力不够强，体积大功耗高，难以满足要求，故不采用。

方案二采用减速直流电机负责坦克的前进和转向功能，其优点力矩较大，容易控制电机转动速度，故坦克快速寻迹采用此方案。

方案三采用步进电机。

步进电机的准确定长步进可方便地实现调速和方向偏转，承载能力强，且可以通过单片机对相数进行控制，实现炮塔的自动复位。

故炮塔转动采用此方案。

电机驱动模块设计方案方案使用四个三极管构成桥式驱动电路，虽然电路结构和原理简单，成本低，但其驱动能力较弱，不易达到所需的驱动力，故不采用此方案。

方案二采用具有桥式电路的的芯片再配合直流减速电机，通过脉宽本科生毕业论文设计打印专用纸调制，实现对坦克速度的控制。

采用桥式电力对电机进行控制，无须隔离电路，通过改变单片机的输入端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便，亦能满足直流减速电机的大电流要求。

这种调速方式有调速特性优良调整平滑调速范围广过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动制动和反转等优点。

因此，坦克和炮塔电机驱动均采用方案二。

电源模块设计方案方案采用单电源供电。

这样供电比较简单。

但由于电机启动电流很大且波动也较大，会造成电源电压不稳，可能会使传感器误检测，严重时会引起单片机程序跑飞复位等异常现象。

故不采用此方案。

方案二采用双电源供电。

将驱动和其他模块分开供电，这样可以避免方案中的问题。

故采用此方案。

光源检测模块设计方案方案在坦克后面装上参数致的光敏电阻，光敏电阻的薄片结构以便吸收更多的光能，它对可见光比较敏感，但由于它输出的是模拟量，需要外加转换电路，且温度变化比较敏感，当温度升高时，它的暗电阻和灵敏度都将下降。

考虑到设计要求的精度，故不采用此方案。

方案二在激光二极管周围安装参数致的光敏三极管，它的基区面积做得较大，发射区面积做得较小，入射光主要被基区吸收。

和光敏二极管样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光线通过透镜集中照射在芯片上，易实现光电转换的要求。

此方案具有电路简单，灵敏度高，受环境影响小的特点。

故采用此方案。

寻迹模块设计方案方案采用自制红外探头，发送接收选用红外对管。

此方案虽然价格便宜，但要设计相应的外围电路，灵敏度较低，且容易受到周围环境的影响。

故不采用此方案。

方案二利用集成反射式光电开关。

由于黑色物体和白色物体的反射系数不同，使光敏三极管导通和关断，从而实现对黑白物体的分辨。

当被侧物体是黑色物体时，光敏三极管无法导通，输出端输出高电平。

当被侧物体是白色物体时，光敏三极管导通，输出端输出低电平。

控制器检测输入电平，即可以判断此时被检测物体是黑色物体还是白本科生毕业论文设计打印专用纸色物体。

此方案应用简单，灵敏度高，还能有效地防止普通光源的干扰，可靠行高。

故采用此方案。

声光报警模块设计方案在发光方面，采用发光二极管。

在发声方面，使用蜂鸣器代替普通的扬声器，其体积小，功耗低，且易于实现，成本也不高，故采用此方案。

第三章系统硬件设计与实现系统硬件的基本组成部分本系统的硬件电路由控制模块电机驱动模块设计方案快速寻迹模块光源检测模块声光报警模块电源模块组成。

如图所示图系统硬件组成框图主要单元电路的设计控制电路的设计坦克的控制电路以片位单片机为核心，它负责对光电开关的信号进行采集分析处理，控制坦克前进左转右转停止。

以及通过对光敏三极管输入的光源检测模块声光报警模块电机驱动模块电源模块寻迹模块控制模块本科生毕业论文设计打印专用纸信号进行处理，发出各种控制信号的命令，以完成炮塔的转动，实现激光打靶。

坦克电机驱动电路的设计坦克采用双电机驱动，左侧轮子由左电机驱动，右侧轮子由右电机驱动。

驱动电路为个驱动芯片组合单驱动电路。

如图所示，本作品需要两个单驱动电路分别用于驱动左右两个直流减速电机和炮塔步进电机。

图驱动电路通过设置的状态和的状态，使坦克车沿着黑色轨道快速行进。

，和分别接左边，中间，右边光电开关的输出。

当初始化寻迹检测炮击点炮塔旋转，检测光源是否瞄准光源炮击点数加，击炮炮塔复位是否等于坦克停止本科生毕业论文设计打印专用纸口低三位为或者，控制左右电机正转，坦克车直线前进当，和依次为或者时，工程车右转当，和依次为或者时，工程车左转当，和依次为时，工程车前进当，和依次为时，工程车停止。

寻迹中断子程序流程图如图所示。

图寻迹中断子程序流程图光源检测打靶子程序光源检测打靶子程序主要用于精确定位炮塔，保证命中光靶中心，子程序首先检测炮台上传感器是否检测到光源，如果没有检测到，则判断车身左右两边具体是边检测到光源，往有光源边转动炮台，在旋转过程中炮台上传感器将接受到传感信号，如果炮筒左边检测到光信号，电机驱动炮台往左边旋转，反之则往相反方向旋转，当炮筒正上方的传感器检测到光信号时，表明炮筒已经对准光靶中心，此时停止炮台转动，从而实现坦克在整个行进过程中动态扫描光靶，到达炮击点时能够快速准确的瞄准射击。

