【正文】 6。實際運行中轉(zhuǎn)速遠遠達不到 2300 轉(zhuǎn) /分鐘 . 我們就選用 1000 轉(zhuǎn) /分鐘 為步進電機的最高轉(zhuǎn)速。M Ω=2π 步距角的選擇 電機的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機軸上，每個當(dāng)量電機應(yīng)走多少角度（包括減速）。 GPIO 的優(yōu)點 (端口擴展器 ) ： 低功耗： GPIO 具有更低的功率損耗 (大約 1μA ， μC 的工作電流則為100μA) 。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 JTAG 接口芯片 ,引腳的定義為： TCK 為測試時鐘輸入； TDI 為測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過 TDI 引腳輸入 JTAG 接口； TDO 為測試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過 TDO 引腳從JTAG 接口輸出； TMS 為測試模式選擇， TMS 用來設(shè)置 JTAG 接口處于某種特定的測試模式； TRST 為測試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。的 Thumb2 專用指令集處理器內(nèi)核，可提高代碼密度 － 50MHz 操作 － 硬件除法和單周期乘法 － 集成了嵌套向量中斷控制器以提供明確的中斷處理 － 29 個中斷，帶 8 個優(yōu)先級 － 內(nèi)存保護單元 (MPU)提供一個特權(quán)模式用于受 保護的操作系統(tǒng)功能 － 非對齊式的數(shù)據(jù)訪問，使數(shù)據(jù)可以有效地壓縮到內(nèi)存中 － 極細微的位處理操作 (bitbanding)可最大限度地使用內(nèi)存，并且提供創(chuàng)新的外設(shè)控制 （ b）內(nèi)部存儲器 － 32KB 單周期 Flash 用戶管理的 Flash 塊保護，以 2KB 塊大小為基礎(chǔ) 用戶管理的 Flash 數(shù)據(jù)編程 用戶定義和管理的 Flash 保護塊 － 8KB 單周期 SRAM （ c) 通用定時器 － 3 個定時器，每個都可配置為一個 32 位定時器或兩個 16 位定時器，或用來啟動一個 ADC 事件 － 32 位定時器模式： 可編程的單次觸發(fā) (oneshot)定時器 可編程的周期定時器 使用外部 時鐘作為輸入時的實時時鐘 在周期和單次觸發(fā)模式下進行調(diào)試期間，當(dāng)控制器使 CPU 的暫停 (Halt)標(biāo)志有效時的暫停操作 (stalling)可由用戶來控制使能 ADC 事件觸發(fā)器 － 16 位定時器模式 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 帶有 8 位預(yù)分頻器的通用定時器功能 可編程的單次觸發(fā)定時器 可編程的周期定時器 在調(diào)試期間，當(dāng)控制器使 CPU 的暫停 (Halt)標(biāo)志有效時的暫停操作(stalling)可由用戶來控制 使能 ADC 事件觸發(fā)器 － 16 位輸入捕獲模式 輸入邊沿計數(shù)捕獲 輸入邊沿時間捕獲 － 16 位 PWM 模式 簡單 PWM 模式， PWM 信號的輸出反相可由軟件編程 （ d）可遵循 ARM FiRM 規(guī)范的看門狗定時器 － 帶有可編程裝載寄存器的 32 位向下計數(shù)器 － 帶有使能的獨立看門狗時鐘 － 帶有中斷屏蔽的可編程中斷產(chǎn)生邏輯 － 提供鎖定寄存器保護，以防止軟件跑飛 (runaway)的情況 － 帶有使能 /禁能的復(fù)位產(chǎn)生邏輯 － 在調(diào)試期間，當(dāng)控制器使 CPU 的暫停 (Halt)標(biāo)志有效時的暫停操(stalling)可由用戶來控制使能 （ e) 同步串行接口 (SSI) － 主機或從機操作 － 可編程的時鐘位速率和預(yù)分頻 － 獨立的發(fā)送和接收 FIFO， 16 位寬、 8 單元深 － Freescale SPI、 MICROWIRE 或 Texas 工具同步串行接口的可編程接口操作 － 從 4 到 16 位的可編程數(shù)據(jù)幀大小 － 用于診斷 /調(diào)試測試的內(nèi)部回送測試模式 （ f) UART － 2 個完全可編程的 16C550類型 UART － 獨立的 16 8 發(fā)送 (Tx)和 16 12 接收 (Rx) FIFO，減少 CPU 中斷服務(wù)裝載 － 帶小數(shù)分頻器的可編程波特率發(fā)生器 － 可編程的 FIFO 長度，包含 1 字節(jié)深度的操作提供常用的雙緩沖接口 － FIFO 觸發(fā)點為 1/8, 