电赛8组《设计报告》.docx

全国大学生电子设计竞赛是一项旨在提高大学生的创新能力和实践能力的科技活动，2020年的C题要求参赛队伍设计一款能自动在坡道上循迹并停在指定位置的电动小车。本设计报告详细阐述了该电动小车的构成及其各模块的功能。 小车的核心是主控芯片MSP430F5529，这是一款由德州仪器(TI)生产的超低功耗微控制器，具有强大的处理能力和丰富的外设接口，适合于复杂的控制系统。循迹模块采用了TCRT5000红外传感器，这种传感器通过发射红外光并检测反射回来的光线强度，来识别跑道上的黑白线条，从而指导小车沿着预设路径行驶。LM339四路差动比较器则用于处理传感器收集的数据，帮助判断线宽变化，提高循迹精度。 电源模块选用了可充电电池，它能为整个系统提供稳定且持久的电力供应，确保小车在坡道上长时间运行。电机模块由四个直流电机组成，它们负责驱动小车的车轮运动。为了适应不同坡度的需求，系统还配备了两个降压模块，以调节电机的工作电压，保证在不同工况下的性能。电机驱动模块L298N是一种双H桥电机驱动集成电路，它能有效地控制电机的旋转方向和速度，实现对小车运动的精确控制。 声音模块选择了蜂鸣器，当小车到达预定的停车点时，蜂鸣器会发出声音提示，增强系统的交互性。小车的轮胎选择使用胶皮车轮，因为橡胶材质有良好的摩擦力和适应性，能够更好地适应坡道表面。 系统设计过程中，团队考虑了多种方案。对于控制模块，首先考虑了在面包板上搭建简易单片机系统，但由于连线复杂、易受干扰、可靠性低，最后放弃了该方案，而选择了自制单片机印刷电路板，虽然自制PCB有一定难度，但能提高系统的集成度和可靠性。 这款坡道行驶电动小车的设计充分体现了电子设计的创新与实践精神。通过合理选择硬件组件和精密的软件控制，实现了小车在复杂环境下的自主导航和精确停车，展示了MSP430F5529微控制器的强大功能以及红外循迹、电机驱动等技术的应用。此外，团队在设计过程中考虑了系统可靠性、实用性及成本效益，是一次成功的工程实践。