循跡小車(chē)實(shí)訓(xùn)報(bào)告

長(zhǎng)沙民政學(xué)院第循跡小車(chē)實(shí)訓(xùn)報(bào)告目錄項(xiàng)目目標(biāo)第3頁(yè)二、項(xiàng)目?jī)?nèi)容第3頁(yè)三、項(xiàng)目原理第3頁(yè)四、項(xiàng)目原理圖和實(shí)物圖第3頁(yè)1、電路原理方框圖第4頁(yè)2、實(shí)物圖第4頁(yè)3、總共裝圖第4頁(yè)五、項(xiàng)目模塊第5頁(yè)1、尋跡模塊第5頁(yè)2、顯示模塊（1602液晶/數(shù)碼管）第5頁(yè)3、提示音模塊第5頁(yè)4、FPGA模塊第5頁(yè)5、單片機(jī)控制模塊第6頁(yè)六、項(xiàng)目程序第7頁(yè)循跡程序（部分）第7頁(yè)FPGA程序（部分）第8頁(yè)七、總結(jié)第9頁(yè)一、項(xiàng)目目標(biāo)1、學(xué)會(huì)智能電子產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)與任務(wù)分析，能進(jìn)行小型電子產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)；2、掌握基于51單片機(jī)、FPGA模數(shù)混合硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)；3、熟悉電子信息類(lèi)企業(yè)項(xiàng)目完整的運(yùn)作過(guò)程及管理規(guī)范，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、創(chuàng)新能力和組織能力。二、項(xiàng)目?jī)?nèi)容任務(wù)描述：完成任務(wù)分析、功能設(shè)計(jì)，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作與裝調(diào)，軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及整機(jī)調(diào)試等工作任務(wù)。具體內(nèi)容：

1、自行設(shè)計(jì)、制作尋跡電路板；

2、采用制作的尋跡電路板、控制板與提供的小車(chē)車(chē)體搭建尋跡小車(chē)；

3、用C語(yǔ)言和VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)程序。

三、項(xiàng)目原理

這是一種基于STC89C52RC單片機(jī)的小車(chē)尋跡系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用四組高靈敏度的光敏感應(yīng)，對(duì)路面黑色軌跡進(jìn)行檢測(cè)，并利用單片機(jī)產(chǎn)生的PWM波，控制小車(chē)速度。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠平穩(wěn)跟蹤給定的路徑。

四、項(xiàng)目原理圖和實(shí)物圖（高菊、謝鵬飛完成）1、電路原理方框圖顯示尋跡狀態(tài)顯示尋跡狀態(tài)顯示小車(chē)行駛狀態(tài)狀態(tài)信息信號(hào)小車(chē)行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)信號(hào)顯示小車(chē)行駛狀態(tài)狀態(tài)信息信號(hào)小車(chē)行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)信號(hào)單片機(jī)單片機(jī)顯示(液晶或數(shù)碼管)FPGA顯示(液晶或數(shù)碼管)FPGA尋跡信號(hào)尋跡信號(hào)蜂鳴器蜂鳴器啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)右左尋跡信號(hào)右左尋跡信號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)尋跡板（4路）電機(jī)驅(qū)動(dòng)尋跡板（4路）實(shí)物圖

2.1尋跡板（正面）2.2尋跡板（反面）2.3FPGA板2.4工裝圖五、項(xiàng)目模塊1、尋跡模塊 尋跡板送過(guò)來(lái)的4路檢測(cè)信號(hào)送到FPGA板，F(xiàn)PGA將此4路信號(hào)送出至4個(gè)LED燈顯示狀態(tài)（檢測(cè)至黑線(xiàn)亮，否則滅）；同時(shí)將此4路信號(hào)送到單片機(jī)。2、顯示模塊（1602液晶/數(shù)碼管） 顯示模塊可以采用1602液晶，也可采用數(shù)碼管來(lái)顯示。

2.1小車(chē)啟動(dòng) 小車(chē)啟動(dòng)時(shí)，顯示“Start”/“1”。2.2小車(chē)左拐 小車(chē)左拐時(shí)，顯示“Left”/“2”。2.3小車(chē)右拐 小車(chē)右拐時(shí)，顯示“Right”/“3”。2.4小車(chē)前進(jìn) 小車(chē)前進(jìn)時(shí)，顯示“Running”/“4”。2.5小車(chē)后退 小車(chē)后退時(shí)，顯示“Back”/“5”。2.6停車(chē) 小車(chē)停車(chē)時(shí)，顯示“Stop”/“6”。3、提示音模塊3.1小車(chē)啟動(dòng) 小車(chē)啟動(dòng)前發(fā)出3聲“嘟、嘟、嘟”的聲音，提示音結(jié)束后，F(xiàn)PGA發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)給單片機(jī)，從而啟動(dòng)小車(chē)。3.2停車(chē) 小車(chē)停車(chē)時(shí)，F(xiàn)PGA播放一首音樂(lè)，音樂(lè)播放結(jié)束即表示小車(chē)完成了任務(wù)。4、FPGA模塊4.1尋跡信號(hào)處理尋跡板過(guò)來(lái)的信號(hào)一方面送到LED燈顯示尋跡狀態(tài)，另一方面要將此信號(hào)送到單片機(jī)去處理。4.2小車(chē)狀態(tài)顯示將小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)用1602顯示出來(lái)。4.3提示音

