本文為讀者投稿，分享的是一個(gè)四川省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)作品。

競(jìng)賽題目

今年的四川省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽共有四道題目，基于我們對(duì)做車(chē)比較了解，所以選擇了c題————坡道行駛電動(dòng)小車(chē)，該題目要求如下：

方案選擇

1、主控芯片的選擇

由于競(jìng)賽題目要求必須用msp430作為主控芯片，所以沒(méi)辦法，只能短時(shí)間來(lái)了解它，熟悉它。還好之前的師兄有430的開(kāi)源庫(kù)和例程，所以單片機(jī)的底層部分不用我們來(lái)?yè)?dān)憂。

2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的選擇

我們采用的是L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。L298N可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá)50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，可以直接用單片機(jī)IO口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。

3、電機(jī)的選擇

由于是坡道小車(chē)，所以電機(jī)一定要選擇大功率大力矩的電機(jī)，這樣才能給小車(chē)足夠的爬坡力，

4、傳感器的選擇

由于題目要求我們必須循跡，所以我們采用四組光電傳感器，檢查賽道上黑線，調(diào)整路徑，之所以加四組，就是為了防止賽道上黑點(diǎn)模塊沒(méi)有檢測(cè)到，預(yù)防小車(chē)跑出路徑，使其一直能夠循跡跑完整個(gè)賽道。

5、車(chē)模的選擇

我們采用的是普通萬(wàn)能板，質(zhì)量很輕，不會(huì)給車(chē)太大的壓力，而且安裝也方便。

6、車(chē)輪及車(chē)胎的選擇

在我看來(lái)，一個(gè)車(chē)的車(chē)輪及其車(chē)胎決定了這個(gè)車(chē)的極限，所以對(duì)于這兩個(gè)東西一定要選好，這樣車(chē)才能爬的更高，跑的更快。

對(duì)于此次比賽而言，我們采用3D打印塑料車(chē)輪，車(chē)胎則用硅膠胎，其質(zhì)量輕，摩擦力大，后來(lái)發(fā)現(xiàn)硅膠胎也比較硬，容易打滑，就用了玩具小車(chē)的車(chē)胎，這樣的摩擦力更好。

軟件及其整體設(shè)計(jì)

1、循跡模塊的設(shè)計(jì)

我們把四路光電傳感器置于車(chē)頭，無(wú)限接近于地面卻又不會(huì)挨著地面以防其產(chǎn)生摩擦。這樣就能更好的采值。

2、差速電路的設(shè)計(jì)

由于我安裝的四路電機(jī)，放棄了舵機(jī)轉(zhuǎn)向方案，而且整個(gè)路線是固定的，所以我們?nèi)∏?，初始時(shí)便直接使右邊電機(jī)的PWM大于左邊的電機(jī)，這樣造成一個(gè)差速，它會(huì)緩慢的往左偏移。

而在賽道上，由于有黑點(diǎn)的存在，一旦我傳感器采到值，那么便會(huì)降低右電機(jī)的PWM，增加左電機(jī)的PWM，使其短暫的往右偏移，之后再次回到之前的差速狀態(tài)。

也就是說(shuō)我整個(gè)控制電路的系統(tǒng)，車(chē)身在不停的緩慢的往左偏，只有傳感器采到值之后，小車(chē)才會(huì)回轉(zhuǎn)一點(diǎn)，這便是我們的取巧方式。（我右邊設(shè)有三個(gè)傳感器，再加上我初始右移時(shí)速度很緩慢，所以不存在傳感器采不到黑點(diǎn)的值。）

最后，但當(dāng)兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測(cè)到黑線時(shí)，便停車(chē)，蜂鳴器也會(huì)叫。如此這般，就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)賽道的循跡。

3、坡道電機(jī)控制

但當(dāng)前面的設(shè)計(jì)都完成了，那么加上坡度之后，只需要改變電機(jī)的PWM，不停的記錄數(shù)據(jù)就行。我們總共有四個(gè)按鍵，模式鍵，加減鍵，發(fā)車(chē)鍵。

我們將每個(gè)角度坡道不同時(shí)間所需的PWM寫(xiě)入數(shù)組，最后再顯示在液晶上，通過(guò)按鍵改變角度及時(shí)間，那么初始便會(huì)有不同的PWM，這樣比賽時(shí)就不會(huì)慌亂。

4、實(shí)物圖

5、部分代碼

（1）傳感器數(shù)據(jù)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;
}

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)?
??{ //右轉(zhuǎn) 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;
???}
??}
?}
}