省电子设计竞赛一等奖作品分享（四）

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;
   }
  }
 }
}