST188的发射的光强。从而控制了检测地面黑线的高度，根据实验经验，发射极所接的电阻越小，所检测到的地面黑线的高度越高。
为了是显示模块的LED数码管亮度足够，选用了NPN型三极管增加驱动电流。效果显著。
总之，在实际软件和硬件的编制和调试过程中，我学到了许多的知识，对单片机的实际应用也产生了浓厚的兴趣和热情，受益菲浅。
XXX：
在此次设计中，我主要参与软件方面的设计。由于是第一次参加这种大型的组队设计，我最初不太懂整体的设计，感觉任务很艰巨，但是看到同组成员的热情参与，甚至废寝忘食的编程，我也变得热情高涨，并且信心十足。参与了编程中，从对C语言一点都不熟悉，并且畏惧编程到最后能编制出小车的整体程序，真的是一种很大的进步。我明白了C语言在单片机程序中比汇编的优越性，不用过多的考虑存储空间的分配。而且在运算方面灵活方便。比如说在显示部分的时间计算过程中，C语言就体现出了它的优势，只用一个计数器和自加运算就能简单的实现秒计时的功能。
最后我学会了使用KeilC编程调试软件和Proteus仿真工具。感觉收获很大，为以后的课程设计和毕业设计打好了基础。而且使我对C语言编程产生了兴趣。
XX：
在本次设计中，我主要参与了硬件方面的制作。焊接了小车电路板。对89C51的外围电路有了初步的认识与体会。在排错过程中，就更加深了电路的理解与用法。每一根线的接法，都需要检查核对，并且明白它的作用，这样在几次排错检查后，学会了电表的使用。对一些元器件的管脚图和应用有了认识。比如说用三极管来放大显示部分LED数码管的驱动电流。这个应用是我们组通过实验得出的方法，感觉到了收获的喜悦。还有对单片机的博大精深也很是佩服，一个小小的芯片也能实现自动往返小车的整体控制。是我以前所没有想到的。
在设计过程中也体会到了团结的力量，对于一个小组设计，不论怎样做，都要有个规划和安排，并且互相支持帮助。不能自己干自己的，或者不服从组长的分配。否则不会成功。
第二篇：电工实训报告-自动往返运动小车
皖 西 学 院
实 验 报 告
实验课程：电工实训
系别：机电系
专业：电气工程及其自动化
班级：0901班
姓名（学号）：陈玉辉 2022011669
指导老师：翁志远
2022年5月12日
一、实训目的
1、知识目标：（1）了解掌握位置控制和自动往返控制线路的组成和工作原理；
（2）通过学习自动往返循控制线路的安装、接线，逐步培养学生良好的接线规范意识。
2、能力目标：（1）能够自行完成位置控制和自动循环控制线路安装、调试和故障排除，掌握基本的电气识图绘图和接线工艺。
（2）逐步提高学生对拖动线路原理图的分析理解能力；（3）逐步提高学生对拖动线路的接线能力和安装技巧。
3、德育目标：（1）培养学生安全文明生产操作意识和爱岗敬业精神；（2）树立正确的工作态度和独立思考、自主训练的思想。
二、实验任务和要求
由行程开关控制的自动往返小车控制线路
要求：启动后小车在AB两位置往返运动，当到达B位置是停车5s，在任何位置均能起停。三相异步电机，功率180w
三、电气原理图设计
根据实训内容绘制相应的电气原理图。图纸绘制格式与电气符号必须符合规范，原理图中要标注导线的线径与线号，原理图见（1）。
四、元件选型
1.接触器的选用
接触器用以接通和分断负载。它与热过载继电器组合，保护运行中的电气设备。它与继电控制回路组合，远控或联锁相关电气设备。
对于一般设备用电动机，工作电流小于额定电流，启动电流虽然达到额定电流的4～7倍，但时间短，对接触器的触头损伤不大，接触器在设计时已考虑此因数，一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。本次选用CJX20910。
2.熔断器的选用
熔断器的选择原则
１）根据使用条件确定熔断器的类型。
２）选择熔断器的规格时，应首先选定熔体的规格，然后再根据熔体去选择熔断器的规格。
３）熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。４）在配电系统中，各级熔断器应相互匹配，一般上一级熔体的额定电流要比下一级熔体的额定电流大２～３倍。
5）熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流；额定分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。
