坦克打靶论文

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1、2010全国大学生电子设计竞赛论文（山东赛区）题目：坦克打靶论文编号:参赛学校:参赛学生:指导教师:摘要1一、方案论证1二、理论计算3三、软件设计5四、系统测试与分析5五、总结6参考文献6附件7坦克打靶摘要：我们设计的坦克打靶系统以EASYARM1138单片机为控制核心，坦克车能够按照预先设置轨迹快速寻迹行进，并同时以光电方式瞄准光靶，实现激光打靶功能。本系统通过配置在坦克模型上的红外光电传感器，采用红外传感技术对路面黑迹进行识别；在坦克运行过程中，红外传感器网完成对目标光源的扫描，将光信号转化成电信号，通过几何算法计算出目标光源立体几何坐标。步进电机根

2、据软件指令带动炮塔及其上的光笔瞄准目标光源从而实现坦克打靶。冃标识别与跟踪关键字：EASYARM1138单片机;寻迹;坦克打靶;一、方案论证与比较1・1主控芯片的选择方案一：采用常用的89C51控制。该单片机进入市场的时间较长、价格低廉、技术比较成熟、应用广泛。但是89C51由于硕件资源有限，只能实现一些简单功能。随着科技发展出现了功能更加强大，更加容易掌握的单片机。方案二采用EasyARM1138,该单片机是基于ARMCortex用-M3处理器内核來设计的，是满足小存储、简化管脚数以及低功耗三方面要求的高性能、低成本的一款单片机。最高达50MHz运行频

3、率,1.25DMIPS/MIIz计算能力。尤其是，EasyARM1138的定时器具有PWM功能，可以直接配置为PWM模式用来控制电机，特别适合于本设计。另外，完全支持C语言，町以用C语言代替较为麻烦的汇编语言。结论：综上述由于EasyARM1138的强大功能和丰富的板载资源，我们选择方案二。1.2寻迹电机及炮台控制电机选择方案一：直流减速电机。直流减速电动机有良好的起动特性，易平滑调速,承受过载能力高，功率可达95KW以上，能耗低，减速机效率高达95%以上，振动小。方案二：步进电机。有较好的位置精度和运动的重复性，优秀的启停和反转效应，速度正比于脉冲频率

4、，因而有较高的转速范围，缺点是控制不当容易产生共振，难以达到较高的速度。方案三：伺服电机。良好的速度控制特性，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，减速效率可达90%以上，高精确位置控制，适用于无尘间、易爆环境，但是控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数整定,需要更多的连线，应用环境要求较高，价格也相对较高。综合以上三种方案，直流电机可达到的速度高，减速效率高，振动小，运行平稳且价格较低，适合精确寻迹和高速度行进，因此寻迹运用的是直流减速电机;步进电机位置控制精确，具有很好的运动重复性，同时比起伺服电机控制更容易,价格相对较低，因此炮塔控制选择

5、了步进电机BYJ-48。1・3寻迹电机驱动选择方案一：采用继电器开关对电机进行控制，可以实现电机的正转、反转以及调速，但继电器响应时间慢，使小车运动灵墩度降低，增加了避障的难度。而且机械结构易磨损，可靠性不高，只适用于大功率电机的驱动，对于中小功率的电机则十分麻烦而且极不经济。方案二：采用达林顿管组成H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使Z工作在占空比可调的开关状态。其优点是电路稳定性强而且可以精确调速，缺点是电路及控制较复杂。方案三：采用L298N驱动芯片组成驱动电路，可以通过控制中心输出的高低电平对电动机的方向进行控制，并且可以通过PWM波直接控制电

6、动机的速度。电路较为简单，容易实现，驱动能力和抗干扰能力强。综合以上方案，我们最终选择了方案三。1・4中心位置检测方案选择方案一：红外接收器检测中心线处的光源强度，实现光电转换，通过AD采样，检测电压的变化，软件算法实现光源立体坐标的检测。此方案运用软硬结合的方法可以检测出光强的微小变化，硬件电路和算法都比较简单。方案二：硅光电池检测中心线处的光源强度，实现光电转换，通过电压比较器检测电压的微小变化。处理过程基本由硬件完成，软件简单，调试过程复杂。综合以上方案选择方案一。1.5总体方案设计木坦克打靶系统以EASYARM1138单片机为控制核心，实现坦克按

7、照预先设置的轨迹寻迹快速行进，同时使用定时器计时，一旦行驶时间超过60秒立即停车并发出超时声光报警。寻迹用L298N驱动两个宜流减速电机实现坦克模型转向操作；红外光电传感器ST188检测小车是否偏离正常轨迹，耍求小车偏离轨道的距离W2cm,否则坦克口动给出声光报警。检测4条黑短线的位置，并在黑短线位置处停车，旋转炮塔，检测光源的位置，步进电机带动旋转炮塔，炮台上固定的5组红外传感器把光源光照强度转化为电压信号，通过电压比较器LM393四路电压比较，找出光源的中心位置并瞄准，实现激光打靶，整个过程伴随声光提示。总体系统功能框图如图1所示。图1总体系统框图二

8、、理论分析与电路设计计算2.1寻迹电路理论分析寻迹电路采用的是5组ST188光电