1/4, 1/2, 3/4 和 7/8 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 － 用于起始、停止和奇偶的標(biāo)準(zhǔn)異步通信位 － 錯誤 起始 位檢測 － linebreak 的產(chǎn)生和檢測 （ g) ADC － 單輸入和差分輸入配置 － 當(dāng)用作單端輸入時有 2 路 10 位通道（輸入） － 采樣速率： 500,000 次 /秒 － 靈活、可配置的模數(shù)轉(zhuǎn)換 － 4 個可編程采樣轉(zhuǎn) 換序列的入口長度為 1 到 8，同時帶有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果 FIFO － 每個序列由軟件或內(nèi)部事件（定時器，模擬比較器， PWM 或 GPIO）觸發(fā) （ h) 模擬比較器 － 3 個獨立集成的模擬比較器 － 可配置輸出來：驅(qū)動輸出管腳、產(chǎn)生中斷或啟動一個 ADC 采樣序列 － 將外部管腳輸入與外部管腳輸入相比或與內(nèi)部可編程的電壓參考相比 （ i) I2C － 在標(biāo)準(zhǔn)模式中，主機和從機接收和發(fā)送操作的傳輸速度高達 100Kbps；在高速模式中，傳輸速度高達 400Kbps － 中斷產(chǎn)生 － 主機具有仲裁和時鐘同步，多主機支持，以及 7 位尋址模式 （ j) PWM － 3 個 PWM 發(fā)生器模塊 (每個 PWM 發(fā)生器模塊產(chǎn)生兩個 PWM 信號 )，每個模塊具有一個 16 位計數(shù)器、兩個比較器、一個 PWM 發(fā)生器和一個死區(qū)(deadband)發(fā)生器 － 一個 16 位計數(shù)器 在 Down 或 Up/Down 模式中運行 16 位裝載值控制的輸出頻率 可同步進行裝載值的更新 在到達零和裝載值時產(chǎn)生輸出信號 － 兩個比較器 同步進行比較器值的更新 匹配時產(chǎn)生輸出信號 － PWM 發(fā)生器 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 根據(jù)計數(shù)器和比較器輸出信號執(zhí)行的操作來構(gòu)造輸出 PWM 信號 產(chǎn)生 2 個獨立的 PWM 信號 － 死區(qū)發(fā)生器 產(chǎn)生 2 個 PWM 信號，可編程的死區(qū)延時適用于驅(qū)動 halfH 橋 可被旁路，使輸入 PWM 信號不被修改 (unmodified) － 靈活的輸出控制模塊，每個 PWM 信號的 PWM 輸出使能 每個 PWM 信號的 PWM 輸出使能 可選擇每個 PWM 信號的輸出反相（極性控制） 可選擇每個 PWM 信號的故障處理 在 PWM 發(fā)生器模塊中的定時器同步 在 PWM 發(fā)生器模塊范圍內(nèi)定時器 /比較器更新的同步 PWM 發(fā)生器模塊的中斷狀態(tài)匯總 － 可啟動一個 ADC 采樣序列 （ k) GPIO － 高達 34 個 GPIO，取決于配置 － 中斷產(chǎn)生可編程為邊沿觸發(fā)或電平檢測 － 在讀和寫操作中通過地址線進行位屏蔽 － 可啟動一個 ADC 采樣序列 － GPIO 端口配置的可編程控制 弱上拉或下拉電阻 2mA, 4mA 和 8mA 端口驅(qū)動 8mA 驅(qū)動的斜率控制 開漏使能 數(shù)字輸入使能 （ l) 電源 － 片內(nèi)線性穩(wěn)壓器 (LDO)，具有用戶可調(diào)的 ~ 可編程輸出 － 控制器上的低功耗選項：睡眠和深睡眠模式 － 外設(shè)的低功耗選項：軟件控制單個外設(shè)的 關(guān)斷 － LDO 帶有檢測未調(diào)整電壓和自動復(fù)位的功能，可由用戶控制使能 － 帶 電源掉電檢測，可通過中斷報告該狀況或者復(fù)位 － 片內(nèi)溫度傳感器 （ m) 靈活的復(fù)位源 － 上電復(fù)位 (POR) － 復(fù)位腳有效 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 － 掉電 (BOR)檢測器向系統(tǒng)警報電源下降 － 軟件復(fù)位 － 看門狗定時器復(fù)位 － 內(nèi)部線性穩(wěn)壓器 (LDO)輸出變?yōu)椴环€(wěn)定 （ n) 其它特性 － 6 個復(fù)位源 － 可編程的時鐘源控制 － 可對單個外設(shè)的時鐘進行門控以節(jié)省功耗 － 遵循 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的測試訪問端口 (TAP)控制器 － 通過 JTAG 和串行線接口的調(diào)試訪問 － 完整的 JTAG 邊界掃描 LM3S615 方框圖 圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 復(fù)位電路 復(fù)位電路是為了防止 現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機”、“程序走飛”等現(xiàn)象， 復(fù)位電 路設(shè)計的好壞，直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。