本次选用RL1系列螺旋式熔断器。RL1系列螺旋式熔断器适用于交流50Hz,额定电压380V，额定电流200A的配电线路中，作输导线过载和短路保护之用。
3.按钮的选用
此次实验选用三个常开常闭按钮LA25-01。
4.时间继电器的选用
对于延迟要求不高的场合，一般选用电磁阻尼式时间继电器，在此选用JSZ3。
5.低压断路器的选用
断路器具有过载、短路和欠电压保护功能，能保护线路和电源的能力。
原则：
(1)低压断路器的额定电压不小于线路的额定电压.(2)低压断路器的额定电流不小于线路的计算负载电流.(3)低压断路器的极限通断能力不小于线路中最大的短路电流.(4)线路末端单相对地短路电流÷低压断路器瞬时(或短延时)脱扣整定电流≥1.25
(5)脱扣器的额定电流不小于线路的计算电流.(6)欠压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压.6.热继电器的选用
热继电器主要用于保护电动机的过载，原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响(不动作)。在此选用JR20-10。
7.行程开关的选用
此次实验选用LX3，其具有常开常闭各一对触点，为直动式。
五、调试
（1）自检。
①检查万用表的电阻档是否完好、表内电池能量是否充足；
②检查控制回路时，可用万用表表棒分别搭在FU2的出线端上，此时读数应为∞，按下启动按钮时，读数应为某条支路上的单个或几个接触器线圈的并联直流电阻阻值，在较繁电路中，应能找出其他回路，并用万用表的电阻档进行检查；
③检查主电路时，可以在用手下压接触器的接点来代替接触器的吸合时 的情况进行检查。（2）通电试车。
通电前必须自检无误并征得指导教师的同意，通电时必须有指导教师在场方能进行。在操作过程中应严格遵守操作规程以免发生意外。在此次调试中，我们实现了小车的往返运动，达到了老师的要求。
六、总结
为期一周的实训结束了，时间过得很快，我在这段期间里学会了很多东西，实训的时间虽然不长，但为我们今后的工作和学习都积累了宝贵的经验。
在实训的过程中，通过一系列的动手操作和查询器件相关知识，联系自己专业知识，我不仅学到了许多电气控制方面的知识，且对电气控制这方面的知识起到了加深和巩固，更学到了课本上没有的知识。在实训的过程中遇到了不少问题，而犯的错误也不少，通过实训让我学会虚心求教，细心体察，大胆实践。任何能力都是在实践中积累起来的，都会有一个从不会到会，从不熟练到熟练的过程，人常说“生活是最好的老师”就是说只有在生活实践中不断磨练，才能提高独立思考和解决问题的能力；同时也培养了自己优良的学风、高尚的人生、团结和合作的精神；学会了勤奋、求实的学习态度。求实就是脚踏实地，求真务实，谦虚谨慎、介骄介躁、对知识的掌握要弄通弄懂，对技术的掌握要严守规范、严谨细致、精益求精。一个人的力量是有限的，团结合作的力量是无穷的，通过此次实训让我明白：一粒沙虽小，但无数粒却能汇成无限的沙漠；水滴虽小，却你汇成辽阔的海洋；你的一个思想、一个方法，他的一个思想和方法，相互交流互换就有了两个思想和方法，当今社会竞争日益激烈，而我们现在就应该学会与他人合作。
在实训过程中，我们也收获了快乐、与同学的快乐、与老师的快乐。因
为每当自己或自己和同学掌握一个器件原理和连接方式时，或多或少有些欣慰，会感到开心，找老师时和老师的交流也是一种快乐。虽然一周实训不是很长时间，但对我今后的学习有很大帮助。这只是起点，终点离我们还有一定的距离，所以还是需要我们继续努力去走以后的路。而我们要把握好每一次的机会，错过了就再也找不回来了。
七、附录
1.安装位置设计图 2．接线图设计 3．装配图
第三篇：项目5送料小车自动往返的PLC控制总结
项目5送料小车自动往返的PLC控制总结
班级：应用电子（3）09-1班
姓名：邹亮春
在本次实训中，让我初步了解了PLC端口的结构、数据结构和软件；掌握PLC的工作过程；掌握西门子S7-200基本指令；PLC编程软件的使用；掌握PLC控制系统的电力组成和软件结构；PLC对电动机的基本运行控制调试；掌握PLC的接线原则和方法。在本次实训中我了解了PLC的基本指令和常用指令应用，西门子PLC编程软件的使用，PLC外围器件的接线方法。在本次实训中，遇料中一样，遇到许多问题，慢慢地想，慢慢地试，还是解决了，当我做好后，我标题非常的兴奋，事是慢慢做出来的，只要用心，上心，事总会有解决的办法。在本次实训中，同时发辉了我们小组协作能力，很好地段练了我们动手、处理问题的能。，下面可让我具体阐述一下实训过程
