課程設(shè)計(jì)報(bào)告--電腦鼠走迷宮

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1、天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)TianjinUniversityofTechnologyandEducation課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí):應(yīng)電0814學(xué)生姓名:?jiǎn)虃?9李月19華焱建43指導(dǎo)教師:劉新月系別:電子工程學(xué)院目錄1電腦鼠走迷宮11.1電腦鼠技術(shù)指標(biāo)11.2電腦鼠方案論證及選擇11.2.1核心控制器11.2.2傳感器11.2.3電動(dòng)機(jī)11.2.4電源11.3電腦鼠總體電路圖21.4電腦鼠系統(tǒng)組成框圖21.5電腦鼠單元電路設(shè)計(jì)21.5.1傳感器單元21.5.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元31.5.3電源單元41.6運(yùn)動(dòng)算法設(shè)計(jì)51.7迷宮坐標(biāo)信息采集算法51.8迷宮算法71.

2、9測(cè)試結(jié)果分析及改進(jìn)81.10總結(jié)82智能電梯控制系統(tǒng)92.1主要技術(shù)指標(biāo)92.2方案論證及選擇92.3系統(tǒng)組成框圖92.4單元電路設(shè)計(jì)102.4.1單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊102.4.2開(kāi)關(guān)控制模塊112.4.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊112.4.4液晶顯示模塊112.4.5報(bào)警模塊122.4.6電路總圖132.5軟件流程圖以及任務(wù)描述132.6元件清單142.7調(diào)試過(guò)程152.8總結(jié)15參考文獻(xiàn)16附錄1電梯代碼17附錄2個(gè)人總結(jié)28天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)課程設(shè)計(jì)1電腦鼠走迷宮1.1電腦鼠技術(shù)指標(biāo)依據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)迷宮構(gòu)建相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行迷宮搜索算法的設(shè)計(jì);

3、分析電腦鼠硬件需求進(jìn)行產(chǎn)品選型,構(gòu)建硬件平臺(tái);實(shí)現(xiàn)電腦鼠自動(dòng)搜索迷宮,從中選出最佳路徑進(jìn)行沖刺的功能。1.2電腦鼠方案論證及選擇1.2.1核心控制器基于所需完成任務(wù)要求我們知道,電腦鼠核心控制器需要有很快的信息處理速度。那么,普通的8位單片機(jī)不能滿足快速處理的條件,不能勝任任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)高速信息處理,采用由Liminary公司生產(chǎn)的LM3S615控制器,該控制器是以ARM-Cortex-M3為內(nèi)核的32位SOC系統(tǒng),擁有50-MHz工作頻率,可以勝任任務(wù)所要求的高速信息處理能力。1.2.2傳感器傳感器是電腦鼠的感覺(jué)器官,在運(yùn)行過(guò)程中電腦鼠需要實(shí)時(shí)的檢測(cè)迷

4、宮墻壁信息,依據(jù)迷宮場(chǎng)地情況,因此采用收、發(fā)一體的紅外線傳感器作為電腦鼠的感覺(jué)器官。紅外線傳感器具有感知能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),并且符合硬件需求。1.2.3電動(dòng)機(jī)為了使電腦鼠在迷宮中穩(wěn)定的運(yùn)行,需要給其提供穩(wěn)定的動(dòng)力。為了更好的控制電腦鼠的行走情況,選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)給電腦鼠提供動(dòng)力。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠迅速的啟動(dòng)和停止,具有良好的控制能力。1.2.4電源電腦鼠設(shè)計(jì)采取外接鋰電池供電,系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要三種不同的電壓,分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、給傳感器供電和給微控制器供電。15天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)課程設(shè)計(jì)1.3電腦鼠總體電路圖圖1-1MicroMouse615原

5、理圖1.4電腦鼠系統(tǒng)組成框圖電腦鼠在迷宮運(yùn)行當(dāng)中,依據(jù)紅外傳感器獲取的迷宮墻壁信息,傳達(dá)給處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理,再進(jìn)行電機(jī)控制,并在顯示模塊顯示電腦鼠所在迷宮的坐標(biāo)信息??傮w框體如圖1-2所示。圖1-2電腦鼠系統(tǒng)框圖1.5電腦鼠單元電路設(shè)計(jì)1.5.1傳感器單元紅外線傳感器的工作電壓為5V15天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)課程設(shè)計(jì),在一般情況下可以把電池的輸出電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓得到5V供電。但若電池電壓較低或瞬間被拉低時(shí),系統(tǒng)就不能為傳感器提供穩(wěn)定的電源,這將嚴(yán)重影響傳感器的靈敏度。所以,我們將系統(tǒng)中已經(jīng)較穩(wěn)定的3.3V電壓升到5V。升壓芯片采用Exar公司的低靜態(tài)電流、

6、高效率的升壓芯片SP6641A,升壓電路如圖1-4所示。圖1-3紅外檢測(cè)電路圖1-45V升壓電路1.5.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖1-5所示,其中BA6845FS是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片,該芯片包含兩個(gè)H橋,它的最大驅(qū)動(dòng)電流為1A,且在輸入邏輯的控制下輸出有三種模式:正向、反向和停止。BA6845FS輸入控制與輸出信號(hào)的關(guān)系見(jiàn)表1-1。15天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)課程設(shè)計(jì)圖1-5電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路表1-1BA6845FS真值表IN11/21IN12/22OUT11/21OUT12/22模式LHHK正向HHKH反向LL開(kāi)路開(kāi)路停止HL開(kāi)路開(kāi)路停止(2)兩相四線

7、制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的時(shí)序主要有單步驅(qū)動(dòng)、整步驅(qū)動(dòng)、半步驅(qū)動(dòng)和微步驅(qū)動(dòng)。我們步進(jìn)電機(jī)采用的是半步驅(qū)動(dòng)。電機(jī)以一個(gè)恒定的加速度加速到指定的轉(zhuǎn)速,之后勻速運(yùn)行。加減速度實(shí)時(shí)算法的核心是使用定時(shí)器中斷,當(dāng)定時(shí)器發(fā)生溢出中斷時(shí),中斷服務(wù)子函數(shù)推動(dòng)電機(jī)走下一步。1.5.3電源單元電腦鼠設(shè)計(jì)采取外接鋰電池供電,系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要三種不同的電壓,分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、給傳感器供電和給微控制器供電。LM3S615控制器需要3.3V供電,電路如圖1-6所示,外接電源經(jīng)過(guò)C36、C2濾波,然后通過(guò)SPX1117M-3.3將電源穩(wěn)壓至3.3V。SPX1117M-3.3是Exa

8、r公司生產(chǎn)的LDO芯片,其特點(diǎn)是輸出電流大,輸出電壓精度高,穩(wěn)定性高。其輸入電壓

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