如擁有廣泛使用的開發(fā)工具，片上系統(tǒng)（ SoC）的底層結(jié)構(gòu) IP 的應(yīng)用，以及眾多的用戶群體?；?180176。 數(shù)碼管共有 8個，第 1到 5數(shù)碼管分別指示 U1到 U5五個傳感器的狀態(tài)，第6個數(shù)碼管空閑，第 8個數(shù)碼管顯示電池的電壓。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計：選擇系統(tǒng)所需要的硬件， 完成硬件之間的連接，端口的分配等。 這更體現(xiàn)了小車研究的重要性。在普通家庭轎車消費中，智能車的研發(fā)也是很有價值的，比如霧天能見度差，人工駕駛 經(jīng)常發(fā)生碰撞，如果用上這種設(shè)備，激光雷達會自動探測到前方的障礙物，電腦會控制車輛西安工業(yè)大北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 3 自動停下來，撞車就不會發(fā)生了。設(shè)計車速高速公路為 80km/h，一般道路為 20 km/h。 1992 年，國防科技大學(xué)研制成功了我國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車。對智能化的車輛控制系統(tǒng)的不斷研究完善，相當(dāng)于延伸擴展了駕駛員的控制、視覺和感官功能，能極大地促進道路交通的安全性。 小車能夠完成在未知迷宮中自主識別，從起點快速行至終點，并返回起點，再次行走時可選擇最優(yōu)路徑完成行走，還可完 成小車位置的校正 。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。s direction and speed control. Key Word： Stepper motor, PWM control, photoelectric sensor iii 目 錄 1 緒 論 ...................................................................................................................... 1 研究背景 .......................................................................................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展情況 ............................................................................................... 1 自動走迷宮小車意義 ........................................................................................ 3 本文主要研究工作 ............................................................................................ 3 2 自動走迷宮小車整體設(shè)計方案 ................................................................................... 5 自動走迷宮小車及迷宮簡介 .............................................................................. 5 系統(tǒng)整體框圖 ................................................................................................... 6 3 自動走迷宮小車硬件電路設(shè)計及功能 ......................................................................... 7 小車機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................................................ 7 微控制器 ....