基于msp430單片機(jī)循跡小車(chē)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-04-09 05:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 軟件組成為各個(gè)功能模塊程序設(shè)計(jì)，包括七個(gè)部分，分別為 A/D轉(zhuǎn)換程序，溫度傳感器顯示當(dāng)前環(huán)境中的溫度，用液晶來(lái)顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通過(guò)串口向單片機(jī)發(fā)送字符，單片機(jī)又發(fā)回字符給電腦， D/A 輸出方波，非易失性存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)。 M S P 4 3 0 F 1 4 9 單 片 機(jī)最 小 系 統(tǒng)A / D 轉(zhuǎn) 換模 塊D / A 轉(zhuǎn) 換模 塊溫 度傳 感 器模 塊實(shí) 時(shí) 時(shí)鐘 模 塊非 易 性存 儲(chǔ) 器模 塊鍵 盤(pán) 數(shù)碼 管 顯示 模 塊液 晶 顯示 模 塊電 平轉(zhuǎn) 換上 位 機(jī) 圖 11 MSP430F149單片機(jī)最小系統(tǒng) MSP430 系列單片機(jī)提供三個(gè)時(shí)鐘信號(hào)以供給片內(nèi)各部分電路使用，這三個(gè)時(shí)鐘源分別是：輔助時(shí)鐘信號(hào) (ACLK)，來(lái)自 晶振或者另一個(gè)外接高頻晶振，一般用于低速外設(shè)；主時(shí)鐘信號(hào) (MCLK)， CPU 正常運(yùn)行時(shí)使用的主時(shí)鐘，一般由 8MHz 外接晶振提供；子系統(tǒng)時(shí)鐘 (SMCLK)，主要用于高速外圍模塊。 在本實(shí)驗(yàn)中我們采用了 主時(shí)鐘信號(hào)(MCLK) 。 圖 12 msp430f149單片機(jī)的 I/O引腳圖 在單片機(jī)的 I/O 接口中， PWM 波的輸出， ~外循跡模塊上的控制五個(gè)紅外對(duì)管的五個(gè) 引腳， ~ IN1~IN4. 圖 13 MSP430F149單片機(jī)原理圖 將 PWM 波 植入單片機(jī)中，然后通過(guò)單片機(jī)控制電機(jī)， PWM 波控制速度，在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候 ，通過(guò)改變 PWM 波中的占空比而達(dá)到轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎有兩種方案：一種是一邊不轉(zhuǎn)，另一邊轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到轉(zhuǎn)彎的效果；另一方案則為一邊轉(zhuǎn)的快一邊轉(zhuǎn)的慢，從而達(dá)到轉(zhuǎn)彎的效果。 PWM （脈沖寬度調(diào)制）是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，改變負(fù) 載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。 PWM 可以應(yīng)用在許多 方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。 在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并且根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)” 時(shí)間的長(zhǎng)短。 通過(guò)改變直流電機(jī)電樞 上電壓的“占空比 ”來(lái)達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。也正因?yàn)槿绱耍?PWM又被稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。 小車(chē)?yán)?PWM 波控制速度，在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，通過(guò)改變 PWM 波中的占空比而達(dá)到轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎有兩種方案：一種是一邊不轉(zhuǎn)，另一邊轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到轉(zhuǎn)彎的效果；另一方案則為一邊轉(zhuǎn)的快一邊轉(zhuǎn)的慢，從而達(dá)到轉(zhuǎn)彎的效果。在本實(shí)驗(yàn)中，我們采用了第二個(gè)方案。 圖 14 PWM波 在這我們用了模式 7，復(fù)位 /置位模式。 我們利用兩個(gè) PWM波分別控制兩個(gè)電機(jī)，利用 PWM波中的占空比不同而達(dá) 到轉(zhuǎn)彎的效果。 其程序?yàn)椋? void Init_PWM(void) { TACTL = TASSEL1 + MC0 + TACLR。 //TimerA 選擇 MCLK 時(shí)鐘 ,不分頻 ,增計(jì)數(shù)模式 , CCTL1 = OUTMOD2 + OUTMOD1 + OUTMOD0 + CCIE。 P1DIR|=0X0C。 P1SEL|=0X0C。 //捕獲 ,比較模塊 1 選定為輸出比較模式 ,輸出模式 7,禁止比較中斷 CCTL2 = OUTMOD2 + OUTMOD1 + OUTMOD0 + CCIE。 //捕獲 ,比較模塊 2 選定為輸出比較模式 ,輸出模式 7,禁止比較中斷 CCR0 = 8000。 } /*******設(shè)置 PWM1 的占空比 *******/ void Set_PWM1_Duty(uchar duty) { if((duty = 5) amp。amp。 (duty = 95)) //將占空比限制在 5% ~ 95%之間 { CCR1 = 8000 / 100 * duty。 } else //否則將占空比強(qiáng)制設(shè)置為 50% { CCR1 = 4000。 } } /*******設(shè)置 PWM2 的占空比 *******/ void Set_PWM2_Duty(uchar duty) { if((duty = 5) amp。amp。 (duty = 95)) //將占空比限制在 5% ~ 95%之間 { CCR2 = 8000 / 100 * duty。 } else //否則將占空比強(qiáng)制設(shè)置為 50% { CCR2 = 4000。 } } 程序設(shè)計(jì)流程圖 為： 圖 15 程序設(shè)計(jì)流程圖 開(kāi)始 啟 動(dòng)尋 跡程序 探 測(cè) 黑 線 是否探測(cè)到黑線 判斷處理程序(switch) 右輪探測(cè)到黑線 左輪探測(cè)到黑線 左右輪同時(shí)探測(cè)到黑線 向 右 轉(zhuǎn) 向 左 轉(zhuǎn) 繼續(xù)前進(jìn) 繼 續(xù) 前 進(jìn) 是 否 結(jié)束束 循跡小車(chē)整體實(shí)物圖 如圖所示： 圖 16 循跡小車(chē)整體圖 小車(chē)在直道行走圖如圖所示： 圖 17 小車(chē)在直道上行走圖 小車(chē)在彎道上行走圖： 圖 18 小車(chē)在彎道上行走圖 1 在最開(kāi)始的時(shí)候，最開(kāi)始認(rèn)為遇到黑線時(shí)為高電平，然后指示燈亮，而在實(shí)際 走的時(shí)候就導(dǎo)致完全不按自己預(yù)想的走。 解決方法：用萬(wàn)能表測(cè)試在黑線上時(shí)紅外管兩端的電壓，測(cè)試為低電平。 2 在跑彎道的時(shí)候，車(chē)不能按照預(yù)定的軌道走。 解決方法：通過(guò)多次調(diào)試 PWM 波的占空比，從而使輪子的速度達(dá)到一定得速度，從而按照預(yù)定的路行駛。 3 直接按照給的資料， IN IN IN IN4 正轉(zhuǎn) /翻轉(zhuǎn)的條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)車(chē)子一個(gè)正轉(zhuǎn)，一個(gè)反轉(zhuǎn)
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