一種智能打靶裝置的設計

陳洪容　覃智廣　王洪　張銳麗

[摘 要] 本裝置實現在預先設置的黑線軌跡上運行，當運行到指定的地點（靶場），則通過裝置上的激光筆向光靶發射激光實現自動打靶， 光靶靶心為DC12V、15W的小燈泡。本裝置以MSP430F149超低功耗單片機為核心，全智能完成尋跡、尋光、聲光報警、激光打靶等功能。

[關 鍵 詞] 尋跡；尋光；激光打靶；智能

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）31-0134-01

一、系統組成

本系統由主控芯片控制MSP430F149控制整個系統的運行和控制，通過尋跡模塊檢測線路，電機驅動裝置的移動，當到達指定地點，通過尋光模塊檢測光源（即靶心），然后驅動打靶模塊發出激光進行打靶，同時還具有聲光報警、顯示以及鍵盤檢測等功能，其系統組成框圖如圖1示。

二、系統硬件設計

（一）主控模塊

本系統選用的主控模塊是MSP430F149，該系列單片機是美國TI公司的一款16位的超低功耗的混合信號處理器。該款單片機主要是由于其針對實際應用需求，把許多模擬電路、數字電路、微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案。MSP430更適合于低功耗、高速實時控制以及數據計算。

（二）電機驅動模塊

電機驅動模塊芯片選用L298N驅動。該芯片驅動能力強，工作穩定，控制方式簡單方便。

（三）尋跡模塊

裝置底部安放5個光電傳感器，當裝置在白色地面上行駛時，傳感器感受到白紙反射過來的光，接收管接收到光信號后，輸出端將輸出高電平；當裝置經過黑線時，接收管接收不到光信號后，輸出端將輸出低電平。檢測信號送到單片機的IO口，通過這5個信號的信號判斷裝置是否偏離軌跡，從而控制單片機的前進或轉彎，實現尋跡。光電傳感器的接線原理圖如圖2示。

（四）尋光模塊

光源的檢測主要由光敏電阻完成，原理圖如圖3示，當沒光照的時候，光敏電阻阻值很大，相當于斷開，可看作輸出為0，當有光照的時候，比較器同相端有輸入，通過比較后輸出電壓，可看作輸出為1。該信號傳送到主控芯片進行處理。

三、軟件設計

根據系統的功能要求，設計出程序流程圖如圖4示。

四、小結

根據實際測試結果，裝置在5米的曲線軌跡上行走全程的時間均少于40秒鐘，每次檢測靶心時間少于2秒鐘，每次均能正確打靶并且距離靶心偏差≤5 cm，達到了設計效果。

參考文獻：

[1]卓晴，黃開勝，邵貝貝.學做智能車：挑戰“飛思卡爾”杯[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007.

[2]沈建華，楊艷琴.MSP430系列16位超低功耗單片機原理與實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社，2008.