光源检测打靶子程序流程图如图所示。

中断入口前进右转左转左转停止右转中断返回本科生毕业论文设计打印专用纸图光源检测打靶子程序流程图第五章测试测试仪器测试使用的仪器设备如表所示。

中断入口步进电机正转寻光是否找到光源光源动态扫描，瞄准光源检测到黑线激光二极管炮击延时，炮塔复位中断返回本科生毕业论文设计打印专用纸表测试仪器设备清单序号型号名称用途数量计算机调试及下载程序绘制黑线轨迹的白纸测试坦克的寻迹数字万用表测量各电路工作情况直流稳压电源为坦克供电灯泡作为光源秒表测量时间示波器测试传感器的稳定光靶刻度板测量打靶精确度的金属物测试炮塔的承载能力电子秤测试转动惯量配重测试方法根据设计要求，布置实验环境，反复使坦克在环境中运动以便进行测试。

指标测试基本要求部分的测试寻迹全过程的测试记录测试坦克从起点到达终点全过程寻迹时间寻迹能力及寻迹质量。

测试数据列于表中。

表测试记录表测试次数次寻迹全过程时间有无寻迹能力寻迹质量第次有优第二次有优第三次有优寻迹全过程中，检测基准偏离未超过，故意引导轨迹边缘距离超过，坦克发出声光报警信号。

三次测试寻迹完成，并未超过，单独测试行驶时间达到时，坦克停车且不再有炮击的动作并发出声光报警。

本科生毕业论文设计打印专用纸检测到炮击点黑色短线的测试记录表炮击点测试记录表条炮击点黑色短线有无停车激光炮击点刻度位置偏差瞄准光靶时间第条有第条有第条有第条有每次检测到炮击点黑色短线，均有的现象立即自动停车并给予声光报警并持续当数码管上显示检测到第条黑色短线，坦克停止。

发挥部分的测试转动惯量配重记录电子秤读取转动惯量配重寻迹全过程的测试记录时间测试记录表时间测试记录表测试次数次第次第二次第三次寻迹全过程时间从上表可以看出，全程行驶时间在到之间。

寻迹全过程中，检测基准偏离未超过，故意引出轨迹边缘距离超过，坦克发出声光报警信号。

三次测试寻迹完成，并未超过，单独测试行驶时间达到时，坦克停车且不再有炮击的动作并发出声光报警。

检测到炮击点黑色短线的测试记录本科生毕业论文设计打印专用纸表炮击点测试记录表条炮击点黑色短线激光炮击点刻度位置偏差瞄准光靶时间炮击完成是否复位第条是第条是第条是第条是当数码管上显示检测到第条黑色短线，坦克停止。

复位位置为火炮指向车头正前方位置，自动复位到位有发出声光信号。

坦克在整个寻迹过程中，炮塔直进行动态瞄准目，检测到炮击点黑色短线立即炮击并发出声光指示，时间持续整个击炮过程不停停不停车。

测试结果分析由以上的测试数据可以看出本自动巡逻系统能很好地实现题目要求的各项功能，且完成了创新部分的设计。

测试期间运行稳定，基本达到了设计要求。

第六章结束语本系统实现了坦克模型的快速寻迹和准确打靶。

为降低系统功耗，系统采用低功耗的单片机。

为提高控制精度，实现偏离轨道的最大距离小于，电机驱动采用波进行控制，不但降低了电机的能耗，还减少了单片机口的使用，控制方式更加简单，效率更高。

为达到准确定位，炮塔驱动采用的是高精度的步进电机，有效减小射击的偏离误差。

通过对本系统全面的设计制作，我们学到了不少东西，积累了些经验，更重要的培养了我们的动手能力。

参考文献余锡存，曹国华单片机原理及接口技术陕西西安电子科技大学出版社，年段艳艳，赵启升款寻迹机器人的设计与实现科教前沿黄智伟全国大学生电子设计竞赛电路设计北京北京航空航天大学出版社，年杨向琴基于的个人追踪定位器科技咨询沈建华，杨艳琴系列位超低功耗单片机原理与实践北京北京航空航天大学出版社年本科生毕业论文设计打印专用纸致谢通过毕业作品的设计完成，使我强化了理论知识，增强了实践能力，在此感谢学院为我提供了这样个锻炼的机会。

完成设计的过程中得到了陈元莉老师的悉心指导，在此向陈老师致以诚挚的谢意。

我在大学的四年学习生活中，得到了各位老师的关心，正是因为老师们四年间认真负责地传授知识，使我能够很好的掌握专业技能，并在毕业设计中得以体现。

也是在你们长期的指导和帮助下才使得我的毕业设计最终顺利完成。

我向物理与电子信息学院全体老师们表示衷心感谢谢谢你们，谢谢你们四年的辛勤栽培，在此同时感谢所有帮助过我的同学，谢谢你们，编号学号本科学生毕业设计题目坦克打靶学院名称物理与电子信息学院专业名称应用电子技术教育年级级学生姓名代燕莉学号位指导教师陈元莉职称学历副教授硕士成绩评定评价方式及比例指导教师评价评阅人评价答辩小组评价最终成绩评定等级成绩折算后成绩评定等级标准优分以上良中及格不及格以下。

年月日教务处制目录摘要第章绪论第二章方案选择和论证电机选择方案电机驱动模块设计方案声光报警模块设计方案第三章系统硬件设计与实现系统硬件的基本组成部分主要单元电路的设计控制电路的设计坦克电机驱动电路的设计电源电路的设计光源检测电路的设计第四章系统软件的设计第五章测试测试仪器测试方法指标测试基本要求部分的测试发挥部分的测试测试结果分析参考文献致谢本科生毕业论文设计打印专用纸坦克打靶硬件设计代燕莉物理与电子信息学院应用电子技术教育专业级指导教师陈元莉摘要本作品使用公司单片机为核心的电路板设计开发，制作个具有快速寻迹和准确打靶功能的坦克。

快速寻迹部分采用具有桥式电路的的芯片对直流减速电机驱动，再配合个光电开关来实现对坦克速度和线路的控制。