一種智能打靶裝置的設(shè)計(jì)

陳洪容　覃智廣　王洪　張銳麗

[摘 要] 本裝置實(shí)現(xiàn)在預(yù)先設(shè)置的黑線(xiàn)軌跡上運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到指定的地點(diǎn)（靶場(chǎng)），則通過(guò)裝置上的激光筆向光靶發(fā)射激光實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打靶， 光靶靶心為DC12V、15W的小燈泡。本裝置以MSP430F149超低功耗單片機(jī)為核心，全智能完成尋跡、尋光、聲光報(bào)警、激光打靶等功能。

[關(guān) 鍵 詞] 尋跡；尋光；激光打靶；智能

[中圖分類(lèi)號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）31-0134-01

一、系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由主控芯片控制MSP430F149控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制，通過(guò)尋跡模塊檢測(cè)線(xiàn)路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定地點(diǎn)，通過(guò)尋光模塊檢測(cè)光源（即靶心），然后驅(qū)動(dòng)打靶模塊發(fā)出激光進(jìn)行打靶，同時(shí)還具有聲光報(bào)警、顯示以及鍵盤(pán)檢測(cè)等功能，其系統(tǒng)組成框圖如圖1示。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

（一）主控模塊

本系統(tǒng)選用的主控模塊是MSP430F149，該系列單片機(jī)是美國(guó)TI公司的一款16位的超低功耗的混合信號(hào)處理器。該款單片機(jī)主要是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路、微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供“單片”解決方案。MSP430更適合于低功耗、高速實(shí)時(shí)控制以及數(shù)據(jù)計(jì)算。

（二）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊芯片選用L298N驅(qū)動(dòng)。該芯片驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，控制方式簡(jiǎn)單方便。

（三）尋跡模塊

裝置底部安放5個(gè)光電傳感器，當(dāng)裝置在白色地面上行駛時(shí)，傳感器感受到白紙反射過(guò)來(lái)的光，接收管接收到光信號(hào)后，輸出端將輸出高電平；當(dāng)裝置經(jīng)過(guò)黑線(xiàn)時(shí)，接收管接收不到光信號(hào)后，輸出端將輸出低電平。檢測(cè)信號(hào)送到單片機(jī)的IO口，通過(guò)這5個(gè)信號(hào)的信號(hào)判斷裝置是否偏離軌跡，從而控制單片機(jī)的前進(jìn)或轉(zhuǎn)彎，實(shí)現(xiàn)尋跡。光電傳感器的接線(xiàn)原理圖如圖2示。

（四）尋光模塊

光源的檢測(cè)主要由光敏電阻完成，原理圖如圖3示，當(dāng)沒(méi)光照的時(shí)候，光敏電阻阻值很大，相當(dāng)于斷開(kāi)，可看作輸出為0，當(dāng)有光照的時(shí)候，比較器同相端有輸入，通過(guò)比較后輸出電壓，可看作輸出為1。該信號(hào)傳送到主控芯片進(jìn)行處理。

三、軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，設(shè)計(jì)出程序流程圖如圖4示。

四、小結(jié)

根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果，裝置在5米的曲線(xiàn)軌跡上行走全程的時(shí)間均少于40秒鐘，每次檢測(cè)靶心時(shí)間少于2秒鐘，每次均能正確打靶并且距離靶心偏差≤5 cm，達(dá)到了設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

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