微机控制课程设计
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：陈 科 举 学号：090401101
学院：电 子 信 息 工 程
专业：自 动 化 指导老师：秦 刚
一．设计目的
1、培养学生对微型计算机控制方面的重要案例——电脑鼠的兴趣。
2、熟悉周立功致远电子电脑鼠开发套件——Micromouse 615，能做基本的使用和调试。
3、熟悉IAR集成开发环境，为以后学生做嵌入式学习开发作必要的准备。 4、了解步进电机的升降速原理，掌握步进电机的软件控制方法。 5、了解电脑鼠的最新发展前沿，激发学生对专业知识的兴趣 二．设计内容
设计软件主程序，实现电脑鼠的迷宫运动。要求三个任务在同一程序中实现，可利用按键或者前方传感器的信号变换作为任务状态变量切换的判断条件。
任务1：步进电机直线加速。要求电脑鼠在直线赛道中完成加速，遇到墙壁停止。
任务2：步进电机往返加速。要求电脑鼠在8格直线赛道中高速往返冲刺，最终停止与起点。
任务3：步进电机完成加速度循环递增，并执行加速前进。（以左、右、后转标志状态变量为加速度切换依据）。 三．设计方法
1、电脑鼠系统整体设计方案
如图1所示，整个系统可以大致分为以下主要部分：电源模块，控制模块，执行机构模块，传感器模块，机身模块。可以做形象的比喻：电源模块是电脑鼠的葡萄糖，控制模块是电脑鼠的大脑，传感器模块是电脑鼠的眼睛，机身模块是电脑鼠的躯干，执行机构是电脑鼠的腿；各模块之间相互配合使电脑鼠正常工作并寻找到终点。
本文研究的电脑鼠是一个跨学科的综合作品，主要由电源、传感器、步进电机、控制核心电路、机身5个部分组成，如图1所示。所以，电脑鼠的硬件设计主要包括电源模块、微控制器单元模块、传感器模块、电机控制模块4个部分的设计。其中LM3S615微控制器是电脑鼠的核心，通过检测到的传感器信号，结合载入的搜索算法，控制步进电机，实现电脑鼠在迷宫中的行走。
2、电源模块：
电源模块包括供电电池和电压调节电路。供电电池为2 200 mAh，7．4 V的可充电锂电池。电机驱动电压由电源直接供给；LM3S615微控制器需3．3 V电压供电，电压调节电路采用Exar公司生产的SPX1117M3-3．3芯片将电源电压稳至3．3V；电脑鼠所使用的红外线传感器工作电压为5 V，升压芯片采用Exar公司生产的SP6641A将已经较为稳定的3．3 V电压升至5 V。 3、传感器模块功能：
(1)路程检测。由安装在两轮内侧的红外线收发管IR204和PD204-6B，对黑白码盘条纹进行计数，按照迷宫单元的长度为单位进行路程计数，以记录电脑鼠在迷宫中的方位坐标，同时还可以精确地实现转弯。
(2)岔口检测。岔口检测由安装在正前、左前、右前的3个红外线发射对管SZR563ST3F和IRM8601S实现，工作波长940 nm，实现远红外测距功能，探测前、左、右有无障碍。
(3)姿势修正。姿势修正由左右2个红外线发射对管SIR563ST3F和IRM8601S实现，发射信号约30．5 kHz，实现近红外测距功能，保持电脑鼠在中轴线附近行走，避免撞击迷宫。值得注意的是，在转弯过程中不要进行姿势修正，这样有可能导致转弯的角度出现偏差，即电脑鼠只是在前进的过程中才进行姿势修正。 4、步进电动机的调速 ：
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制
角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。
主程序流程图