第一，实训目的：掌握数据结构及软件、PLC端口的结构；掌握PLC的工作流程；掌握西门子S7-200基本指令；PLC编程软件的使用； PLC对电动机的基本运行控制调试；掌握PLC的接线原则和方法„„。
第二、原理分析：按照小车自动往复循环运动及控制电路所示，图中KM1KM2分别为电动机正、反转接触器，SQ1为反向转正向行程开关，SQ2为正向转反向行程开关，SQ3SQ4分别为正向、反向极限保护用限位开关。
限位开关SQ1放在左断需要反向的位置，而SQ2放在右端需要反向的位置，机械挡铁装在运动部件上。启动时，利用正向或反向启动按钮，如按下正转按钮SB2，KM1通电吸合并自锁，电动机作正向旋转带动小车左移。挡运动部件以至左端并碰到SQ1时，将SQ1压下，其常闭触头断开，切断KM1接触器线圈电路，同时其常开触头闭合，开始延时；KT1延时结束，接通反转接触器KM2线圈电路，此时电动机由正向旋转变为反向旋转，带动小车向右移动，直到压下SQ2限位开关电动机由反转延时后又变成正转，这样驱动小车进行往复的循环运动。
第三、实训所需公具和试验箱：PLC试验箱，连接导线，计算机，串口延长线。第四、系统控制要求 运料小车自动往返顺序控制系统示意图，如图1所示，小车在启动前位于原位A处，一个工作周期的流程控制要求如下：
1）按下启动按钮SB1，小车从原位A装料，10秒后小车前进驶向1号位，到达1号位后停8秒卸料并后退；
2）小车后退到原位A继续装料，10秒后小车第二次前进驶向2号位，到达2号位后停8秒卸料并再次后退返回原位A，然后开始下一轮循环工作；
3）若按下停止按钮SB2，需完成一个工作周期后才停止工作。
第五、实训步骤：
1、按照小车自动往复循环运动及其控制电路原理图接线。
2、编写PLC控制小车的程序。
3、调试程序，进行软硬件联调。
4、下载程序到PLC程序存储器。
第六、心得体会：在本次实训中让我学了到了很多的知识，特别是关于PLC方面的知识。在本次实训中体现出了PLC的强大功能，这使我对PLC这门课程产生了极大的兴趣，也认识了不少的PLC型号，以及如何选择PLC。PLC是微机技术与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物，其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编程软件写入控制器的用户程序存储器内。继电器控制系统已有上百年历史，它是用弱电信号控制强电系统的控制方法，在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除困难，花费时间长，严重地影响工业生产。在工艺要求发生变化的情况下，控制柜内的元件和接线需要作用相应的变动，改造工期长，费用高，以至于用户宁愿另外制作一台新的控制柜。而PLC克服了继电器-接触器控制系统中机械触点的接线复杂，可靠性低，功耗高，通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点，并将控制器和被控制对象地连接起来。
虽然这次的项目实训时间不长，但是收获却是很多。在没完成这次项目的时候我是提前学习PLC的，在那时就知道PLC的强大功能，也是我们学习比较重要的一项技术。那时我就把PLC看得比较重要，经常去图书馆寻找与PLC有关的书。经过几次寻找终于找到基本，那时我就研究了PLC有几个星期，还在网上寻找PLC的有关资料和视频。从那时起我就喜欢上了PLC，等我把借来的书看了有三分之一的时候，我就发现了PLC的强大功能，就是基本的指令就与单片机相差不少，而编写控制程序有几种方法，如梯形图、语句表、结构图。虽然PLC的指令比较多，但是在有单片机基础的我还是比较容易理解。最后在我们上了PLC的课程后，通过老师的讲解，使我对PLC有这更深入的了解。
