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1、微控课程设计微控课程设计题目：电脑鼠走迷宫的软硬件演示及步进电机变速实验的软件设计姓名：学号：学院：电子信息工程学院专业：自 动 化指导老师：秦刚一、项目背景电脑鼠可看作是一种具有人工智能的小型机器人，依照比赛规则，当电脑鼠放入“迷宫”起点，按下启动键之后，它就必须自行决定搜寻法则并且在迷宫中前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。电脑鼠更结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。电脑鼠走迷宫竞赛具有一定难度，是一项富有挑战性和趣味性的比赛。电脑鼠可看作是一个集多项工程学科知识于一体的小型系统，成功的设计者通常都是合作团体，他们必须考虑电子、
2、电气、机械以及计算机各方面的问题，重量、速度、功耗、传感技术、重心以及程序各方面都是设计中需要决定和综合考虑的因素。 二、课程设计目的通过该研究性课程，完成电路板测试、算法研究、资料查询与检索、项目管理等学校课程外的知识与技术技能的学习、整合，培养科技创新意识和动手设计能力。通过系统分析、硬件设计、软件设计、整合电路设计、汇编语言、C 语言在单片机开发中的应用知识，培养运用专业知识解决问题的综合应用能力,激发我们对电脑鼠的研究兴趣。 三、 （1）电脑鼠硬件组成电脑鼠的硬件大致分为以下几部分：传感器、执行部件、微处理器、机械结构。如下图：电脑鼠传感器执行部件微处理器机械结构红外传感器步进电机LM
3、3S615车身设计1.传感器它是电脑鼠感知外界环境的窗口，是电脑鼠的双眼。好的传感器是电脑鼠准确获取外部环境信息以做出正确判断的依据，是电脑鼠灵敏快捷的保证。红外测距方式在电脑鼠上应用最广。2.执行部件电机是电脑鼠的动力源，是电脑鼠的四肢。只有具备健壮且灵活的四肢的电脑鼠才有可能在比赛中高效的解开迷宫。电机不但要能输出足够的马力还要便于控制，在此基础上再配以合适的控制算法就能使电脑鼠快速而精确的行走。电脑鼠中常用的是步进电机和直流电机，步进电机控制容易，但直流电机使电脑鼠控制更加灵敏。3.微处理器微处理器是电脑鼠的核心部分，是电脑鼠的大脑。几乎所有的信息，包括墙壁信息，位置信息，角度信息和电机
4、状态信息等都需要经过微处理器处理并做出相应的判断。所有的数据分析，算法实现和执行指令的发出等都需要由微处理器来完成。4.机械结构电脑鼠要能够在迷宫里面灵活穿梭，必须有一副好身板，有适合在迷宫中快速运行的身体结构。首先他必须结实，拥有两只东倒西歪的轮子的电脑鼠是很难不在迷宫中碰壁的，其次身材娇小的电脑鼠在迷宫里是会更灵活的，它有更大的空间用于完成转弯，有更大的空间用于纠正姿，最后体重太大和没有平衡感的老鼠也是不适宜迷宫竞赛的。基于如此多的考虑，一只学富五车而又娇小玲珑的电脑鼠要求我们从机械上面有更多创新。 （2）电脑鼠基本动作电脑鼠基本动作包括路口检测，行走控制和转弯。路口检测：由安装在前、右、
5、左的三个红外线发射对管和接收部件实现，利用时钟中断来控制，实现远红外测距功能，探测前、右、左有无障碍。行走控制：由左、右 45角的两个红外线发射对管和接收部件实现，利用时钟中断来控制，实现近红外测距功能，保持电脑鼠在中轴线上行走，避免撞墙。转弯：由于电机采用的是步进电机，只要对一个电机的步数进行设定，电机采用 PWM 进行驱动，另外一个电机停止或者反转同样的步数，当然这个步数要自己实际测量。（3）电脑鼠软件电脑鼠的软件主要可以分为等高图制作模块、冲刺模块、转弯模块、搜索模块、相对方向与绝对方向转变模块、墙壁资料存储模块和电脑鼠搜索策略模块这七个模块。1.等待状态在该状态中，电脑鼠静止在起点，等
6、待开始命令。同时实时显示传感器检测结果和电池电压，这样方便调试传感器的灵敏度和更换电池。当控制启动的按键按下后，电脑鼠进入启动状态。2.启动状态在该状态中，电脑鼠根据第一次转弯的方向判断起点是在坐标的（0，0）点还是在（15，0）点。电脑鼠软件主要模块等高图制作模块冲刺模块转弯模块搜索模块相对方向与绝对方向转变模块墙壁资料存储模块电脑鼠搜索策略模块3. 搜索迷宫状态在该状态中，电脑鼠的任务就是搜索并记忆迷宫地图，以采用右手搜索法 则为例搜索全迷宫。4.冲刺状态迷宫搜索完毕后，根据算法找出一条最优路径冲刺到终点，冲刺结束后返回到起点。（4）主程序流程1.主程序：mouseInit();zlg72
7、89Init();while(keyCheck()=0)sensorDebug();voltageDetect();while(1)int q=0;int task=0;if(keyCheck()=true) switch(q)case 0: zlg7289Init();task1(); q+;task+;case 1:zlg7289Init();task2(); q+;task+;case 2:zlg7289Init();task3(); break;2.流程图：四、总结参加课程设计让我明白了团队合作的重要性，一个好的团队必须每个队员都有团队合作精神，合作中也许有人会付出的多一些， 有人会受一点委屈，但是我们学会了谅解与宽容，因为我们的目标是一致的。刚开始要搜索很多资料，但是不管是网上还是图书馆的资料太多了，通过每次的搜索我们学会了筛选资料，把用处大的资料留下来，写论文的时候对我们的资料整合和总结能力也有很大的要求，最后资料整理与汇总阶段我们的文档处理能力有了很大的提高。另外一个好的团队要求每个人都有很强的责任心，分工合作是团队的主要合作方式，因此每个人的任务都要及时有效的完成，所以参加研究型课程我们每个人的责任心都比以前强一些了。通过这次课程设计，对电脑鼠产生了浓厚的兴趣。激发自己去了解研究电脑鼠的相关知识。感谢秦老师给我们这次机会。
