全国大学生电子设计竞赛作品

全国大学生电子设计竞赛作品(8 页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。本系统电路连接及硬件资源分配见图 4.1 所示。采纳 AT89S51 单片机作为核心器件，多圈电位器为悬挂物体位置采集器件，通过 ADC0832 转换位数字信号送入单片机处理，L298 作为直流电机的驱动模块，以 MAX7219 驱动的LED 显示和 4×4 键盘作为人机接口。4.2 寻轨迹控制策略根据题目的要求，悬挂物沿曲线运动的轨迹分为两段，连续段和间断段。可采纳 4 个光电一体化传感器 TCRT5000 作为检测元件，其放置方式如图 4.2所示。寻找黑线策略，采纳模糊寻找的方式，首先物体从坐标（0，8）运行到坐标（80，8），检测这之间有无黑线，如无，则从坐标（80，16）运行到坐标（0，16），再检测这之间有无黑线，如有，则从坐标（0，12）运行到（80，12），检测，假如没有检测到黑线，再进一步缩小范围从（80，14）运行到（80，14）；假如检测到黑线，再进一步缩小范围从（80，10）运行到（80，10），当检测到黑线时就停下，此处将是黑线起点；假如没有检测到黑线则返回从（80，12）运行到（0，12）检测到的黑线即为黑线起点。以同样的运行检测方式即可寻找出黑线的起点。在连续段寻迹时，通过推断四个传感器的 16 种组合状态，使电机作出相应的伸缩动作。当轨迹为间断线时，电机拉动传感器在大角度方向内位移，直到在某一方向检测到新的黑线为止。然后再调用连续段的寻迹程序。4.3 系统各模块单元电路设计4.3.1 电源部分电路设计本系统中使用了直流 12V 电机，其额定工作电压为 12V，而单片机额定工作电压为 5V，所以电路中采纳了 7805 和 7812 作为稳压模块，其最大输出电流为 1.5A，满足系统电机驱动电流的要求，其电路如图 4.3.1 所示。 4.3.2 电机控制模块设计物体运动的轨迹由电机的转速和转向决定，电机的转速和转向的控制是通过多圈电位器对滑轮所转的圈速进行检测，同时通过另一个计数器对时间进行测量，结合两个计数器的值，由单片机计算出电机的速度，而物体运动的轨迹的里程由滑轮的周长和所转的圈数来计算。本系统由单片机直接产生 PWM 信号，当单片机接受到相应的检测信号时，单片机转到中断口处理信息，PWM 信号处于停发状态。将单片机产生的PWM 信号经光电隔离器耦合后，控制 L298 驱动芯片来控制电动机的正反转、启动、制动。原理图如 4.3.2 所示。单片机将 P1.2、P1.5作为输出控制使能端,,P1.2、...