《程序设计与软件开发》项目设计介绍.pptx

程序程序设计与与软件开件开发项目目设计简介与概述介与概述电子信息与通信工程学科专业实验教学中心 E-mail: URL :http:/电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三1内容内容 I.项目目设计概述概述 II.智能小智能小车介介绍III.循迹原理介循迹原理介绍电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三2I.项目目设计概述概述项目目设计目的：控制智能小目的：控制智能小车循迹走迷循迹走迷宫nPart I:设计任任务（DA1-DA2）DA1：根据：根据项目目设计需求，需求，查阅相关相关资料提交需求分析料提交需求分析报告告 DA2：模模拟小小车行行驶，观察察车上上传感感器器状状态，完完成成算算法法设计文档文档nPart II:实践任践任务（PA1-PA2）PA1：编写写C语言言程程序序实现智智能能小小车的的前前进、转弯弯、暂停停等等功功能能；测量量并并绘制制小小车速速度度与与PWM（脉脉冲冲宽度度调制制）平平均均值之之间的关系的关系PA2：编写写正正确确的的函函数数进行行开开环控控制制，使使小小车能能够识别出出路路面面黑色黑色轨迹并能沿着黑色迹并能沿着黑色轨迹前迹前进直到直到终点点，走出迷，走出迷宫电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三3I.项目目设计概述概述nPart III:提升任提升任务（EA1-EA2）EA1：采采用用合合适适的的数数据据结构构，设计优化化算算法法，实现小小车自自主主选择最短路径走出迷最短路径走出迷宫EA2：智智能能小小车通通过无无线通通信信模模块实现与与PC机机的的通通信信，上上报状状态信息，接收信息，接收简单指令指令电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三4目目标n获得得经验和写作技巧，和写作技巧，为在未来的学在未来的学习中撰写各种分析中撰写各种分析报告和告和设计报告做准告做准备n学学习使用使用电子工程子工程测量量设备的基本技能的基本技能n学学习使用使用软件工具件工具进行程序行程序设计与与软件开件开发n使用使用软件工程方法来解决复件工程方法来解决复杂工程工程问题的的尝试n提高同学提高同学们对通信通信专业的学的学习和研究和研究兴趣趣电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三5学学习成果成果n能能够撰写合格的技撰写合格的技术报告告n提高独立学提高独立学习、口、口头书面表达和面表达和团体合作的能力体合作的能力n独立使用万用表独立使用万用表测量量电信号的能力信号的能力n独立使用独立使用C语言言进行程序行程序设计和和软件开件开发的能力的能力n掌握基本的掌握基本的软件件测试方法方法n理解理解软件工程分析、件工程分析、设计、实现和和测试四个四个阶段的段的过程程电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三6考核考核n100%的成的成绩根据平根据平时实验获得，没有得，没有结课考考试nPart I:设计任任务（40%）DA1：20%DA2：20%nPart II:实践任践任务（50%）PA1：25%PA2：25%nPart III:提升任提升任务（10%）EA1：5%EA2：5%电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三7网站上信息网站上信息n网站：网站：http:/n公告：公告：课程相关公告程相关公告n课程信息程信息：实验手册手册、实验视频、实验表格等表格等电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三8II.智能小智能小车介介绍n智能小智能小车是是轮式机器人式机器人它它是是一一个个集集环境境感感知知、规划划决决策策、自自动驾驶等等功功能能于于一一体体的的综合系合系统 它它是是集集中中运运用用了了计算算机机、传感感、信信息息、通通信信、导航航、人人工工智智能及自能及自动控制等技控制等技术的的综合体合体电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三9II.智能小智能小车介介绍n智能小智能小车的的组成部分成部分微微处理器理器机器人的大机器人的大脑电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三10II.