消防车报告.docx

2014 山西省电子设计竞赛设计报告
电动消防车
（07 题）
参 赛 编 号： 0212
专 业：测控技术与仪器
摘要 3
关键词 3
一、设计任务 4
任务 4
要求 4
基本要求 4洁等特点，但其运算速度低，功能单一，RAM、ROM 空间小、不稳定等缺点。本题目要求有较大的RAM，由于小车的颠簸需要比较稳定的系统，若接受 89C51 需要做 RAM，ROM 来扩展其内存空间，其硬件工作量必定大大增多。而高档的 MCS-51 系衍生产品价格昂贵、冗余资源较多、使用范围较窄。
方案二：接受 FPGA（现场可编辑门列阵）作为系统把握器。FPGA 可以实现各种简单的规律功能，规模大，集成度高，体积小，稳定性好，并且可利用EDA 软件进行仿真和调试。FPGA 接受并行工作方式，提高了系统的处理速度，常用于大规模实时性要求较高的系统。由于本设计中小车速度不能过快，故 FPGA 的高速处理力量得不到充分发挥。
方案三：接受MSP430F149 单片机，该单片机牢靠性高、功耗低、扩展机敏、体积小、价格低而且使用便利，有较高的数据处理和运算力量。16 位超低功耗微把握器，60kB 闪存，2KB RAM，这些空间足够使用。同时也能利用软件对测量误差进行补偿，这给调试、维护和功能的扩展、性能的提高，带来了极大的便利。
对比以上三套方案，综合考虑选用第三套方案。
电机驱动模块
方案一：接受减速小型直流电机。减速直流电机把握精度很低，虽不能精确把握电机转速，但可把握电机正转、反转、不转等动作，速度均匀性好。这已足够我们把握小车前进、拐弯、后退等简洁工作，且把握简洁，电源要求低，易于实现。
方案二：接受专用步进电机驱动器及与其配套的步进电机。步进电机是数字把握电机，用这种方案的把握精度（可把握角度）、效率和牢靠性都很高，但价格过高、重量大、占用口资源多且把握简单对电源要求也高，故被我们排解了。

通过以上对比，我们选择使用减速直流小电机。
我们接受 L298N 作为电机驱动芯片。L298N 具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片 L298N 可以分别把握两个直流电机，并且带有把握使能端。该电机驱动芯片驱动力量强、操作便利，稳定性好，性能优良。L298N 的使能端可以外接电平把握，也可以利用单片机进行软件把握，满足各种简单电路的需要。另外，L298N 的驱动功率较大，能够依据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载力量不够的问题。
显示模块
方案一：使用 1602LCD。1602LCD 显示的内容为 16X2 即可以显示两行，每行16 个字符液晶模块（显示字符和数字）。它是一种特地用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个 5X7 或者 5X11 等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正由于如此所以它不能很好地显示图形和汉字。
方案二：使用 12864LCD。带中文字库的 128X64 是一种具有 4 位/8 位并行、2 线或 3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示辨别率为 128×64, 内置 8192 个 16*16 点汉字，和 128 个 16*8 点 ASCII 、便利的操作指令， 可构成全中文人机交互图形界面。可以显示 8×4 行 16×16 点阵的汉字. 。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多。
综合考虑以上两套方案，选择方案一作为该系统的显示模块。
循迹模块
方案一：用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随四周环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线放射猛烈，光线照射到黑线上面时，光线放射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出凹凸电平。但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。

方案二：用 TCRT5000 红外对管进行循迹。红外放射及接收电路实现简洁， 检测精度高，反应速度快，但探测范围较窄，因此比较适合近距离的寻迹。另外红外对管可以大大降低环境光源的干扰。
综合考虑，由于本系统只需进行近距离寻迹，且要求电路时效性好，因此选择方案二。
火焰检测模块
方案一：用紫外传感器检测火焰。紫外火焰传感器主要应用于火灾消防系统， 用来监测火焰的产生。紫外线火焰传感器的灵敏度高，相应速度快，对明火特殊敏感。