【正文】 } } } 華中科技大學 2020 年 TI 杯電子設計競賽總結報告 void main() { WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD。 case 0x07: //Turn_Normal()。 case 0x04: Turn_Left()。 case 0x01: Turn_Right()。 return。 } else { P4OUT |=BIT4。//定時器暫停 count=TA2R。 P4OUT amp。 while((P2INamp。 } else if(P2IFGamp。 break。 } break。BIT5) { Turn_Right()。BIT6) 華中科技大學 2020 年 TI 杯電子設計競賽總結報告 { switch(P4INamp。 } else{ Turn_Left()。BIT0){ } TA2CTLamp。 } } /*pragma vector=PORT1_VECTOR __interrupt void P1_ISR(void){ if(P1IFGamp。i++){ } P7OUTamp。 while(!mode_flag) { //Turn_Normal()。 TB0CCR1=60000。=~BIT4。 //P1IE|=BIT0。 //P1DIRamp。 long int i。//設 —— 上升沿觸發(fā) 華中科技大學 2020 年 TI 杯電子設計競賽總結報告 P2IE|=BIT6。=~BIT6。 } void Stop()//剎停函數(shù) { P4OUT |=BIT0+BIT1+BIT2+BIT3。 //TA1CCR2=768。 } void Turn_Back()//直退函數(shù) { //TA1CCTL1=OUTMOD_7。 //TA1CCR2=768。 } void Turn_Normal()//直行函數(shù) { //TA1CCTL1=OUTMOD_7。 //TA1CCR2=0。 } void Turn_Right()//右轉(zhuǎn)函數(shù) { //TA1CCTL1=OUTMOD_7。 //TA1CCR2=512。 } /*轉(zhuǎn)彎部分 */ void Turn_Left() //左轉(zhuǎn)函數(shù) { //TA1CCTL1=OUTMOD_7。 TA1CCTL2=OUTMOD_7。 //IN1~IN4 P2DIR |=BIT0+BIT1。 最后，感謝電信系和 TI 公司舉辦并贊助這次競賽。并且很耐心的給我們講解應該如何避免損壞單片機，在最后兩周，老師也會定期來實驗室看我們的進度，解答問題問題等。在學習一個新知識時，要不驕不躁，認真研究，相信自己，終究會取得成功。多次修改程序、逐步調(diào)試后，終于初見成果。 心得與總結 作為通信工程專業(yè)的學生，單片機課程的學習是很有意義，并且至關重要的。 無線中斷和其他模塊兼容時遇到的問題是，無線模塊在測試過程中使用的語句實現(xiàn)的功能是無線模塊實現(xiàn)的功能本來是在當小車沒有收到外部中斷時小車一直直走，當小車收到外部中斷時，小車執(zhí)行相應的操作，也就是更改 IN1~IN4的輸入值，在下一個按鍵中斷到來之前狀態(tài)也 無法更改，但是循跡模塊和避障模塊也是更改 IN1~IN4的值，如果將這兩個寫入主函數(shù)，按鍵中斷放入中斷程序就會導致中斷程序里面的更改操作沒有執(zhí)行多久就又跳回了主函數(shù)將值再次更改，因此需要將按鍵中斷的中斷程序進行延時，最后得出干脆按鍵按下時就一直執(zhí)行被按下鍵的操作的結論，也就是在中斷程序中更改值操作的時間，在后面增加有效位延時的 while 語句。雖然組員已經(jīng)將幾個模塊編寫完成，引腳的輸入輸出問題也解決了，但是就整機上面來說存在各種各樣的問題，譬如說，主函數(shù)運行的 while 語句需要運行哪一個模塊，外部按鍵的時候需要執(zhí)行的是按鍵功能還是循跡或者避障功能，這些都是需要考慮的問題。最終確定的方案是使用一個普通 I/O華中科技大學 2020 年 TI 杯電子設計競賽總結報告 口和一個中斷 I/O 口。 循跡模塊需要三個 I/O 口，提供的方案有通過時鐘中斷口定時掃描循跡、中斷 I/O 口實現(xiàn)循跡和普通 I/O 口直接寫入主函數(shù) while 循環(huán)進行循跡。 