基于msp430單片機(jī)循跡小車(chē)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(已修改)
2025-03-20 05:25 本頁(yè)面
【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 課程名稱(chēng) 嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì) 課題名稱(chēng) 智能循跡小車(chē) 專(zhuān) 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 1101 班 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 2021 年 1 月 5 日 1. 系統(tǒng)總設(shè)計(jì) 功能說(shuō)明 本課題是基于 MSP430 單片機(jī)循跡智能小車(chē)的設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn)，小車(chē)系統(tǒng)以 MSP430 單片機(jī)為系統(tǒng)控制處理器，采用紅外傳感器對(duì)賽道進(jìn)行道路檢測(cè)，單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)的不同狀態(tài)判斷小車(chē)的當(dāng)前狀態(tài)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 發(fā)出控制命令，控制電機(jī)的工作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的控制。 任務(wù)分配情況 參與此次項(xiàng)目制作的一共七人，分別是： 張振鳳，馮志成，肖新加，戴小敏，楊小林，謝鵬華和張瑩 任務(wù)分配情況如表 1 所示： 表 1 任務(wù)分配情況 馮志成 張瑩 紅外循跡模塊 肖新加，代小敏，楊小林 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 張振鳳 謝鵬華 寫(xiě)程序，各接口的連接，數(shù)據(jù)的收集及小車(chē)的調(diào)試 使用說(shuō)明書(shū) 產(chǎn)品名稱(chēng)：智能循跡小車(chē) 技術(shù)參數(shù)： L298N 基本參數(shù)： 類(lèi)型：半橋 輸入類(lèi)型：非反相 輸出數(shù)： 4 電流輸出 /同道： 2A 電流峰值輸出： 3A 工作溫度： 25~135176。 C 器件型號(hào)： L298N 產(chǎn)品的使用方法 ： 用六節(jié)干電池 9V直流電壓作為供電電源，接通電源，在有黑線的跑道上行走。 注意事項(xiàng)： 所用電 源不能超過(guò) 9V，以免電壓過(guò)大，把電機(jī)燒壞。 小孩使用時(shí)，應(yīng)在大人的陪同下使用，以免被小車(chē)的尖銳部分弄傷。 輕拿輕放，以免損壞小車(chē)器件。 長(zhǎng)期不使用時(shí)，應(yīng)把電池取出。 生產(chǎn)日期： 20xx 年 xx 月 xx日 此次項(xiàng)目中硬件部分的設(shè)計(jì)主要包含以下模塊： 電源模塊，紅外循跡模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和 MSP430f149 單片機(jī)。 電源模塊 模型車(chē)通過(guò)自身系統(tǒng)，采集賽道信息，獲取自身速度信息，加以處理，由芯片給出指令控制其前進(jìn)轉(zhuǎn) 向等動(dòng)作，各部分都需要由電路支持，電源管理尤為重要。 在本設(shè)計(jì)中， 在本設(shè)計(jì)中， msp430 單片機(jī)使用 5V 電源，電機(jī)使用 5V 電源。 用了 6 節(jié) 的電池，為單片機(jī)和電機(jī)供電。如圖所示： 圖 1 電源實(shí)物圖 其紅線接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊上的 VDD 接口，綠線連接 GND 接口。 紅外循跡模塊 采用光敏二極管作為光源探測(cè)模塊的傳感器，由于光敏二極管感光后，內(nèi)阻有較大的變化，通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)化為電壓的變化。 其實(shí)物圖為： 圖 2 紅外循跡模 塊實(shí)物圖 圖中的 SSI 至 SS5 分別連接單片機(jī) I/O 接口的 到 。分別控制五個(gè)光敏二極管，當(dāng) 沒(méi)有檢測(cè)到黑線，則 指示燈不亮，則為高電平。 有檢測(cè)到黑線， 則指示燈亮，為低電平。 從而判斷出小車(chē)是否能夠循跡走。 紅外循跡模塊原理圖 采用比較器對(duì) 5 個(gè)二極管的輸出電壓進(jìn)行比較，光敏二極管引起的電壓變化送到比較器的反相端與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，將結(jié)果輸入到單片機(jī)執(zhí)行判斷。基于的尋光電壓比較電路：二號(hào)管腳為基準(zhǔn)電壓輸入端，將需要進(jìn)行比較的電壓輸入到三號(hào)管腳，如果比基電壓的值大，則一號(hào)管腳輸 出為高電平，反之為低電平。 其原理圖為： 圖 4 紅外循跡模塊原理圖 在板子的下面有五個(gè)循跡傳感器，其實(shí)圖為： 圖 5 循跡傳感器 通過(guò)這五個(gè)傳感器檢測(cè)， 沒(méi)有檢測(cè)到黑線，則 H4 發(fā)光到白紙光反射到 H4 接收端， H4接收端導(dǎo)通，導(dǎo)通則 T1接地 =0，指示燈不亮，則為高電平。 有檢測(cè)到黑線，則 H4 發(fā)光到黑線光全部被吸收， H4 接收端，沒(méi)有收到任何信號(hào)，因?yàn)?H4不導(dǎo)通（截止），則 T1=VCC，指示燈亮，為低電平。 紅外循跡模塊構(gòu)造 紅外循跡模塊由循跡傳感器，觸碰 傳感器，測(cè)距距離調(diào) 節(jié)器組成，其元件清單如下表所示： 表 2 紅外循跡模塊元件清單 SSI 至 SS5 分別連接單片機(jī) I/O 接口的 到 。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋 式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的電機(jī)。 L298 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電機(jī)， OUT OUT2和 OUT OUT4 之間分別接 2個(gè)電動(dòng)機(jī)。 IN1IN2 IN3 IN4 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， ENA， ENB 接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 也利用單片機(jī)產(chǎn)生 PWM 信號(hào)接到ENA， ENB 端子，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。 其實(shí)物圖為： 圖 6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)物圖 L298N 原理圖 序號(hào) 名稱(chēng) 個(gè)數(shù) 作用 1 循跡傳感器 5個(gè) 循跡作用 2 碰觸
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