西安建筑科技大学E题国二队伍——技术支持及代码开源

响亮***

   本作品为两台步进电机云台组成的系统，系统包括模拟目标运动的红色的光斑位置控制系统和指示自动追踪的绿色光斑位置控制系统。根据任务要求设计了两类不同系统，包括搭
载光电门和编码器的红色光斑位置控制系统以及搭载相机的绿色光斑位置控制系统。
   控制系统使用 STC32G12K128 主控制器，K210 模块进行机器视觉处理，完成对屏幕位置的识别及光斑追踪。云台方向控制采用了 MPU6050 进行姿态解算，利用模糊算法控制云台旋
转过程中的方向控制。并用连续声光进行提示。机械结构采用上下步进电机实现全方位控制，编码器控制实时位置，光电门实现复位功能，摄像头捕捉运动光斑。经过多次测试，本作品
可以完成各项任务。
   后附上本作品的技术文档及K210源代码

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国二，STC助力2023电赛，超常发挥完成E题获得国二
https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=4068
(出处: 国芯论坛-STC全球32位8051爱好者互助交流社区)

响亮***

响亮的id 发表于 2023-10-10 14:11
国二，STC助力2023电赛，超常发挥完成E题获得国二
https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid ...

大家好，这里是西安建筑科技大学参赛队，在本届2023全国大学生电子设计竞赛中选择E题并获得国二，以下是我们的经验分享，如果有其他更好的建议和想法，我衷心欢迎大家与我交流，一起学习进步。
       由于我们准备的是做控制类的题，赛前主攻小车题，并且将前两年的小车题都攻克了，还准备了两辆小车。可惜今年的小车题需要配合无人机，我们还没有涉猎无人机领域，所以我们选择了E题。赛前阅读清单的时候也有准备舵机云台，但是舵机的精度较差，所以我们只能重新设计步进电机云台，并使用3D打印机打印出需要的各部分零件，并结合经验修改部分电路图如下：

       步进电动机能将外来输入的驱动脉冲信号转变成电机转子相应的角位移，一个脉冲信号驱动一个对应的角位移，这就是电机的一步。假如步进电机接收符合要求的连续驱动脉冲则步进电机将会连续的转动，步进电机的驱动脉冲频率越大其转速越快，频率越小其转速慢。改变电机驱动的脉冲频率可以直接改变电机的转动速度，如果给多台电机输入同一种驱动脉冲那么可以使这些电机同步运行与停止。步进电机的最大优点是:电机每转一周都有固定的步数，在不转动失步的前提下，步距误差不会长期的产生积累效应。如上优点完全使它适于在数字控制的开环系统中当做伺服元件来用即使整个系统大大的简化又可保证运行可靠。
       在电路设计中，我们使用主控制器STC32G12K128完成运动目标控制与自动追踪。STC32G12K128采用32位8051架构，该架构和外设接口相对简单，具有高速、低功耗、超强抗干扰特性，对于制作步进电机云台性能足够，且价格较便宜，使用起来还是很香的。我们的系统由电源模块、驱动模块、稳压模块、OLED显示模块、光电门模块和图像识别模块组成，机械结构采用上下步进电机实现全方位控制，编码器控制实时位置，光电门实现复位功能，摄像头捕捉运动光斑。系统结构框图如下。

       考虑到激光笔的复位功能，需要将激光笔安装在距地面30cm处，为节省打印时间，我们使用钢条进行加高，底部使用面积较大的亚克力板增加地盘稳定程度。比较不足的就是我们没有在比赛的时候使用垫板确定好位置，导致每次摆放的位置不一样都要重新调参，测评的时候也因此失分，一二号机下图。

       我们的系统软件设计采取了顺序控制的设计方法，根据每个任务的需要完成的步骤，按步设计相应函数，完成控制任务。首先对各个外设进行初始化，保证其能够完成相应任务，之后图像处理模块采集和处理，根据编码器进入不同的程序，完成控制任务，软件流程图如下。

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西安建筑科技大学E题备赛记录 1 (1810E)

学习soildwork，3D打印手搓万向轮，麦克纳姆轮
麦克纳姆轮设计

第一次打印失误，因为打印件排列问题，吸取教训

万向轮成品

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西安建筑科技大学E题备赛记录 2 (1810E)
学习焊电路板子，布局不合理，飞线有点多

交通灯上电没炸（多次返工后功能正常的忘拍照了）

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西安建筑科技大学E题备赛记录 3 (1810E)
巩固模电知识，提前备战综合测评
使用面包板方波、三角波、矩形波信号发生电路

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西安建筑科技大学E题备赛记录 4 (1810E)
学习嘉立创eda电路图绘制，布线打板
tps5450稳压布线

stc32开发板绘制

上电正常

stc32开发板焊接，驱动稳压焊接

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西安建筑科技大学E题备赛记录 5 (1810E)
stc32控制的搭建小车


舵机云台搭建

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西安建筑科技大学E题备赛记录 6 (1810E)
2023年4月红外寻迹小车调试成功，第一次使用stc32完成控制

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西安建筑科技大学E题备赛记录 7 (1810E)
2023年5月成功完成2021年国赛G题送药小车