硬件兼容性問題 確認各管腳的復用情況，確定下來各模塊最終使用的方案。但是小車速度較低，所以我們修改 PWM 的設置，逐步提高 PWM 的占空比，知道小車的速度最佳且循跡良好。所以修改程序，添加語句，使得檢測到障礙物時先停止大約 1s，然后再左轉(zhuǎn)。一切關閉，從頭開始 ，發(fā)現(xiàn)又可以了。那么問題會是什么？為了進一步確定，程序本身沒有問題，我將一個燈亮 滅加入代碼中，每次中斷標識符清零之前，改變燈的狀態(tài)，最后發(fā)現(xiàn)當改變障礙物的距離時燈閃的速度會發(fā)生改變。然后我通過單步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)程序中斷方面存在問題，不能跳進中斷，看來中斷處完全出錯了。 超聲波測距模塊測試及結果分析 壁障功能測試及結果分析 編程過程，我讓小車在沒有障礙物時是直行，當遇到障礙物時左轉(zhuǎn)，編號程序并燒寫之后，發(fā)現(xiàn)小車一直直行，不能壁障。 無線模塊測試及結果分析 測試方法：直接將無線解碼模塊 XDYK04 的 D D D D4口接在已測試完畢的電機模塊IN IN IN IN4上，由于之前已經(jīng)測試得到電機未發(fā)生損壞，因此可以通過觀察電機模塊上 D D D D4的發(fā)光情況來確定最 終解碼的結果。 D1 D2 D3 D4 VT 調(diào)試故障、產(chǎn)生原因及排除方法 1. 測試工具： ? 信號發(fā)生器 ? 數(shù)字萬用表 ? 雙蹤示波器 ? 穩(wěn)壓電源 電機模塊測試及結果分析 測試過程：由于我們需要用到的智能小車的邏輯功能僅有前進、停止、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，因此并沒有對全部的邏輯進行測試，通過編程通過 msp430f5529 向 IN IN IN IN4 輸入信號，電機上相應的 D D D D4 發(fā)光二極管發(fā)光并得到以下結果 IN1 IN2 IN3 IN4 小車運動方向 1 0 1 0 前進 0 0 0 0 停止 華中科技大學 2020 年 TI 杯電子設計競賽總結報告 1 0 0 0 右轉(zhuǎn) 0 0 1 0 左轉(zhuǎn) 0 1 0 1 后退 與前文所述的 L298N 資料進行比較得到相符的 結果。依據(jù)該模塊的原理，測試方法如下：用信號發(fā)生器給 Trig端口提供周期大于 50KHz的方波（單個脈沖的時間小于 10us），然后再 Echo端口用示波器觀察波形，若 Echo端口也有脈沖出現(xiàn)，說明超聲波模塊是完好的。首先將計時器 TA2R清零，等待計數(shù)，設置為上升沿采樣，當 ，暫停計時器，保存該值，若果該值大于 1470，說明障礙距離還較遠忽略，否則發(fā)生壁障處理。將定時器 TB0設置為增量計數(shù)模式， SMCLK為時鐘，為分頻，設置 TB0CCR0=655361。 總體方案的設計圖為： 障礙物 超聲波模塊 MSP430 驅(qū)動電路 圖 超聲波模塊總體方案 軟件設計： 已知電機的 IN1IN4使用單片機上的 ，兩 個使能端對應的端口分別為 對于使能端 ENA， ENB。無論中斷是否被允許，也不論是否正在執(zhí)行中斷服務程序，只要對應 I/O 滿足了中斷條件， PxIFG 中的相應位都會立即置 1 并保持，智能通過軟件人工清除。 中斷語句格式為 pragma vector=Timer0_A1_VECTOR//Timer0 代表的是 TA0或者 TB0， A1 代表 //的是處理的中斷由非 CCR0 的寄存器產(chǎn)生 //否則 A0指的是由 CCR0 產(chǎn)生 __interrupt void TA0_ISR(void)//void 后面的名稱隨意，聲明是中斷服務程序 對于 I/O 中斷：可以使用 I/O 中斷的 I/O 口有 。