通过这次实训使我了解了梯形图的编程方法和注意的问题，如：（1）程序应按自上而下，从左至右的顺序编写。（2）同一操作数的输出线圈在一个程序中不能使用两次，不同操作数的输出线圈可以并行输出。（3）线圈不能直接与左母线先连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0.0。（4）适当安排编程顺序，以减少程序的步数。串联触点支路并联时遵循“上中下轻”的原则，即串联多的支路应尽量放在上部。并联电路块串联时遵循“左重右轻”的原则，即并联多的支路应靠近左母线。线圈输出部分遵循“上轻下重”的原则，即结构简单的输出线圈放置在梯形图的上面，结构较复杂的输出放置下面。（5）触点不能放置在线圈的左边。（6）对复杂的电路，用ALDOLD等指令难以编程，可重复使用一些触点画出其等效电路，然后在进行编程。在这次实训中知道了如何使用STEP 7-MIRCO/WIN 40编程软件的安装、界面及设置。
通过这次实训使我知道了如何将PLC和外围电路连接起来，PLC有直流和交流两种电源，两中接法有所不同，直流电源是 24V，交流是220V；知道了如何使用PLC试验箱，如何编写梯形图程序和如何将程序下载到PLC中，如何利用试验中的元件编写程序控制。
这次实训和实训要求有点不一样，应为这次实训没有真正的控制电机，将电机接入电路中，而是用两个LED等代替电机，在试验箱中控制电机的正反转，在其中也遇到了一些问题，如利用书中的程序来控制，在试验箱中就不太适用，那只好改写程序，经过老师的指点终于把程序改写好了。在这一刻我是感觉非常有成就感。
总之，在这次实训中学到很多东西，提高了自己的能力，增强了自己的学习能力，提高了自己的逻辑思维能力。提高了自己的发现问题和解决问题的能力。
第四篇：电力拖动理论教案12自动往返
教学过程与内容要点：
（一）复习
1、讲评作业
2、复习正反转控制电路工作原理
（二）新课讲授
一、自动往返控制线路
1、自动往返控制（1）控制要求
生产机械的工作台在一定行程内自动往返运动，即要求电气控制线路能对电动机实现自动转换正反转控制。
（2）开关安装位置示意图
2、电路组成
（在正反转控制电路基础上提示学生增加自动往返控制功能）自动往返控制电路如下图所示：
3、工作原理
启动：合上电源开关QS，当工作台停在左端时，按启动按钮SB3，接触器KM2得电→KM2常闭触头分断，对KM1进行联锁，常开触头闭合，电动机连续反转→工作台向右运行→挡铁2压合SQ2→SQ2-1分断，KM2断电，电动机停止反转，工作台停止右行；SQ2-2闭合，接触器KM1线圈得电→KM1常闭触头分断，对KM2进行联锁，KM1常开触头闭合，电动机连续正转，工作台左行→挡铁1压合SQ1→SQ1-1分断，KM1断电，电动机停止正转，工作台停止左行；SQ1-2闭合，接触器KM2线圈得电→KM2常闭触头分断，对KM1进行联锁，KM2常开触头闭合，电动机连续反转，工作台左行…
停止：按下停止按钮，KM1（或KM2）断电，电动机停止运行，工作台停止移动。
思考：工作台能停在左右极限位置吗？
4、电路特点
优点：操作方便，能实现自动往返
5、电路的保护功能
保护功能 作用元件
短路保护 熔断器 欠压、失压保护 接触器 过载保护 热继电器 工作行程极限保护
位置开关
二、控制线路的安装与调试
1、安装工艺
其它元器件布置与工艺要求与前同，位置开关安装在端子板下方，端子板到位置开关用软线。
2、电路图中线号的标注方法
主电路电源开关的出线端按相序依次为U11、V11、W11，然后按从上到下、从左到右的顺序，每经过一个电器元件，编号递增1（如点动控制线路所示），对多台电动机控制线路，为了不引起误解和混淆，可在字母前用不同的数字加以区别，如1U、1V、1W，2U、2V、2W。
控制线路按等电位原则，从上至下，从左至右的顺序用数字依次编号。具体如控制线路图所示。
3、画接线图
以布置图为基础，所有的电气设备和元器件都按其所在的实际位置绘制在图样上，且同一电器的各元件根据其实际结构，使用与电路图相同的图形符号画在一起，并用点划线框上，其文字符号以及接线端的编号应与电路图中的标注一致。
4、接线
根据接线图，同线号端子用导线连通。
5、通电试车
（1）检查电路确保无误
（2）插上电源插头，合上实训桌上的电源开关，合上组合开关，验电（3）启动控制线路，通电试车
6、关断电源
按通电试车时的反顺序进行。
三、电路检修方法步骤 电路检修的基本方法步骤：
通电试车→观察现象→根据故障现象从原理上分析造成故障的可能原因及故障范围→检测电路确定故障点→排除故障。
四、课堂练习
1、默画接触器自锁控制线路
2、画出接触器自锁控制线路接线图
3、若电动机额定功率15kW，正确选择电路中所用元器件型号规格 课堂小结：
1、强调电路工作原理的分析方法
2、归纳故障原因的分析方法
第五篇：智能小车的自动寻迹实验
