省电子设计竞赛一等奖作品分享（四）
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本文为读者投稿，分享的是一个四川省电子设计竞赛一等奖作品。
竞赛题目
今年的四川省电子设计竞赛共有四道题目，基于我们对做车比较了解，所以选择了c题————坡道行驶电动小车，该题目要求如下：
方案选择
1、主控芯片的选择
由于竞赛题目要求必须用msp430作为主控芯片，所以没办法，只能短时间来了解它，熟悉它。还好之前的师兄有430的开源库和例程，所以单片机的底层部分不用我们来担忧。
2、电机驱动的选择
我们采用的是L298N电机驱动模块。L298N可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压，可以直接用单片机IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。
3、电机的选择
由于是坡道小车，所以电机一定要选择大功率大力矩的电机，这样才能给小车足够的爬坡力，
4、传感器的选择
由于题目要求我们必须循迹，所以我们采用四组光电传感器，检查赛道上黑线，调整路径，之所以加四组，就是为了防止赛道上黑点模块没有检测到，预防小车跑出路径，使其一直能够循迹跑完整个赛道。
5、车模的选择
我们采用的是普通万能板，质量很轻，不会给车太大的压力，而且安装也方便。
6、车轮及车胎的选择
在我看来，一个车的车轮及其车胎决定了这个车的极限，所以对于这两个东西一定要选好，这样车才能爬的更高，跑的更快。
对于此次比赛而言，我们采用3D打印塑料车轮，车胎则用硅胶胎，其质量轻，摩擦力大，后来发现硅胶胎也比较硬，容易打滑，就用了玩具小车的车胎，这样的摩擦力更好。
软件及其整体设计
1、循迹模块的设计
我们把四路光电传感器置于车头，无限接近于地面却又不会挨着地面以防其产生摩擦。这样就能更好的采值。
2、差速电路的设计
由于我安装的四路电机，放弃了舵机转向方案，而且整个路线是固定的，所以我们取巧，初始时便直接使右边电机的PWM大于左边的电机，这样造成一个差速，它会缓慢的往左偏移。
而在赛道上，由于有黑点的存在，一旦我传感器采到值，那么便会降低右电机的PWM，增加左电机的PWM，使其短暂的往右偏移，之后再次回到之前的差速状态。
也就是说我整个控制电路的系统，车身在不停的缓慢的往左偏，只有传感器采到值之后，小车才会回转一点，这便是我们的取巧方式。（我右边设有三个传感器，再加上我初始右移时速度很缓慢，所以不存在传感器采不到黑点的值。）
最后，但当两个传感器同时检测到黑线时，便停车，蜂鸣器也会叫。如此这般，就能实现整个赛道的循迹。
3、坡道电机控制
但当前面的设计都完成了，那么加上坡度之后，只需要改变电机的PWM，不停的记录数据就行。我们总共有四个按键，模式键，加减键，发车键。
我们将每个角度坡道不同时间所需的PWM写入数组，最后再显示在液晶上，通过按键改变角度及时间，那么初始便会有不同的PWM，这样比赛时就不会慌乱。
4、实物图
5、部分代码
（1）传感器数据采集
void ccd_collect(void) { unsigned int i = 0;
P6OUT|=CLK; //拉高 P3OUT&=~SI; //拉低 P6OUT&=~CLK; //拉低 P3OUT|=SI; //拉高 P6OUT|=CLK; //拉高 P3OUT&=~SI; //拉低 for(i=0;i<128;i++)
{ //delay1(); P6OUT&=~CLK; //拉低 //delay1(); ccd_data[i] = ADC_getdata(4)>>4;
P6OUT|=CLK; //拉高 }
tsl1401_finish_flag = 1;
}
（2）电机控制
void motor_control(void) { if((MOTOR<(2600+angle*250)) && (start_flag==0))
{
delay_time=Stime;
delay_time=delay_time+(200-MOTOR/50); while((delay_time > Stime))
{
TA0CCR1 = 3000+angle*250;
TA0CCR2=0;
TA0CCR3 = 3000+angle*250;
TA0CCR4=0;
}
start_flag=1;
} if(ADC_getdata(1)>1500) ADC_1 = 1; else ADC_1 = 0; if(ADC_getdata(2)>1500) ADC_2 = 1; else ADC_2 = 0; if(ADC_getdata(3)>1500) ADC_3 = 1; else ADC_3 = 0; if(ADC_getdata(4)>1500) ADC_4 = 1; else ADC_4 = 0; if(stop_flag == 0)
{ if(ADC_1 && ADC_2)
{
delay_time=Stime; if((125-MOTOR/50) <25) delay_time+=25; else delay_time=delay_time+(125-MOTOR/50);
OLED_Print_Num04(90,4,Stime); while((delay_time > Stime))
{
OLED_Print_Num04(30,4,Stime);
OLED_Print_Num04(60,4,delay_time/2);
TA0CCR1 = MOTOR;
TA0CCR2=0;
TA0CCR3 = MOTOR;
TA0CCR4=0;
}
TA0CCR1=0;
TA0CCR2=0;
TA0CCR3=0;
TA0CCR4=0;
OLED_Print_Num04(90,6,Stime/200);
SPEAK_ON;
Dly_ms(100);
SPEAK_OFF;
stop_flag = 1;
}
} if(stop_flag == 0)
{ if(ADC_2 || ADC_3 || ADC_4)
{ //右转 if(MOTOR<(2650+angle*250))
{
TA0CCR1 =6000+angle*250;
TA0CCR2=0;
TA0CCR3 = 0;
TA0CCR4=3000-angle*250;
turn_flag_R = 1;
} else {
TA0CCR1 = (AN_K1/2)*3;
TA0CCR2=0;
TA0CCR3 = 0;
TA0CCR4=MOTOR/2;
}
} else { if(turn_flag_R)
{
delay_time=Stime+10; while((delay_time > Stime))
{ if(angle>=5) TA0CCR1 = 4000+angle*250; else TA0CCR1 = 3500+angle*250;
TA0CCR2=0; if(angle>=5) TA0CCR3 = 4000+angle*250; else TA0CCR3 = 3500+angle*250;
TA0CCR4=0;
}
turn_flag_R = 0;
} else {
TA0CCR1 = MOTOR;
TA0CCR2=0;
TA0CCR3 = MOTOR;
TA0CCR4=0;
}
}
}
}
最后
以上就是本次的分享，如果觉得文章不错，转发、在看，也是我们继续更新的动力。
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