使用語句 OUTMOD_x選擇，代表含義如下： OUTMODEx 輸出控制模式 說明 000(模式 0) 電平輸出 TA0x管教輸出電平由 OUT 控制位的值決定 001(模式 1) 延遲置位 當主計數(shù)器計至 TA0CCRx值時， TA0x管腳置 1 010(模式 2) 取反 /清零 當主計數(shù)器計至 TA0CCRx值時， TA0x管腳取反 當主計數(shù)器計至 TA0CCR0 值時， TA0x管腳置 0 011(模式 3) 置位 /清零 當主計數(shù)器計至 TA0CCRx值時， TA0x管腳置 1 當主計數(shù)器計至 TA0CCR0 值時， TA0x管腳置 0 100(模式 4) 取反 當主計數(shù)器計至 TA0CCRx值時， TA0x管腳取反 101(模式 5) 延遲清零 當主計數(shù)器計至 TA0CCRx值時， TA0x管腳置 0 110(模式 6) 取反 /置位 當主計數(shù)器計至 TA0CCRx值時， TA0x管腳取反 當主計數(shù)器計至 TA0CCR0 值時， TA0x管腳置 1 111(模式 7) 清零 /置位 當主計數(shù)器計至 TA0CCRx值時， TA0x管腳置 0 當主計數(shù)器計至 TA0CCR0 值時， TA0x管腳置 1 對于定時器的中斷：其中包括溢出中斷、 IO 中斷等。我們可以使用 TASSEL_x語句選擇時鐘，若為 2，則代表的是選擇內(nèi)部時鐘源 SMCLK，其頻率為 1MHz；當數(shù)字為 1時，選擇內(nèi)部時鐘源 ACLK，其頻率為 32768Hz；當數(shù)字為 0 和 3 時選擇的是外部時鐘。回響信號的脈沖寬度與所測的距離成正比。模塊自動發(fā)送 8個 40KHz的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過 IO口 ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。 圖 5 超聲波模塊 器件的主要主要參數(shù)如下： HCSR04超聲波的供電電壓為 DC5V。 本設計中，采用一個超聲波模塊，面對正前方，超聲波在距離檢測方面能夠較準確定位。我們將三路檢測器進行并行排列，當左（右）邊檢測到黑線時，小車左（右）轉(zhuǎn)，當中間一個檢測到黑線時，小車直行，使得控制精度得以提高。該模塊采用一體式紅外對接管檢測黑線。因此實際的輸出波形就是 PWM調(diào)制方波。計數(shù)器的計數(shù)過程如圖 44 所示。 圖 增計 數(shù)模式示意圖 （ 3）連續(xù)計數(shù)模式：在需要 65536 個時鐘周期的定時應用場合常用連續(xù)計數(shù)模式。 （ 2）增計數(shù)模式：捕獲 /比較寄存器 CCR0 用作 Timer_A 增計數(shù)模式的周期寄存器，因為CCR0 為 16 位寄存器，所以該模式適用于定時周期小于 65536 的連續(xù)計數(shù)情況。 定時器工作模式 ： （ 1）停止模式：停止模式用于定時器暫停，并不發(fā)生復位，所有寄存器現(xiàn)行的內(nèi)容在停止模式結束后都可用。 定時器基礎知識介紹： 定時器 A功能模塊主要包括： （ 1）計數(shù)器部分：輸入的時鐘源具有 4種選擇，所選定的時鐘源又可以 4 或 8 分頻作為計數(shù)頻率， Timer_A可以通過選擇 4 種工作模式靈活的完成定時 /計數(shù)功能。電機由電池供電，信號由單片機的端口提供。 2）測試中探板：將測試好的探頭按板上所標示的接入輸入端子，移開探頭前面 的所有物體，且探頭不要指向陽光的方向，將中探板接上電源后用萬用表測輸出端子，此時輸出端輸出的電壓應當接近電源電壓，用白紙擋在探頭前，萬用表測輸出端電壓應當接近 0 伏特。將探頭板接上電源后用萬用表測最輸出端電壓。 在循跡模塊中我們 使用紅外線發(fā)射和接收管等分立元器件組成探頭，并使用 LM339 電壓比較器（加入了遲滯電路更加穩(wěn)定）做為核心器件構成中控電路。 華中科技大學 2020 年 TI 杯電子設計競賽總結報告 HCSR04超聲波的供電電壓為 DC5V。 、遙控玩具、防盜報警 主機 、 車庫門 、 卷閘門 、 道閘 門 、 伸縮門等 門控業(yè) 及其遙控音響領域 等。10MHz，出廠時一般調(diào)在 315MHz 或 （ 如有特殊要求可調(diào)整頻率，頻率的調(diào)整范圍為 266MHz~433MHz。接收模塊不焊天線也能接收信號。 將其 OUT OUT OUT OUT4分別接 2個電機， IN IN IN IN4引腳從單片機接輸入控制電平，控制電平的正反轉(zhuǎn)， ENA， ENB接控制使能端，控制電機的停轉(zhuǎn)。 L298N可接受標準 TTL邏輯電平信號 VSS， VSS可接 4． 5～ 7 V電壓。如圖 34 所示 小車的基本