科技及创新[3]设计报告

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1、科技创新[3]设计报告完成时间：2009年1月16日项目名称：计算机控制小车走迷宫小组编号：M11小组名单：吴世伟、俞轲、戎耀、晁刚姓名班级学号具体负责的工作吴世伟F07030215070309605PC端程序编写和调试俞轲F07030215070309608小车部分硬件维护，检查，调试戎耀F07030215070309601小车部分的调试，编写和修改程晁刚F07030215070309594小车的调试，硬件修理工作，单片机程序调试13摘要：本次科技创新的内容是计算机控制小车走迷宫，需要一台计算机、智能小车、摄像头、USB转RS2

2、32线，实现小车在计算机控制下走出迷宫的功能。智能小车以AT89S52单片机芯片为核心设计，利用计算机处理有摄像头采集到的图片判断小车及迷宫的相对位置，迷宫信息，在计算机端计算并选择路线，通过USB转RS232线将指令传输至单片机上，控制小车动作，使之在成功走出迷宫。关键字：图像处理、迷宫、AT89S52单片机芯片、USB转RS232线数据传输。13目录1.项目简介12.硬件部分32.1硬件元器件32.2调试过程63.软件部分84.系统改进4.心得体会6.致谢167.参考资料16131.项目简介本项目是实现小车在计算机控制下走出迷

3、宫的功能。通过摄像头采集图像，再由计算机处理图像计算路径和小车的位置，然后将指令传入小车上的单片机，单片机控制小车运动。使小车以最短路径离开迷宫。132.硬件部分2．1.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·全双工UART串行中断口·128x8bit内部RAM·低功耗空闲和省电模式·

4、中断唤醒省电模式·3级加密位·看门狗（WDT）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80C1351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。AT89S5

5、2具有以下标准功能：8k字节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。另一块芯片是L298N，用它来控制两个电机。13132．2调试过程图1 底板图2程序模块1注意安装方向   2装配时保证红线所标位置（下载端口）在小车远端图3 模块安装图13本实验使用数字万用表来检测

6、电路，将万用表调至欧姆档，点击Range按钮使万用表左上角出现标志，当万用表红线与黑线接触时,万用表会发出警报声表示短路。如图所示，将万用表红线与小车电源红线接触，万用表黑线与小车电源黑线接触，如果万用表发出报警声，说明小车存在短路现象，请重新检查电路。13电机线连接：红色方框所画4根导线为电机驱动导线，从左到右将其依次标号为1234，依次按图示与电机连接。下载线连接：下载线是将电脑中的程序烧制小车中的必备工具，当以上检查都已完成后,可以连接下载线并烧制程序了USB转RS232线：此串口线将增加电脑一个COM口，根据电脑的不同，初

7、始被赋予的COM口地址也不同，可以在设备管理器中对端口地址进行查找。 对于电脑与小车进行串行通信来说该线是透明的。其USB端接电脑，TxD接无线发送模块的数据端，Vcc与发送模块Vcc相连，GND与发送模块GND连接。133.软件部分主要工具：Matlab主要流程：（1）通过摄像头获取初始迷宫图片；（2）算出迷宫路径       1〉迷宫图片预处理（包括二值化，尺寸缩小，滤除噪声）；       2〉指定路径起始点；       3〉寻找最短路径（包括标准化最短路径，即去处分叉路径）；       4〉用堆栈溯出全部路径点序列，隔

8、一定步长选出控制点；       5〉在每个控制点根据前后点关系确定控制指令值；返回特征点坐标和相应指令值；　系统使用说明：13  放置好摄像头，连接好各硬件接口，在command窗口中运行kc3（），在弹出的迷宫图（预处理后）中选择合适的起始点即