智能小車之實訓計劃

智能小車,卓越工程師之實訓項目之一,實訓計劃,卓越工程師班紀律要求,1、每次上課或?qū)嵱?，必須按時到課，如確有特殊原因，必須本人向老師請假，不能代請。2、不管任務是難還是簡單，都必須按老師的要求自己動手來做，不能敷衍了事，或請人代做。,隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關于汽車的研究也就越來越受人關注。從2001年起全國電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。 在智能小車現(xiàn)今發(fā)展最好的當是飛思卡爾舉行的比賽，比賽分為光電組、攝像組、電磁組，比賽主要追求的是速度，速度最快者獲勝。 我們研究的智能小車主要以完成相應的功能為主，同時要求有一定的速度。,智能小車,先看幾個智能小車的視頻,項目要求完成的功能,設計并制作一個簡易智能電動車，其行駛路線示意圖如下：,項目要求完成的功能,1、基本要求 （1）電動車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導線到達B點。在“直道區(qū)”鋪設的白紙下沿引導線埋有13塊寬度為15cm、長度不等的薄鐵片。電動車檢測到薄鐵片時需立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在“直道區(qū)”檢測到的薄鐵片數(shù)目。 （2）電動車到達B點以后進入“彎道區(qū)”，沿圓弧引導線到達C點（也可脫離圓弧引導線到達C點）。C點下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達C點檢測到薄鐵片后在C點處停車5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。 （3）電動車在光源的引導下，通過障礙區(qū)進入停車區(qū)并到達車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。 （4）電動車完成上述任務后應立即停車，但全程行駛時間不能大于90秒，行駛時間達到90秒時必須立即自動停車。,項目要求完成的功能,2、發(fā)揮部分 （1）電動車在“直道區(qū)”行駛過程中，存儲并顯示每個薄鐵片（中心線）至起跑線間的距離。 （2）電動車進入停車區(qū)域后，能進一步準確駛?cè)胲噹熘?，要求電動車的車身完全進入車庫。 （3）停車后，能準確顯示電動車全程行駛時間。 （4）其它自己增加的功能。,實訓計劃,1、自己設計并制作單片機的最小系統(tǒng)，電路包括： （1）單片機及其外圍電路 （2）蜂鳴器電路 （3）四個發(fā)光二極管電路 （4）四個獨立按鍵 （5）電源電路 （6）4位七段LED數(shù)碼管顯示電路 （7）ISP程序下載口 （8）留足各個傳感器的接口 要求：必須自己畫原理圖，自動或手動生成PCB圖，獨立制作PCB板，并焊接所有元器件。,實訓計劃,2、設計小程序測試硬件能否正常工作。 3、電機驅(qū)動電路的設計與制作 4、利用提供的材料制作小車的車體（包括輪子和電機） 5、安裝傳感器，整機軟件調(diào)試 6、完成設計報告 7、小車功能大比拼 8、每人完成一份實訓總結(jié)報告 9、設計方案的分析與比較,最小系統(tǒng)設計,單片機系統(tǒng)供電電路,最小系統(tǒng)設計,振蕩電路與復位電路,最小系統(tǒng)設計,按鍵電路,最小系統(tǒng)設計,蜂鳴器電路,最小系統(tǒng)設計,發(fā)光二極管電路,思考：兩個電路二極管都能正常發(fā)光嗎？,最小系統(tǒng)設計,單片機輸出低電平時，將允許外部器件，向單片機引腳內(nèi)灌入電流，這個電流，稱為“灌電流”，外部電路稱為“灌電流負載”；單片機輸出高電平時，則允許外部器件，從單片機的引腳，拉出電流，這個電流，稱為“拉電流”，外部電路稱為“拉電流負載”。,灌電流和拉電流,每個單個的引腳，允許外部電路，向引腳灌入的最大電流為10 mA； 拉電流不到1mA。,最小系統(tǒng)設計,那么，發(fā)光二極管需要通過多大電流才能發(fā)光呢？我們所使用的單芯發(fā)光二極管工作電流一般為幾毫安到十幾毫安。 由于電源所提供的電流較大，為了保證不燒壞二極管和單片機，必須加限流電阻。,灌電流和拉電流,七段LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)與原理,7段LED數(shù)碼顯示器,e,各段碼位的對應關系如下:,共陰 共陽 0: 00111111B 3FH C0H 1: 00000110B 06H F9H A: 01110111B 77H 88H B: 01111100B 7CH 83H,e,十六進制數(shù)及空白與P的顯示段碼,用戶在使用時，應先將待顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應段顯碼后再送顯示器， 常通過查表的形式取得段顯碼。,靜態(tài)顯示：各顯示位同時選通，每一位顯示器都需要8位數(shù)據(jù)線提供相應位的段顯碼，6位LED顯示器共需48根數(shù)據(jù)線。,通過8255A連接的3位LED靜態(tài)顯示器,優(yōu)點:顯示無閃爍,效果好,編程簡單 缺點:硬件開銷大,靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示,動態(tài)顯示：各位依次輪流選通(位掃描) ，每選通一位時，送入該位的段顯碼，延時1-2ms，再選通下一位，送下一位的段顯碼，依此類推。利用眼睛的視覺暫留。 動態(tài)顯示有閃爍，成本低，常常采用動態(tài)顯示。 不管是靜態(tài)顯示還是動態(tài)顯示,為了得到較好的顯示效果,一般要加驅(qū)動電路.,2. LED顯示器接口電路,6 位動態(tài)顯示器接口,四位集成LED數(shù)碼管顯示電路,ISP下載口設計,并口ISP下載口簡介,USBISP下載口簡介,ISP下載口設計,單片機下載口設計（S系列） 雙排10孔插座 Con10 (封裝形式)IDC10 1:MOSI(P1.5) 2:+5V 3:NC 4: 接地 5: 復位RESET(RESET) 6: 接地 7: 接時鐘,SCK(P1.7) 8: 接地 9: MISO(P1.6) 10: 接地,系統(tǒng)總體資源安排,P0口：連接數(shù)碼管的七段加小數(shù)點 P1.0-P1.3：連接4個發(fā)光二極管 P1.4-P1.7: 連接四個按鍵 P2.0-P2.3：提供四位數(shù)碼管的位選信號 P2.4-P2.7：電機驅(qū)動控制 P3.0-蜂鳴器控制 P3.1-P3.7：連接傳感器,第一講結(jié)束,