小車(chē)啟動(dòng)前，發(fā)出3聲提示音。小車(chē)停車(chē)后播放一首音樂(lè)。4.4小車(chē)啟動(dòng)小車(chē)在發(fā)出3聲提示音后，F(xiàn)PGA發(fā)出一個(gè)開(kāi)始指令給單片機(jī)，從而啟動(dòng)小車(chē)前進(jìn)。4.5小車(chē)停車(chē)小車(chē)停車(chē)后，F(xiàn)PGA接收到單片機(jī)的停車(chē)指令，開(kāi)始播放音樂(lè)，直到一首音樂(lè)播放完畢。5、單片機(jī)控制模塊5.1啟動(dòng)小車(chē)小車(chē)在接收到FPGA送過(guò)來(lái)的啟動(dòng)指令后，讀取尋跡信號(hào)，根據(jù)尋跡信號(hào)確定小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，將小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)送至FPGA，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)算法，驅(qū)動(dòng)小車(chē)的左右電機(jī)前進(jìn)。5.2正常前進(jìn)當(dāng)尋跡板中間兩個(gè)傳感器檢測(cè)到黑線(xiàn)（任意一個(gè)檢測(cè)到黑線(xiàn)或兩個(gè)同時(shí)檢測(cè)到黑線(xiàn)），小車(chē)都正常前進(jìn)。5.3左拐彎當(dāng)最左端的傳感器檢測(cè)到黑線(xiàn)，右端3個(gè)傳感器檢測(cè)到白色時(shí)，小車(chē)應(yīng)左拐彎。5.4右拐彎當(dāng)最右端的傳感器檢測(cè)到黑線(xiàn)，左端3個(gè)傳感器檢測(cè)到白色時(shí)，小車(chē)應(yīng)右拐彎。5.5后退當(dāng)4個(gè)傳感器都檢測(cè)到白色，小車(chē)后退。5.6停車(chē)當(dāng)4個(gè)傳感器同時(shí)連續(xù)多次檢測(cè)到黑線(xiàn)（如連續(xù)3次），小車(chē)停車(chē)。小車(chē)停車(chē)后，發(fā)出一個(gè)停車(chē)標(biāo)志信號(hào)送給FPGA。提示：注意停車(chē)標(biāo)志和十字交叉線(xiàn)的區(qū)別。停車(chē)標(biāo)志的寬度要遠(yuǎn)大于十字交叉線(xiàn)。項(xiàng)目程序（歐明揚(yáng)完成）循跡程序（部分）#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuinttt=0,flag=0,flag1=0,flag2=0,num=0,stop_buzzer=0;sbitin1=P2^0;sbitin2=P2^1;sbitin3=P2^2;sbitin4=P2^3;sbita=P0^0;sbitb=P0^1;sbitc=P0^2;sbitd=P0^3;sbitENA=P2^4;sbitENB=P2^5;sbitcontrol=P1^0;sbitFPGA1=P1^1;sbitFPGA2=P1^2;sbitFPGA3=P1^3;sbitFPGA4=P1^4;sbitbuzzer=P1^5;voidinit_time();voiddelay(unsignedintz);voidTurn_left(){ in1=0; in2=0; in3=1;in4=0;} voidTurn_right()//本程序?yàn)橛逸喰D(zhuǎn)，左輪停止{ in1=1; in2=0; in3=0; in4=0;}voidGo(){ in1=1; in2=0; in3=1; in4=0;}voidBack(){ in1=0; in2=1; in3=0; in4=1;}voidStop(){ in1=1; in2=1; in3=1;FPGA程序（部分）Buzzerlibraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitybuzzerisport( clk1HZ,clk10MHZ:instd_logic; out_buzzer,control:outstd_logic );endbuzzer;architecturebhvofbuzzerissignals1:integerrange0to20;begin process(clk1HZ) begin if(clk1HZ'eventandclk1HZ='1')then s1<=s1+1; if(s1=20)then s1<=18; endif; endif; endprocess;總結(jié)（劉慶利完成）本次實(shí)訓(xùn)，我們的設(shè)計(jì)小組有高菊、劉慶利、謝鵬飛、歐明揚(yáng)四個(gè)成員。小組內(nèi)有明確的分工，具體的分工及完成情況如上述，在總體設(shè)計(jì)之前我們?nèi)w成員經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的討論，明確了所做項(xiàng)目的具體思路及想法，各成員通過(guò)分工之后，都能按時(shí)的完成自己的工作，這在實(shí)踐方面對(duì)我們自身都有很大的提高。并且在此過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)合作、互幫互助、相互討論，從中提高了我們的團(tuán)隊(duì)合作能力。比如說(shuō)，我是負(fù)責(zé)寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告的，那