坦克打靶论文(2012)

最新电子设计竞赛（2012）

坦克打靶（2012-8-4）

2012年8月4日19:44:54

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摘要：本设计采用MSP430F149单片机作为控制核心，主要包括电源模块、引导轨迹信息采集模块、光源信息采集模块和激光发射模块和电机驱动模块电路组成。将收集到的各类信息控制电动机完成寻迹和追光打靶。实验表明该系统达到了设计的各项要求。

关键词：MSP430F149单片机；直流减速电机；光敏电阻；寻迹

3 目录

一 系统方案 ..................................................................................................................................... 4

1.1 核心控制电路的论证与选择 ........................................................................................... 4

1.2黑色轨迹引导信号采集电路的论证与选择 .................................................................... 4

1.3追光信号采集电路论证与选择 ........................................................................................ 4

1.4电机驱动模块。 ................................................................................................................ 5

二 硬件电路设计 ............................................................................................................................. 5

2.1 系统总体框图 ................................................................................................................... 5

2.2 单片机最小系统 ............................................................................................................... 5

2.3 系统电源电路 ................................................................................................................... 6

2.4 电机驱动电路设计 ........................................................................................................... 6

2.5寻迹模块电路 .................................................................................................................... 7

2.6 声光指示电路 ................................................................................................................... 7

2.8追光模块电路 .................................................................................................................... 8

2.9 显示模块电路 ................................................................................................................... 8

三 软件设计 ..................................................................................................................................... 8

3.1 主程序设计 ....................................................................................................................... 8

3.2 定时器中断程序流程图 ................................................................................................... 9

四 测试方案与测试结果 ............................................................................................................... 10

4.1 测试仪器：秒表，光源靶，米尺，指定轨迹线。 ..................................................... 10

4.2基本部分要求测试 .......................................................................................................... 10

4.3 发挥部分要求测试 ......................................................................................................... 10

4.4系统测试结果及分析 ...................................................................................................... 10

五 结束语 ....................................................................................................................................... 11

六 参考文献 ................................................................................................................................... 11

附录................................................................................................................................................. 12

附2 程序源码 ........................................................................................................................ 12

4 一 系统方案

系统主要由控制电路模块、黑色轨迹引导信号采集模块、系统电源模块、追光光信号采集模块，红外激光笔，电机驱动模块组成。

1.1 核心控制电路的论证与选择

方案一：FPGA系统实现

采用数字电路系统进行逻辑分析，其具有多进程，实时性高，响应触发信号快等优点，可以由目前比较主流的FPGA实现。通过VHDL语言编程，配置FPGA内部逻辑门资源可以实现该设计的逻辑要求关系。但使用FPGA具有编程复杂和电路复杂的缺点。

方案二：单片机实现

采用MSP430系列单片机进行编程实现。MSP430系列单片机具有低功耗、速度快、外围电路简单，片上资源丰富等优点，。可以由高级语言C语言编写程序，通过程序的编写能够对修正采集的信号误差以及控制被控对象。

方案三：DSP技术实现

运用DSP技术，通过摄像头采集光源进行图像分析。DSP具有速度快、精度高的特点，但是此方案技术难度高，开发周期长，不容易实现。

通过方案比较，本设计采用方案二，选用MSP430F149单片机作为主控芯片。

1.2黑色轨迹引导信号采集电路的论证与选择

方案一：摄像头采集图像信号进行图像分析

由摄像头采集图像信号，通过采集到的图像信号进行图像分析。根据分析结果确定坦克偏移引导轨迹方向量，再交由控制器处理结果。该方案具有信息精确度高、抗干扰性强等优点，但是该方案还有成本极其高昂、电路非常复杂的缺点。

方案二：红外对管进行黑色区检测

由简单的红外对管加上一些辅助电路实现黑色区的识别。由于靶场由白底和黑色的引导线组成，红外对管可以在黑色和白色区输出的电压信号差极其大，它能实现黑色引导轨迹的识别，输出的高低电平代表是否在黑色区。该方案具有电路简单，稳定性强，成本低廉，操作简单的有点。

通过比较，本设计采用方案二。

1.3追光信号采集电路论证与选择

方案一：摄像头采集图像信息

通过摄像头采集图像信息，然后进行图像分析，通过分析计算出光源所在位置。该方案具有稳定性强，信息可靠性高的优点，但是成本过高，编程实现复杂。

方案二：光敏电阻采集光强

为光敏电阻套上一根适当长的直管，由于光具有直线传播的特性，当光敏电