全国大学生电子设计竞赛C题

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1、目录摘要31?设计任务及要求41.1设计任务41.2设计要求42.系统方案52.1控制模块的论证与选择52.2电源模块的论证与选择52.33小车车体的论证与选择62.4电机模块的论证与选择62.5电机驱动模块的论证与选择62.6寻迹模块的论证与选择72.77避障模块的论证与选择72.8显示模块的论证与选择72.99按键模块的论证与选择82.1010通信模块的论证与选择82.1111方案选定93.系统的理论分析与计算103.1系统的信号检测与控制103.1.1系统的信号检测104.1.2系统的信号控制103.2两车之间的通信方法113.3节能114.电路与程序设计

2、124.1电路的设计124.1.1系统总体框图12??4.1.2控制器的电路设计134.1.3稳压电源的电路设计134.1.4电机驱动电路的设计144.2程序的设计154.2.1程序功能描述与设计154.2.2程序流程图165.测试方法与测试结果195.1测试方案196.2测试条件与仪器195.3测试结果及分析195.3.1测试数据195.3.2测试分析与结论19参考文献17附录118附录219附录320??智能小车的设计摘要：本作品以低功耗的ATmegal6单片机为控制核心；MP2307稳压电路供电;使用光电传感器寻线和避障；LN298N驱动电机；以光电传感器

3、来实现甲乙两车之间的通信；结合了PWM调速等技术，设计了一组智能小车。该小车的车体由控制、电源、按键、小车硬件、电机、电机驱动.寻迹、避障、显示和光电传感通信等十个模块组成，可用于无人驾驶、自动探测等人工智能领域。关键字:ATmegal6.MP2307.光电、LN298N1.设计任务及要求1-1设计任务先1T加占些士标专线30cm►t—行华语痴】甲车车头紧靠起点标志线，乙车车尾紧靠边界■甲、乙两辆小车同时起动,后通过起点标志线，在行车道同向而行，实现两车交替超车领跑功能。跑道如所示。ZOcHl图1-1赛车跑道1.2设计要求1.基本要求(1)甲车和乙车分别从起点标

4、志线开始，在行车道各正常行驶一圈。(2)甲.乙两车按图1-1所示位置同时起动，乙车通过超车标志线后在超车区实现超车功能，并先于甲车到达终点标志线，即第一圈实现乙车超过甲车。(3)甲、乙两车在完成(2)时的行驶时间要尽可能的短。2.发挥部分(1)在完成基本要求(2)后■甲、乙两车继续行驶第二圈，要求甲车通过超车标志线后要实现超车功能，并先于乙车到达终点标志线，即第二圈完成甲车超过乙车，实现了交替领跑。甲、乙两车在第二圈行驶的时间要尽可能的短。(2)甲、乙两车继续行驶第三圈和第四圈，并交替领跑；两车行驶的时间要尽可能的短。(3)在完成上述功能后，重新设定甲车起始位置

5、(在离起点标志线前进方向40cm围任意设定)，实现甲、乙两车四圈交替领跑功能，行驶时间要尽可能的短。2.系统方案本系统主要由控制模块、电源模块、按键模块、小车车体、电机模块、电机驱动模块、寻迹模块、避障模块.显示模块及通信模块组成，具结构框图如2-1所示，下面分别论证这几个模块的选择。2.1控制模块的论证与选择方案一：采用凌阳SPCE061A小板作为主控制芯片，而且可以采用凌阳的小车模组，可以很快的完成其基本功能，但是用该小板存在一定的局限性，较难扩展功能，而且各个模块的拼凑，没有比集成在一块板的稳定性高。方案二：采用ATmegal6作为主控制芯片，该芯片部的F

6、lsah.EEPROM、SRAM容M较大；所有型号的Flash.EEPROM都可以反复烧写、全部支持在线编程烧写（ISP）;每个10口都可以以推进驱动的方式输出高、低电平，驱动能力强；部资源丰富，一般都集成AD、DA转换器、PWM.SPI、USART、TWI、I2C通信口、丰富的中断源等。具有C语言风格的汇编语言，有与标准C兼容的C语言，C语言函数可以与汇编函数互相调用，使其开发更加容易，实现整个系统更加简单。因此，采用该芯片可以比较灵活的选择各个模块控制芯片，能够准确的计算出时间，有很好的实时性。基于以上分析，我们选择了方案二，采用ATmegal6作为智能小车

7、的主控制芯片。2.2电源模块的论证与选择方案一：采用升压型稳压电路。用1片MC34063芯片别将3V的电池电压进行宜流斩波调压，得到5V的稳压输出。只需使用一节电池，即节省了电池，又减小了系统体积重但该电路供电电流小，供电时间短，无法使相对庞大的系统稳定运作。方案二：采用由MP2307构成的开关稳压电路oMP2307具有转换效率高，速度快等优点。该器件可集成100mQ功率MOSFET的负载，提供3A的连续输出电流；其带宽工作输入电压为4.75V至U23V。电流模式控制可提供快速瞬态响应和cycle-by-cycle电流限制。可编程的软启动可防止涌流在开通和关断模

8、式下，电源电流可降至低于