智能小智能小车介介绍nSTM32F103C8主主芯片芯片内核：内核：ARM 32位的位的Cortex-M3 CPU 工作工作频率率72MHz 存存储器：器：64KB闪存程序存存程序存储器、器、20KB的的SRAM电源源电压：2.0V3.6V数据数据转换器：器：2个个12位位AD转换器（器（10个个输入通道）入通道）调试模式：串行模式：串行单线调试（SWD）和）和JTAG接口接口电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三11II.智能小智能小车介介绍n智能小智能小车的的组成部分成部分传感器感器检测部分部分机器人的眼睛机器人的眼睛 电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三12II.智能小智能小车介介绍n红外反射外反射传感器感器 检测距离：距离：1mm8mm比比较器器输出数字开关出数字开关量（量（0和和1）配多圈可配多圈可调精密精密电位器位器调节灵敏度灵敏度工作工作电压：3.3V5V传感感器器的的红外外发射射二二极极管管不不断断发射射红外外线，当当发射射出出的的红外外线没没有有被被反反射射回回来来或或被被反反射射回回来来强度度不不大大时，比比较器器的的输出出端端为高高电平平，指指示示灯灯熄熄灭；当当红外外线被被反反射射回回来来且且强度度足足够大大时，比比较器器的的输出出端端为低低电平平，指指示示灯灯被被点亮点亮。电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三13II.智能小智能小车介介绍n智能小智能小车的的组成部分成部分执行部分行部分机器人的腿脚机器人的腿脚电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三14II.智能小智能小车介介绍n机械部分机械部分车轮为三三个，个，前前轮是两是两个主个主动轮，后，后轮是一是一个从个从动轮n电机部分机部分两个直流两个直流电机机L298N集成集成电机机驱动芯片芯片工作工作电压：5V微微控控制制器器产生生PWM信信号号给L298N，通通过调节方方波波的的占占空空比比来来控控制制电机机的的转速速。两两个个电机机转速速相相同同时小小车前前进或或后后退退；转速速不不同同时小小车转弯弯；两两个个电机机反向反向等速运等速运转时，小，小车原地原地转圈。圈。电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三15II.智能小智能小车介介绍n循迹智能小循迹智能小车总体体结构构电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三16III.循迹原理介循迹原理介绍 采采用用与与路路面面颜色色有有较大大差差别的的线条条（白白色色路路面面上上有有条条黑黑色曲色曲线）作引作引导线，利用，利用红外外线在不同在不同颜色物体表面具有不同反射性色物体表面具有不同反射性质的特的特点，在小点，在小车行行驶过程中程中红外外传感器不断地向地面感器不断地向地面发射射红外外线，当，当红外外线遇到遇到白白色路面色路面时红外外线被反射的多，被反射的多，红外外传感器感器输出出低低电平；平；如果遇到如果遇到黑黑线则红外光被吸收的多，反射的少，外光被吸收的多，反射的少，车上的上的红外外传感器感器输出出高高电平。平。通通过微微处理理器器来来判判断断行行车路路径径是是否否正正确确，控控制制调节循循迹迹小小车的的转向使其能向使其能够自自动检测到引到引导线，并沿此引，并沿此引导线行行驶。电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三17III.循迹原理介循迹原理介绍电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三18III.循迹原理介循迹原理介绍电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心主主题流程流程2024/5/22 周三19开开发工具工具nKeil MDK-ARMKeil MDK-ARM是是美美国国Keil软件件公公司司（现已已被被ARM公公司司收收购）出品的支持出品的支持ARM微控制器的一款微控制器的一款IDE（集成开（集成开发环境）境）MDK-ARM包包含含了了工工业标准准的的Keil C编译器器、宏宏汇编器器、调试器器、实时内内核核等等组件件。具具有有ARM C/C+编译工工具具链，支支持持Cortex-M、Cortex-R4、ARM7和和ARM9系系列列器器件件，包包含含世世界界上上品品牌牌的的芯芯片片。比比如如：ST、Atmel、Freescale、NXP、TI等大公司微控制器芯片。等大公司微控制器芯片。MDK：Microcontroller Developer Kit 微控制器开微控制器开发工具工具 电子信息与通信工程学科子信息与通信工程学科专业实验教学中心教学中心2024/5/22 周三20