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1、智能小車,卓越工程師之實訓(xùn)項目之一,實訓(xùn)計劃,卓越工程師班紀(jì)律要求,1、每次上課或?qū)嵱?xùn),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(wù)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(guān)于汽車的研究也就越來越受人關(guān)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(dāng)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(yīng)的功能為主,同時要求有一定
2、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(shè)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(dǎo)線到達B點。在“直道區(qū)”鋪設(shè)的白紙下沿引導(dǎo)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(dǎo)線到達C點(也可脫離圓弧引導(dǎo)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、 (3)電動車在光源的引導(dǎo)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(wù)后應(yīng)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(zhǔn)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(zhǔn)確顯示電動車全程行駛時間。 (4)其它自己增加的功能。,實訓(xùn)計劃,1、自己設(shè)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 (
4、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(xùn)計劃,2、設(shè)計小程序測試硬件能否正常工作。 3、電機驅(qū)動電路的設(shè)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(shè)計報告 7、小車功能大比拼 8、每人完成一份實訓(xùn)總結(jié)報告 9、設(shè)計方案的分析與比較,最小系統(tǒng)設(shè)計,單片機系統(tǒng)供電電路,,最小系統(tǒng)設(shè)計,振蕩電路與復(fù)位電路,,最小系統(tǒng)設(shè)計,按鍵電路,最小系統(tǒng)設(shè)計,蜂
5、鳴器電路,最小系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(fù)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(fù)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(shè)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
6、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(yīng)關(guān)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(yīng)先將待顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)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(yīng)位的段顯碼,6位LED顯示器共需48根數(shù)據(jù)線。,通過8
7、255A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(shè)計,并口ISP下載口簡介,USBISP下載口簡介,ISP下載口設(shè)計,單片機下載口設(shè)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(fù)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,