智能小車之實(shí)訓(xùn)計(jì)劃

智能小車,卓越工程師之實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之一,實(shí)訓(xùn)計(jì)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(shí)到課，如確有特殊原因，必須本人向老師請(qǐng)假，不能代請(qǐng)。2、不管任務(wù)是難還是簡單，都必須按老師的要求自己動(dòng)手來做，不能敷衍了事，或請(qǐng)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(shí)要求有一定的速度。,智能小車,先看幾個(gè)智能小車的視頻,項(xiàng)目要求完成的功能,設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡易智能電動(dòng)車，其行駛路線示意圖如下：,項(xiàng)目要求完成的功能,1、基本要求 （1）電動(dòng)車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導(dǎo)線到達(dá)B點(diǎn)。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(dòng)車檢測(cè)到薄鐵片時(shí)需立即發(fā)出聲光指示信息，并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、顯示在“直道區(qū)”檢測(cè)到的薄鐵片數(shù)目。 （2）電動(dòng)車到達(dá)B點(diǎn)以后進(jìn)入“彎道區(qū)”，沿圓弧引導(dǎo)線到達(dá)C點(diǎn)（也可脫離圓弧引導(dǎo)線到達(dá)C點(diǎn)）。C點(diǎn)下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動(dòng)車到達(dá)C點(diǎn)檢測(cè)到薄鐵片后在C點(diǎn)處停車5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。 （3）電動(dòng)車在光源的引導(dǎo)下，通過障礙區(qū)進(jìn)入停車區(qū)并到達(dá)車庫。電動(dòng)車必須在兩個(gè)障礙物之間通過且不得與其接觸。 （4）電動(dòng)車完成上述任務(wù)后應(yīng)立即停車，但全程行駛時(shí)間不能大于90秒，行駛時(shí)間達(dá)到90秒時(shí)必須立即自動(dòng)停車。,項(xiàng)目要求完成的功能,2、發(fā)揮部分 （1）電動(dòng)車在“直道區(qū)”行駛過程中，存儲(chǔ)并顯示每個(gè)薄鐵片（中心線）至起跑線間的距離。 （2）電動(dòng)車進(jìn)入停車區(qū)域后，能進(jìn)一步準(zhǔn)確駛?cè)胲噹熘?，要求電?dòng)車的車身完全進(jìn)入車庫。 （3）停車后，能準(zhǔn)確顯示電動(dòng)車全程行駛時(shí)間。 （4）其它自己增加的功能。,實(shí)訓(xùn)計(jì)劃,1、自己設(shè)計(jì)并制作單片機(jī)的最小系統(tǒng)，電路包括： （1）單片機(jī)及其外圍電路 （2）蜂鳴器電路 （3）四個(gè)發(fā)光二極管電路 （4）四個(gè)獨(dú)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(gè)傳感器的接口 要求：必須自己畫原理圖，自動(dòng)或手動(dòng)生成PCB圖，獨(dú)立制作PCB板，并焊接所有元器件。,實(shí)訓(xùn)計(jì)劃,2、設(shè)計(jì)小程序測(cè)試硬件能否正常工作。 3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)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(jī)） 5、安裝傳感器，整機(jī)軟件調(diào)試 6、完成設(shè)計(jì)報(bào)告 7、小車功能大比拼 8、每人完成一份實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告 9、設(shè)計(jì)方案的分析與比較,最小系統(tǒng)設(shè)計(jì),單片機(jī)系統(tǒng)供電電路,最小系統(tǒng)設(shè)計(jì),振蕩電路與復(fù)位電路,最小系統(tǒng)設(shè)計(jì),按鍵電路,最小系統(tǒng)設(shè)計(jì),蜂鳴器電路,最小系統(tǒng)設(shè)計(jì),發(fā)光二極管電路,思考：兩個(gè)電路二極管都能正常發(fā)光嗎？,最小系統(tǒng)設(shè)計(jì),單片機(jī)輸出低電平時(shí)，將允許外部器件，向單片機(jī)引腳內(nèi)灌入電流，這個(gè)電流，稱為“灌電流”，外部電路稱為“灌電流負(fù)載”；單片機(jī)輸出高電平時(shí)，則允許外部器件，從單片機(jī)的引腳，拉出電流，這個(gè)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(gè)單個(gè)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(jì),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(jī)，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(duì)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(jìn)制數(shù)及空白與P的顯示段碼,用戶在使用時(shí)，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(shí)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8255A連接的3位LED靜態(tài)顯示器,優(yōu)點(diǎn):顯示無閃爍,效果好,編程簡單 缺點(diǎn):硬件開銷大,靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示,動(dòng)態(tài)顯示：各位依次輪流選通(位掃描) ，每選通一位時(shí)，送入該位的段顯碼，延時(shí)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(dòng)態(tài)顯示有閃爍，成本低，常常采用動(dòng)態(tài)顯示。 不管是靜態(tài)顯示還是動(dòng)態(tài)顯示,為了得到較好的顯示效果,一般要加驅(qū)動(dòng)電路.,2. LED顯示器接口電路,6 位動(dòng)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(jì),并口ISP下載口簡介,USBISP下載口簡介,ISP下載口設(shè)計(jì),單片機(jī)下載口設(shè)計(jì)（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(shí)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(diǎn) P1.0-P1.3：連接4個(gè)發(fā)光二極管 P1.4-P1.7: 連接四個(gè)按鍵 P2.0-P2.3：提供四位數(shù)碼管的位選信號(hào) P2.4-P2.7：電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制 P3.0-蜂鳴器控制 P3.1-P3.7：連接傳感器,第一講結(jié)束,