word版可編輯-全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽c題精心整理(編輯修改稿)
2025-04-23 23:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 單片機(jī)編程時(shí)使能相應(yīng)的上拉電阻，那么這個(gè)部分便不需要任何其它元件，設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。按下圖設(shè)計(jì)按鍵后，當(dāng)有按鍵按下時(shí)對(duì)應(yīng)引腳得到低電平。電路圖如圖24所示。其中PC0口所接按鍵控制單次運(yùn)行，PC1口所接按鍵控制超車運(yùn)行。圖24 按鍵電路圖2．10 通信模塊的論證與選擇方案一：采用315M單工無線通信模塊實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)用PT2262進(jìn)行編碼后送給無線發(fā)射模塊，實(shí)現(xiàn)近距離載波信號(hào)的傳輸。數(shù)據(jù)的接收則采用了超再生接收的原理，接收到信號(hào)后要經(jīng)過配套的解碼芯片PT2272解碼，然后傳送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以執(zhí)行操作。兩模塊之間信號(hào)是采用ASK（幅移鍵控）方式進(jìn)行調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)停止時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與發(fā)射模塊輸入端用電阻直接連接。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近數(shù)據(jù)模塊的實(shí)際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。方案二：采用光電傳感器作為兩車之間的通信方式。由于光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。它一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器，光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為了確保兩車在運(yùn)行及超車過程中的準(zhǔn)確性及快速行，光電傳感器完全滿足要求，且與315M單工無線通信相比有節(jié)能的功效。綜合考慮后，選擇方案二。 方案選定經(jīng)過仔細(xì)的分析和論證，決定了系統(tǒng)各模塊的方案如下：控制模塊：采用ATmega16作為智能小車的主控制芯片；電源模塊：采用由MP2307構(gòu)成的開關(guān)穩(wěn)壓電路；小車硬件模塊：采用購(gòu)買的玩具電動(dòng)車外圍硬件；電機(jī)模塊：采用直流減速電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：采用LN298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片；尋跡模塊：采用光電傳感器作為尋線檢測(cè)元件；避障模塊：采用光電傳感器作為避障檢測(cè)元件；顯示模塊：采用LED發(fā)光二極管顯示實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)；按鍵模塊：采用1*3的矩陣按鍵實(shí)現(xiàn)復(fù)位和運(yùn)行狀態(tài)控制；光電傳感通信模塊：采用光電傳感器實(shí)現(xiàn)兩車之間的通信。3. 系統(tǒng)的理論分析與計(jì)算 系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)與控制 系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè) 本系統(tǒng)的檢測(cè)部分由尋跡模塊、避障模塊和通信模塊構(gòu)成。在這三個(gè)模塊中均是使用光電傳感器作為檢測(cè)元件。 光電傳感器的工作原理光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器原理如圖31所示。 發(fā) 射 反 射接收電路 表 面 x 圖31 紅外發(fā)射接收原理 信號(hào)檢測(cè)的理論分析根據(jù)題目要求及賽車場(chǎng)地的結(jié)構(gòu)，為了更好的實(shí)現(xiàn)甲乙兩車之間的超車功能，選用光電傳感器作為檢測(cè)器件。根據(jù)跑道的面積及兩車的面積要求，我們選用了檢測(cè)范圍為0~150cm的光電傳感器，在此設(shè)計(jì)中將其范圍控制在10~15cm內(nèi)，從而更好的實(shí)現(xiàn)超車功能。 系統(tǒng)的信號(hào)控制當(dāng)光電傳感器實(shí)現(xiàn)在規(guī)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行及對(duì)周圍環(huán)境中障礙物的實(shí)時(shí)檢測(cè)時(shí)，其測(cè)量信號(hào)送入以AVR單片機(jī)mega16為核心的控制系統(tǒng)，單片機(jī)根據(jù)測(cè)量情況在內(nèi)部進(jìn)行決策，輸出的控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制直流電機(jī)，帶動(dòng)小車各個(gè)部分運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退、停止等功能。ATmega16單片機(jī)的特點(diǎn)ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8 位CMOS微控制器。其內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器，所有的寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC 微控制器高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)主選ATmega16作為核心器件。系統(tǒng)的信號(hào)控制采用AV
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