智能小车的自动寻迹实验
【实验目的】 熟悉光敏电阻的性质 熟悉ICCAVR 编译环境
进一步熟悉单片机各端口的特性和作用 能够编写程序，利用光敏电阻的性质对小车进行控制
【实验器材】
小车一辆 导线五根 下载线一根
【实验原理】
（一）光敏电阻
当光照射在物体上，物体内部的原子释放出电子并不逸出物体表面，而仍留在内部，使 物体的电阻率1/R 发生变化的效应称为光电导效应。光敏电阻是一种光电导效应半导体器 件。由于光敏电阻没有极性，工作是可加直流偏压或交流电压。当无光照时，光敏电阻的阻 值（暗电阻）很大，电路中电流很小。当它受到一定波长范围的光照射时，其阻值（亮电阻）
急剧减小，电路中电流迅速增加，用电流表可以测量出电流。
本实验所采用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻，下图是硫化镉光敏电阻的光照特
光敏电阻的检测
1． 用黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动，阻值接近无穷 大。此值越大说明光敏电阻性能越好。若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损
坏，不能再继续使用。
2． 用一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显 减小。此值越小说明光敏电阻性能越好。若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开
路损坏，也不能再继续使用。
3． 将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间 断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停在某一
位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。
（二）Atmega8515的端口特性
由于本实验主要用到I/O输入输出的PA端口，因此主要介绍PA端口的特性。端口 A(PA7..PA0)端口A为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称 的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外 部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A处于高阻状态。作为通用数字I/O使用时，所有AVRI/O端口都具有真正的读-修改-写功能。这意味着用 SBI或CBI指令改变某些管脚的方向(或者是端口电平、禁止/使能上拉电阻)时不会无意地改 变其他管脚的方向(或者是端口电平、禁止/使能上拉电阻)。输出缓冲器具有对称的驱动能 力，可以输出或吸收大电流，直接驱动LED。所有的端口引脚都具有与电压无关的上拉电阻。
并有保护二极管与VCC和地相连。
每个端口都有三个I/O存储器地址：数据寄存器–PORTx、数据方向寄存器–DDRx和端 口输入引脚–PINx。数据寄存器和数据方向寄存器为读/写寄存器，而端口输入引脚为只读 寄存器。当寄存器SFIOR 的上拉禁止位PUD置位时所有端口的全部引脚的上拉电阻都被禁 止。不论如何配置DDxn，都可以通过读取PINxn寄存器来获得引脚电平。PINxn寄存器的各 个位与其前面的锁存器组成了一个同步器。这样就可以避免在内部时钟状态发生改变的短
时间范围内由于引脚电平变化而造成的信号不稳定。
本实验主要应用PA端口的输入引脚PINA。因此当我们把与光敏电阻的输出电压相连的 五个数据线连接到PA端口时可以通过读取寄存器PINAx来获得光探测装置输出的电平，在 AVR中PA端口的反转电压是2.1V为高电平。即当外部输入电压高于2.1V时，PINAx读取的输 入逻辑电平值为“1”，当外部输入电压低于2.1V时，PINAx读取的输入逻辑电平值为“0”。
根据PINA寄存器放置的五个数据来判断小车的走向。
（三）本实验实现原理
