课程设计报告--电脑鼠走迷宫

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1、 课课 程程 设设 计计 目 录 1 电脑鼠走迷宫 1 1.1 电脑鼠技术指标 1 1.2 电脑鼠方案论证及选择 1 1.2.1 核心控制器 1 1.2.2 传感器 1 1.2.3 电动机 1 1.2.4 电源 1 1.3 电脑鼠总体电路图 2 1.4 电脑鼠系统组成框图 2 1.5 电脑鼠单元电路设计 2 1.5.1 传感器单元 2 1.5.2 步进电机驱动单元 3 1.5.3 电源单元 4 1.6 运动算法设计 5 1.7 迷宫坐标信息采集算法 5 1.8 迷宫算法 7 1.9 测试结果分析及改进 8 1.10 总结 8 2 智能电梯控制系统 . 9 2.1 主要技术指标 9 22 方案论

2、证及选择 . 9 2.3 系统组成框图 9 2.4 单元电路设计 10 2.4.1 单片机最小系统模块 10 2.4.2 开关控制模块 11 2.4.3 电机驱动模块 11 2.4.4 液晶显示模块 11 2.4.5 报警模块 12 2.4.6 电路总图 . 13 2.5 软件流程图以及任务描述 . 13 2.6 元件清单 14 2.7 调试过程 15 2.8 总结 15 参考文献 16 附录 1 电梯代码 17 附录 2 个人总结 28 1 1 电脑鼠走迷宫 1.1 电脑鼠技术指标 依据 IEEE 标准迷宫构建相应数据结构， 结合数据结构进行迷宫搜索算法的设计； 分析电脑鼠硬件需求进行产品选

3、型，构建硬件平台；实现电脑鼠自动搜索迷宫，从中 选出最佳路径进行冲刺的功能。 1.2 电脑鼠方案论证及选择 1.2.1 核心控制器 基于所需完成任务要求我们知道，电脑鼠核心控制器需要有很快的信息处理速度。那么，普 通的 8 位单片机不能满足快速处理的条件，不能胜任任务。为了实现高速信息处理，采用由 Liminary 公司生产的 LM3S615 控制器， 该控制器是以 ARM-Cortex-M3 为内核的 32 位 SOC系统， 拥有 50-MHz 工作频率，可以胜任任务所要求的高速信息处理能力。 1.2.2 传感器 传感器是电脑鼠的感觉器官，在运行过程中电脑鼠需要实时的检测迷宫墙壁信息，依据迷

4、宫 场地情况，因此采用收、发一体的红外线传感器作为电脑鼠的感觉器官。红外线传感器具有感知 能力强、抗干扰能力强、价格低廉等优点，并且符合硬件需求。 1.2.3 电动机 为了使电脑鼠在迷宫中稳定的运行，需要给其提供稳定的动力。为了更好的控制 电脑鼠的行走情况，选用步进电动机来给电脑鼠提供动力。步进电动机能够迅速的启 动和停止，具有良好的控制能力。 1.2.4 电源 电脑鼠设计采取外接锂电池供电，系统设计需要三种不同的电压，分别用来驱动 电机、给传感器供电和给微控制器供电。 2 核心控制 ARM- Cortex-M3 步进电机红外传感器 数码管显示 1.3 电脑鼠总体电路图 图 1-1 Micro

5、Mouse615 原理图 1.4 电脑鼠系统组成框图 电脑鼠在迷宫运行当中，依据红外传感器获取的迷宫墙壁信息，传达给处理器进行相应的处 理，再进行电机控制，并在显示模块显示电脑鼠所在迷宫的坐标信息。总体框体如图 1-2 所示。 图 1-2 电脑鼠系统框图 1.5 电脑鼠单元电路设计 1.5.1 传感器单元 红外线传感器的工作电压为 5V，在一般情况下可以把电池的输出电压经过稳压 3 得到 5V 供电。但若电池电压较低或瞬间被拉低时，系统就不能为传感器提供稳定的 电源，这将严重影响传感器的灵敏度。所以，我们将系统中已经较稳定的 3.3V 电压 升到 5V。升压芯片采用 Exar 公司的低静态电流

6、、高效率的升压芯片 SP6641A，升压 电路如图 1-4 所示。 图 1-3 红外检测电路 图 1-4 5V 升压电路 1.5.2 步进电机驱动单元 电动机驱动电路如图 1-5 所示，其中 BA6845FS 是步进电机驱动芯片，该芯片包 含两个 H 桥，它的最大驱动电流为 1A，且在输入逻辑的控制下输出有三种模式：正 向、反向和停止。BA6845FS 输入控制与输出信号的关系见表 1-1。 4 图 1-5 电动机驱动电路 表 1-1 BA6845FS 真值表 IN11/21 IN12/22 OUT11/21 OUT12/22 模式模式 L H H K 正向 H H K H 反向 L L 开路 开路 停止 H L 开路 开路 停止 （2）两相四线制步进电机驱动时序 驱动步进电机的时序主要有单步驱动、整步驱动、半步驱动和微步驱动。我们步 进电机采用的是半步驱动。电机以一个恒定的加速度加速到指定的转速，之后匀速运 行。 加减速度实时算法的核心是使用定时器中断，当定时器发生溢出中断时，中断服 务子函数推动电机走下一步。 1.5.3 电源单元 电脑鼠设计采取外接锂电池供电，系统设计需要三种