電子設(shè)計大賽報告模板

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1、簡易智能小汽車隊長：黃洋隊員：尹志軍梁榮新賽前輔導老師：臧春華文稿整理輔導老師：摘要設(shè)計分為5個模塊：前輪PWM驅(qū)動電路、后輪PWM驅(qū)動電路、軌跡探測模塊、障礙物探測模塊、光源探測模塊。前輪PWM驅(qū)動電路用于轉(zhuǎn)向控制；后輪PWM驅(qū)動電路用于方向和速度控制；探測模塊利用三個光感元件，對黑色軌道進行尋跡；障礙物探測模塊用于對兩個障礙物進行探測；光源探測模塊利用三個光敏電阻制成，用于尋光并確定光源角度，以期獲得較為精確的轉(zhuǎn)向值。繞障方案利用障礙物較低這個重要條件，在C點出發(fā)后，先利用光敏電阻獲得光源的方向是本設(shè)計的一大特色。一、方案論證與比較1．軌跡探測模塊設(shè)計與比較方案一

2、、使用簡易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測。由于所采用光電傳感器實際效果并不理想，對行駛過程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。在使用過程極易出現(xiàn)問題，而且容易因為該部件造成整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。故最終未采用該方案。方案二、利用兩只光電開關(guān)。分別置于軌道的兩側(cè)，根據(jù)其接受到白線的先后來控制小車轉(zhuǎn)向來調(diào)整車向，但測試表明，如果兩只光電開關(guān)之間的距離很小，則約束了速度,如果著重于小車速度的提升，則隨著車速的提升，則勢必要求兩只光電開關(guān)之間的距離加大，從而使得小車的行駛路線脫離軌道幅度較大，小車將無法快速完成準確的導向從而有可能導致尋跡失敗。方案三、用三只

3、光電開關(guān)。一只置于軌道中間，兩只置于軌道外側(cè)，當小車脫離軌道時，即當置于中間的一只光電開關(guān)脫離軌道時，等待外面任一只檢測到黑線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開關(guān)重新檢測到黑線（即回到軌道）再恢復(fù)正向行駛。現(xiàn)場實測表明，雖然小車在尋跡過程中有一定的左右搖擺（因為所購小車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了光電開光之間的距離到達不了精確計算值1厘米），但只要控制好行駛速度就可保證車身基本上接近于沿靠軌道行駛。綜合考慮到尋跡準確性和行駛速度的要求，采用方案三。2．數(shù)據(jù)存儲比較方案一、采用外接ROM進行存儲。-10-采用外接ROM進行存儲是保存實驗數(shù)據(jù)的慣用方法，其特點是在單片機斷電之后

4、仍然能保存住數(shù)據(jù)，但無疑將增大軟硬開銷和時間開銷。方案二、直接用單片機內(nèi)部的RAM進行存儲。雖然不能在斷電后保存數(shù)據(jù)，但可以在實驗結(jié)束后根據(jù)按鍵顯示相應(yīng)值。而且本實驗的數(shù)據(jù)存儲不大，采用RAM可以減少IO接口的使用，便利IO接口分配，故此方案具有成本低、易實現(xiàn)的優(yōu)點，更符合實際需求。鑒于方案二的以上優(yōu)點，綜合比較，本方案采用方案二。3．障礙探測模塊方案分析與比較考慮到在測障過程中小車車速及反應(yīng)調(diào)向速度的限制，小車應(yīng)在距障礙物40CM的范圍內(nèi)做出反應(yīng)，這樣在順利繞過障礙物的同時還為下一步駛?cè)胲噹鞂ふ业阶罴训奈恢煤头较颉７駝t，如果范圍太大，則可能產(chǎn)生障礙物的判斷失誤；范圍

5、過小又很容易造成車身撞上障礙物或雖繞過障礙物卻無法實現(xiàn)理想定向方案。方案一、采用一只紅外傳感器置于小車中央。一只紅外傳感器小車中央安裝簡易，也可以檢測到障礙物的存在，但難以確定小車在水平方向上是否會與障礙物相撞，也不易讓小車做出精確的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。方案二、采用二只紅外傳感器分置于小車兩邊。二只紅外傳感器分別置于小車的前端兩側(cè)，方向與小車前進方向平行，對小車與障礙物相對距離和方位能作出較為準確的判別和及時反應(yīng)。但此方案過于依賴硬件、成本較高、缺乏創(chuàng)造性，而且置于小車左方的紅外傳感器用到的幾率很小，所以最終未采用。方案三、采用一只紅外傳感器置于小車右側(cè)并與小車前進方向呈一固定

6、角度。基于對C點后行車地圖中光源及障礙物尺寸、位置的分析，我們采用了從C點出發(fā)即獲得光源對行車方向的控制，在向光源行駛的過程之中檢查障礙物并做出相應(yīng)的反應(yīng)，這樣不僅只使用一只紅外傳感器就實現(xiàn)了避障，而且避免因小車自然轉(zhuǎn)彎而導致的盲目方向控制，同時為后面以最簡單直接的路線和在最短時間內(nèi)駛?cè)胲噹靹?chuàng)造了機會。智能小車應(yīng)以準確、智能見優(yōu)，采用方案三。4．尋找光源方案分析與比較方案一、采用多只方向性較強的光敏二極管作光源定位器。若干定位器在水平面上按不同角度展開，在尋找光源時根據(jù)每個定位器接收到的光線強弱（有無）得出實時車庫方位。該方案若采用方向性較強的光敏二極管作為光源定位器

7、，要么是需要很多的器件，要么是難以檢測到光源的方向。方案二、采用一個光源定位器。用深色不透光材料與光敏電阻制成的光源定位器有較理想的定向測試效果，2.5米之外就可以確定電源的方向。當小車繞過障礙物之后，通過不停地旋轉(zhuǎn)使定位器獲得最大光線照射以確定光源方向，這種方案有一定的可行性，但尋找光源的過程必定帶來不必要的大量時間開銷，且尋找過程盲目性太大，不利于控制，又增加了一個電機，增大的電源方案選擇或安裝的難度。方案三、利用多只光源定位器。在方案二所得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合光敏電阻的敏感性，只用三到五只光敏電阻就可以達到目的，只是因其對光非常敏感，所以必需為每