系统设计报告-上海交通大学电工电子试验教学中心

《系统设计报告-上海交通大学电工电子试验教学中心》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、上海交通大学电子信息与电气工程学院地址：东川路800号邮编：200240姓名班级学号具体负责的工作联系方式王岩F05030085050309222设计方案，图像处理，迷宫算法设计，调试小车13671547760贺孝恺F05030085050309763电脑上以及单片机上的有线、无线通信软、硬件13564323121谢世源F05030085050309214小车的软、硬件调试，小车外形设与调试15026514171上海交通大学电子信息与电气工程学院地址：东川路800号邮编：200240摘要：本项目设计实现小车在

2、计算机控制下走出迷宫的功能。有一台小车和一个PC，小车以ATMEL公司的AT89S52芯片为核心，计算机用VC++与OpenCV处理采集到的图片判断小车及迷宫的位置信息，计算并选择路线，通过无线指令控制小车动作，使之沿最短路径离开迷宫。关键词：OpenCV，迷宫算法，串口通信，单片机小车上海交通大学电子信息与电气工程学院地址：东川路800号邮编：200240目录1.整体介绍12.硬件部分32.1硬件元器件32.2调试过程73.软件部分93.1图像处理93.1.1原始图像93.1.2透视变换93.1.3迷宫结构

3、分析103.1.4最短路径113.1.5小车定位123.2小车实时调整124.串口通讯144.1有线方面144.2无线方面145.项目总结与心得166.致谢17第17页上海交通大学电子信息与电气工程学院1.整体介绍由摄像头（USB接口）实时捕捉迷宫内小车的位置情况，通过USB线缆传送至电脑里编写的上位机软件，软件通过图像识别找出当前小车的位置信息及迷宫的信息，经过计算，作出控制决策，生成控制信号，并经通讯模块发送至小车。小车上的控制电路对控制信号作出相应反应，驱动电机。第17页上海交通大学电子信息与电气工程学

4、院第17页上海交通大学电子信息与电气工程学院1.硬件部分1.1硬件元器件这次科创3实验，用到两块主要的芯片，一块是CMOS8位微控制器，其主要功能是：·兼容MCS-51指令系统·8k可反复擦写(>1000次）ISPFLASHROM·1000次擦写周期·32个双向I/O口·4.5-5.5V工作电压·3个16位可编程定时/计数器·时钟频率0-33MHz第17页上海交通大学电子信息与电气工程学院·全双工UART串行中断口·128x8bit内部RAM·低功耗空闲和省电模式·中断唤醒省电模式·3级加密位·看门狗（WDT

5、）电路·软件设置空闲和省电功能·灵活的ISP字节和分页编程·双数据寄存器指针AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，AT89S52拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字

6、节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其PDIP图如下：第17页上海交通大学电子信息与电气工程学院另一块芯片是L298N，用它来控制两个电机。第

7、17页上海交通大学电子信息与电气工程学院管脚图如下：每个管脚正常工作时的电参数如下：第17页上海交通大学电子信息与电气工程学院1.1调试过程在小车硬件控制部分的设计过程中，其他方面进行得比较顺利，关键难点在于确定小车进退转弯的速度参数。由于我们小组小车的马达与别的小组的小车马达相比，在动力转速方面有不足之处，因此我们将小车进退、转弯的速度参数调至最大值。我们让小车在迷宫的道路上进行了多次运行调试，在调试过程中我们主要遇到的问题是小车在转弯时容易在跑道上打滑，究其原因主要是小车的前进动力不足以及车轮与地面的摩擦

8、系数不够。因此我们在车轮上套上了一层泡沫塑料轮胎，并且在车轮轴上涂上了轮滑油，最后在小车上压了一个铁块以增加压力，这样小车在转弯时的表现有了较为明显的提高。在调试过程中我们还遇到了许多各种各样的问题，在我们的耐心努力下最终都一一得到了解决。第17页上海交通大学电子信息与电气工程学院为了使小车的行走控制部分能够与小车图像处理系统更好地匹配，以便最终能够顺利让小车跑完全程，需要对小车控制部分的行走方式做