一种智能打靶装置的设计

陈洪容　覃智广　王洪　张锐丽

[摘 要] 本装置实现在预先设置的黑线轨迹上运行，当运行到指定的地点（靶场），则通过装置上的激光笔向光靶发射激光实现自动打靶， 光靶靶心为DC12V、15W的小灯泡。本装置以MSP430F149超低功耗單片机为核心，全智能完成寻迹、寻光、声光报警、激光打靶等功能。

[关 键 词] 寻迹；寻光；激光打靶；智能

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）31-0134-01

一、系统组成

本系统由主控芯片控制MSP430F149控制整个系统的运行和控制，通过寻迹模块检测线路，电机驱动装置的移动，当到达指定地点，通过寻光模块检测光源（即靶心），然后驱动打靶模块发出激光进行打靶，同时还具有声光报警、显示以及键盘检测等功能，其系统组成框图如图1示。

二、系统硬件设计

（一）主控模块

本系统选用的主控模块是MSP430F149，该系列单片机是美国TI公司的一款16位的超低功耗的混合信号处理器。该款单片机主要是由于其针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路、微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。MSP430更适合于低功耗、高速实时控制以及数据计算。

（二）电机驱动模块

电机驱动模块芯片选用L298N驱动。该芯片驅动能力强，工作稳定，控制方式简单方便。

（三）寻迹模块

装置底部安放5个光电传感器，当装置在白色地面上行驶时，传感器感受到白纸反射过来的光，接收管接收到光信号后，输出端将输出高电平；当装置经过黑线时，接收管接收不到光信号后，输出端将输出低电平。检测信号送到单片机的IO口，通过这5个信号的信号判断装置是否偏离轨迹，从而控制单片机的前进或转弯，实现寻迹。光电传感器的接线原理图如图2示。

（四）寻光模块

光源的检测主要由光敏电阻完成，原理图如图3示，当没光照的时候，光敏电阻阻值很大，相当于断开，可看作输出为0，当有光照的时候，比较器同相端有输入，通过比较后输出电压，可看作输出为1。该信号传送到主控芯片进行处理。

三、软件设计

根据系统的功能要求，设计出程序流程图如图4示。

四、小结

根据实际测试结果，装置在5米的曲线轨迹上行走全程的时间均少于40秒钟，每次检测靶心时间少于2秒钟，每次均能正确打靶并且距离靶心偏差≤5 cm，达到了设计效果。

参考文献：

[1]卓晴，黄开胜，邵贝贝.学做智能车：挑战“飞思卡尔”杯[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[2]沈建华，杨艳琴.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.