2018年大學(xué)第九屆TI杯 大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告
摘要 本系統(tǒng)以設(shè)計(jì)題目的要求為目的,采用 STM32F103開(kāi)發(fā)板機(jī)作為步進(jìn)電機(jī)的控制核心, 用脈沖精確的控制步進(jìn)電機(jī), 使之能在要求范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度。 同時(shí)控制光電傳感器進(jìn)行賽道數(shù)據(jù)的采集,進(jìn)而對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。
目錄
雙車追逐與超車系統(tǒng)(B題) 1系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.1 設(shè)計(jì)要求 1.1.1 總體要求 1.1.2 基本部分 1.1.3 發(fā)揮部分 2系統(tǒng)方案 2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的論證與選擇 2.2 人機(jī)交互與輸入模塊的論證與選擇 3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3.1系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 3.1.1系統(tǒng)總體框圖 3.1.2 輸入模塊與電路原理圖 3.1.3 輸出模塊與電路原理圖 3.1.4 人機(jī)交互模塊與電路原理圖 3.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 3.2.1程序功能描述與設(shè)計(jì)思路 3.2.2程序流程圖 附錄1:源程序 附錄2:參考文獻(xiàn)
雙車追逐與超車系統(tǒng)(B題) 【本科組】 1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1 設(shè)計(jì)要求
1.1.1 總體要求設(shè)計(jì)兩輛智能小車。甲車車頭緊靠起點(diǎn)標(biāo)志線,乙車車尾緊靠邊界,甲、乙兩輛小車同時(shí)啟動(dòng),先后通過(guò)起點(diǎn)標(biāo)志線,在行車道內(nèi)同向而行,實(shí)現(xiàn)雙車追逐與超車功能,跑道如圖1所示。 圖1.1 跑道圖
1.1.2 基本部分(1)甲車、乙車分別從起點(diǎn)標(biāo)志線開(kāi)始,在行車道各正常行駛一圈(15分)。 (2)甲、乙兩輛小車在圖1所示位置同時(shí)啟動(dòng),開(kāi)始雙車追逐,在甲車通過(guò)超車標(biāo)志區(qū)時(shí)視為雙車追逐結(jié)束。此過(guò)程中,兩車間距始終小于30cm(20分)。 (3)甲、乙兩車在完成基礎(chǔ)要求(2)時(shí)的行駛時(shí)間小于10秒(10分)。 (4)完成基礎(chǔ)要求(2)后,乙車通過(guò)超車標(biāo)志線后在超車區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)超車功能,并先于甲車到達(dá)終點(diǎn)標(biāo)志線,即實(shí)現(xiàn)乙車超過(guò)甲車,若超車時(shí)間小于5秒,得25分。(25分)。
1.1.3 發(fā)揮部分(1)在完成基礎(chǔ)要求(4)后,甲,乙兩車?yán)^續(xù)行駛第二圈,要求甲車通過(guò)超車標(biāo)志線后實(shí)現(xiàn)超車功能(20分)。 (2)甲,乙兩車行駛第二圈總時(shí)間不超過(guò)10秒(10分)。 2系統(tǒng)方案本系統(tǒng)主要由輸入模塊、輸出模塊、人機(jī)交互模塊組成,下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。 2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的論證與選擇方案一:采用直流電機(jī)作為系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿C(jī)構(gòu),直流電機(jī)是日常生活中比較常用 的電機(jī)類型,可以采用L298N 芯片對(duì)直流電機(jī)的控制,但直流電機(jī)無(wú)法精確控制;本次設(shè)計(jì)要用到兩個(gè)電機(jī)相互配合來(lái)控制小車轉(zhuǎn)彎的角度以及雙車追逐之間的距離,要求很高的精度,直流電機(jī)較難實(shí)現(xiàn)。 方案二:舵機(jī)。 舵機(jī)體積小, 安裝方便,其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度用脈沖來(lái)進(jìn)行控制,能做到精確轉(zhuǎn)動(dòng),且轉(zhuǎn)動(dòng)力矩比同質(zhì)量的直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)都大,轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍有限, 不適合本系統(tǒng)。 方案三:采用步進(jìn)電機(jī)作為系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿C(jī)構(gòu),步進(jìn)電機(jī)通過(guò)脈沖控制,每次可以走一個(gè)很小的角度,這就可以滿足本題精確控制小車轉(zhuǎn)彎的角度以及雙車追逐之間的距離的要求。 綜合以上三種方案,選擇方案三。 2.2 人機(jī)交互與輸入模塊的論證與選擇 應(yīng)題目要求,按鍵作為人機(jī)交互模塊,光電傳感器對(duì)賽道數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。這兩個(gè)模塊固定。 3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)3.1.1系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)總體框圖如圖所示 圖3.1 系統(tǒng)總體框圖 3.1.2 輸入模塊與電路原理圖 光電傳感器作為數(shù)據(jù)采集端。 圖3.2 紅外光電傳感器實(shí)物圖 圖3.3 紅外光電傳感器原理圖 3.1.3 輸出模塊與電路原理圖 步進(jìn)電機(jī)空系統(tǒng)的執(zhí)行端。 圖3.4 步進(jìn)電機(jī)實(shí)物圖 圖3.5 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖
3.1.4 人機(jī)交互模塊與電路原理圖 按鍵KEY用于人機(jī)交互。 圖3.6 按鍵電路圖 3.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)3.2.1程序功能描述與設(shè)計(jì)思路1、程序功能描述 根據(jù)題目要求軟件部分主要實(shí)現(xiàn)按鍵控制小車按指定距離走完一圈和超車功能。 2、程序設(shè)計(jì)思路 我們從系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā),根據(jù)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),將軟件設(shè)計(jì)分為硬件層、驅(qū)動(dòng)層、應(yīng)用層。這樣設(shè)計(jì)符合模塊化思想,有助于代碼調(diào)試、閱讀、學(xué)習(xí)。 3.2.2程序流程圖1、主程序流程圖 2、轉(zhuǎn)圈與追逐功能流程圖 
3、超車功能流程圖
4、直走子程序流程圖
5、轉(zhuǎn)彎子程序流程圖 6、超車子程序流程圖
附錄1:源程序
0.png (9.46 KB, 下載次數(shù): 93)
下載附件
2018-6-12 01:38 上傳
0.png (46.43 KB, 下載次數(shù): 66)
下載附件
2018-6-12 01:38 上傳
全部資料51hei下載地址(word格式的論文內(nèi)含清晰圖片):
|