电子竞赛论文

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1、1.任务设计设计制作一个简易机器人，不能使用外接电源，机器人在设定的场地范围内行动，能在指定区域内寻找到乒乓球，并进行射门动作，球门上方20cm处有一只25W白炽灯指示；场地内有三名防守者位置固定；乒乓球放置球门正前方，场地如图所示：1.1、基本要求：（1）机器人从出发区域开始启动，能自动确定自身大体坐标位置（如A2，B4等）。存贮并显示对应参数。（2）在场地中可以避开防守者（可以触碰但不能推倒或使其明显移动）。（3）寻找乒乓球的位置，并在乒乓球前停止行动2秒钟。（4）确定乒乓球的位置，并将机器人移动到合适的位置，然后完成

2、射门动作。（5）从启动到完成射门时间不超过3分钟。1.2、发挥部分：（1）当停在乒乓球前能够发出提示声。（2）能够自动计算、存储和显示行走距离、时间。（3）能够在点阵LCD上显示行走轨迹。（4）从启动到完成射门时间不超过2.5分钟，在70秒之内得满分。2.方案论证2.1设计思想题目设计任务要求设计一个简易射门机器人，设计时机器人用电动车代替，采用AT89C52单片机芯片来实现机器人自动寻迹、避障、寻物等功能；黑色引导线检测通过光电传感器（1550-01）实现并且给单片机提供位置，暂停等信号；用红外避障传感器(E18-D80

3、NK)来寻物避障；采用液晶显示屏GJ12864C-1实现时间、位置、行程的显示。2.2模块电路设计与比较82.2.1、路面情况检测方案选择方案一：采用普通发光二极管及光敏电阻组成的发射接收方案，该方案在实际使用时，容易受到外界光源的干扰，有时甚至检测不到。主要是因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度、地表材料的反射情况均对检测效果产生直接影响。虽然可采取超高亮度发光二极管降低一定的干扰，但这有增加额外的功率损耗。方案二：脉冲调制的反射式红外发射接收器（电路图见附图1）。由于采用该有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰；

4、另外红外发射接受管的最大工作电流取决与平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大，则大大提高了信噪比。并且其反映灵敏，外围电路也很简单。比较以上两种方案，方案二占有很大的优势，市场上很多红外光电探头也都是基于这个原理。这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性，因此选择方案二。图12.2.2、电动机驱动方案选择方案一：采用分立元件组成的平衡式驱动电路，这种电路可以由单片机直接对其进行操作，但由于分立元件占用的空间比较大，容易产生信号干扰,且还要配上两个继电器，考虑到小车的空间问题，此方案

5、不够理想。方案二：采用L298驱动直流电动机，该芯片是利用TTL电平进行控制，对电机的操作方便，通过改变芯片控制端的输入电平，即可以对电机进行正反转操作，很方便单片机的操作，亦能满足直流减速电机的要求。相比较方案一采用L298少占用的空间且不容易产生信号干扰(电机驱动如图2所示)，经比较采用方案二。2.2.3、提示功能方案选择方案一：采用单片机产生的脉冲信号来完成声光提示，此方案能完成声光提示功能，给人以提示的可懂性比较差，但在一定程度上能满足要求，而且易于实现，成本也不高，我们经综合考虑，采用方案一。（电路图如图3所示）

6、    方案二：采用DS1420可分段录放音模块，能够给人以直观的提示，但DS1420录放音模块价格比较高，也可以采用此方案来处理，但方案二性价比不如方案一，且在短时间内不能够采购到到该元件。2.2.4、供电电源方案选择方案一：采用两个电源供电。将直流8电动机驱动电源与单片机以及其周电路电源完全隔离，利用光电耦合器传输信号。这样可以使电动机驱动所造成的干扰彻底消除，提高了系统的稳定性，但是多一组电池，增加了车身重量，增大了小车的惯性。方案二：采用单一电源供电。电源直接给直流电动机供电，因直流电动机启动瞬间电流较大，会造成电

7、源电压波动，因而控制与检测部分电路通过集成稳压块供电。其供电电路比较简单，通过比较，小车的机动性和灵活性更为重要，供电电路采用方案二。图2图32.2.5、显示功能电路方案选择方案一：采用四个LED七段码共阴极来实现行驶距离和时间的交替显示，但是此方案需要占用较多的I/O地址端口，考虑到I/O不够用，同时采用多个LED七段数码在制作PCB板时太过繁杂且容易产生干扰。方案二：采用7GJ12864液晶显示屏显示。这不仅节省了I/O地址端口，也节省了单片机的内部空间容量，同时不容易产生干扰（显示电路如附图5所示）。经综合考虑，本设

8、计采用方案二。2.2.5障碍物探测方案的选择    方案一：脉冲调制的反射式红外发射接收器。由于采用该有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰；另外红外发射接受管的最大工作电流取决与平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大，则大大提高了信噪比。并且其反映灵敏，外围电