当电路接通电源时，由小车主板的稳压电源电路稳定输出5 伏电压为小车下部的光探测 电路提供电源使二极管发光，当路面是白色时，二极管发出的光大部分被反射，光敏电阻就 接收到比较强的光照射，阻值变小，流过光敏电阻的电流变大。由于电阻的分压作用，使得 光敏电阻的输出电压较小，约为1.5V 左右。当路面是黑色时，由于黑色对光有吸收作用，使得二极管发出的光大部分被吸收，只有小部分被反射，光敏电阻接收到的光照就比较小，阻值变大，流过光敏电阻的电流变小，光敏电阻的输出电压变大,约为2.5V 左右。共有五个 光敏电阻也就是有五个数据输出。这五个信号通过数据线与单片机的PA 口相连，最左边的
电阻连接PA 口的最低位PA0,依次类推,一直连到PA4 口。
【实验步骤】
（1）连接好电路，把导线，下载线连接好，打开电源
（2）进入ICCAVR 编译环境，编写并调试程序直至没有错误，编译环境简介请参见
附录一
（3）下载，烧录进单片机，看实验结果（4）反复修改调试程序，逐渐增强其功能（5）写好实验报告，实验心得体会
【实验电路】 小车的硬件连接图
小车轮子的驱动详见实验一
【程序示例】
由于在实验中黑线的宽度不同，寻迹中所用到的光敏电阻的部位也不同。下面程序的
例子是黑线的宽度只能覆盖一个光敏电阻时对小车的驱动程序
#include
#include
unsigned char t;//******************系统自动生成的初始化程序**********************
void port_init(void)
{
PORTA = 0x00;DDRA = 0x00;PORTB = 0x00;DDRB = 0x00;PORTC = 0x00;DDRC = 0x00;PORTD = 0x00;DDRD = 0xFF;PORTE = 0x00;DDRE = 0x04;
} //call this routine to initialize all peripherals
void init_devices(void)
{
//stop errant interrupts until set up
CLI();//disable all interrupts
port_init();MCUCR = 0x00;EMCUCR = 0x00;GICR = 0x00;TIMSK = 0x00;
SEI();//re-enable interrupts //all peripherals are now initialized
} //****************小车前进的子程序*********************
void runforth(void)
{
PORTE=0x04;PORTD=0x70;
} //*****************小车左转的子程序*********************
void zuozhuan(void)
{
PORTE=0x00;PORTD=0X70;
} //****************小车右转的子程序*********************
void youzhuan(void)
{
PORTE=0x04;PORTD=0x50;
} //***************小车停止不动的子程序****************
void stop(void)
{
PORTE=0x00;PORTD=0x00;
} //****************主程序***************************
void main(void)
{ while(1)//设置一个死循环，不断读取PA口的输入逻辑电平
{
init_devices();//调用初始化函数
t=PINA&0x1f;//屏蔽掉PA口的高三位数据位
if(t==0x00){stop();} else { switch(t)
{ case 0x01:zuozhuan();break;case 0x07:zuozhuan();break;case 0x02:zuozhuan();break;case 0x03:zuozhuan();break;case 0x04:runforth();break;case 0x0e:runforth();break;case 0x06:zuozhuan();break;case 0x08:youzhuan();break;case 0x10:youzhuan();break;case 0x0c:youzhuan();break;case 0x18:youzhuan();break;case 0x1c:youzhuan();break;
} } } }
