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题目灭火机器人小车制作-TexasInstruments.pdf
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题目灭火机器人小车制作-TexasInstruments.pdf
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题目:灭火机器人小车制作
目 录
第一章 引言.....................................................................................................................................................1
1.1 课题背景
.............................................................................................................................1
1.2 实现功能
............................................................................................................................1
1.3 模拟房子介绍
..................................................................................................................... 1
第二章 硬件设计基础知识.................................................................................................................................2
2.1 MSP430F149 单片机相关知识
.............................................................................................. 2
2.2 撞检测传感器 HS0038
......................................................................................................... 4
2.3 地面灰度检测传感器 ST188
.................................................................................................5
2.4 左右碰撞检测传感器 SHARP GP2D12
.................................................................................. 6
2.5 电机驱动芯片 L298N
........................................................................................................... 8
2.6 电源管理芯片 LM7805CV 、 LM7812CV
............................................................................. 9
2.7 LM358 运算放大器
............................................................................................................ 10
2.8
.......................................................................................................................11
火焰传感器
第三章 系统设计
...............................................................................................................................................12
4.1 系统总体设计
................................................................................................................... 12
4.2 硬件设计
.......................................................................................................................... 12
4.3 软件设计
.......................................................................................................................... 14
第四章 调试记录...............................................................................................................................................16
第五章 实验心得
...............................................................................................................................................17
附录 1:
程序清单...............................................................................................................................................20
附录 2:(硬件设计电路图)
.............................................................................................................................46
附录 3:(参考文献)
.........................................................................................................................................47
附录 5:(灭火小车及比赛场地)
.....................................................................................................................48
灭火机器人小车制作
第一章 引言
1.1 课题背景
随着自动控制技术的高速发展,单片机应用日益广泛!其已广泛的渗透到工业自动化、
仪器仪表、军事装备、广告设计等各类产业以及人们日常生活的方方面面。目前,基于单
片机的自动控制系统已广泛应用于机械、电子、石油、化工、家用电器等轻工业领域。单
片机体系结构中支持运用 C 语言进行编程,而且单片机 C 语言编译器提供了良好的程序与
单片机之间的配合,避免了汇编语言的冗长,大大缩短的程序代码的长度和有效的优化了
程序。灭火机器人是一个集信号检测、传输、处理和控制于一体的控制系统,代表了智能
机器人系统的发展方向。
1.2 实现功能
制造一个计算机控制的机器人在一间平面结构房子模型里运动,找到一根蜡烛并尽快
将它熄灭,这个工作受多个因素影响,它模拟了现实家庭中机器人处理火警的过程,那个蜡
烛代表家里燃起的火源,机器人必须找到并熄灭它。设计一个自主控制的机器人,在一套
平面结构的模拟的房子里运动,
1.3 模拟房子介绍
模拟房子平面图单位:mm
图 1-1 灭火机器人比赛场地(国际赛制)
比赛场地的墙壁 33cm 高,由木头做成。墙壁刷成白色。比赛场地的地板将是被漆成
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灭火机器人小车制作
黑色的光滑木制表面。在所有的房间和走廊的地板上,可能会铺有小地毯,不会有粗毛地
毯。场地中所有的走廊和门口宽都是 46cm。门口并没有门,而是一个 46cm 的开口,将会
有一个白色的 2.5cm 宽的白色带子或白漆印迹表示房间入口。
第二章 硬件设计基础知识
2.1 MSP430F149 单片机相关知识
2.1.1 MSP430F149 单片机概述
MSP430F149 是美国 TI 公司生产的 MSP430 系列超低功耗微控制器中的一种。
MSP430F149 的 CPU 结构如图 1-2 所示,主要具有以下功能模块:基础时钟、看门狗
定时器、Timer_A、Timer_B、6 个 8 位并行端口(其中 P1 和 P2 具有中断功能)、模拟比
较器 Comp_A、12 位 A/D 转换器、2 通道串行通信接口(通过软件选择 UART/SPI 模式)、
1 个硬件乘法器、60KB 的 Flash 以及 2KB 的 RAM。
图 2-1 MSP430F149 的 CPU 结构
2.1.2 MSP430F149 单片机特点
电源电压范围:1.8V---3.6V;
超低功耗
待机模式:1.6uA
关闭模式(RAM 保持):0.1uA;
活动模式:280uA@1MHz,2.2V;
五种省电模式;
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灭火机器人小车制作
快速唤醒模式(6us 内从待机模式唤醒);
16 位 RISC 结构;
内部集成看门狗定时器防止程序跑飞;
快速的数据处理能力内部自带硬件乘法器;
高处理速度,指令周期 125ns(8M 工作模式)
多个 I/O 支持中断模式满足系统对外部中断的需求;
通用串口支持 SPI、SCI 模式;
带内部参考,采样保持和自动扫描特性的 12 位 A/D 转换器;
有 3 个捕捉/比较寄存器的 16 位定时器 Time_A 支持 PWM 和 CAP 功能;
有 3 个捕捉/比较寄存器的 16 位定时器 Time_B 支持 PWM 和 CAP 功能;
片内集成模拟比较器;
片上集成 60KB 的 Flash 和 2KB 的 RAM 同时提供 256 字节的信息 Flash;
串行在线编程,无需外部编程电压,安全熔丝可编程代码保护单片机;
可用封装:64 脚方形扁平封装(QFP)。
2.1.3 MSP430F149 单片机引脚图
图 2-2 MSP430F149 的 CPU 结构
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