一、项目简介
"可编程寻迹小车的制作"这一实训项目依托于《单片机原理及应用》课程,并以该门课程的传统验证性实验为基础。实训项目采取项目驱动的方式,以培养学生的综合实践能力为目标,训练学生独立思考、自主设计、自己动手,从本体制作、电路设计、搭建到编程、调试,完成一台可编程寻迹小车的整体制作。在项目完成以后,还要参加学院每年一度的小型智能机器人比赛,由专家评委现场打分。小车制作的整个过程要综合运用模电、数电、微机原理等基础知识,完成下列的任务:
1、小车本体组装:要求学生掌握寻迹小车的工作原理;自主设计小车主体结构,运用三维软件绘制立体模型,然后转化成二维图纸,利用创新基地现有原材料及小型钻铣床等工具依据图纸进行主体零部件的机械加工;最后完成智能车的本体结构组装。
2、控制方案设计:要求学生完成循迹小车控制系统中主要环节的方案论证。其中包括电机的选择,电机驱动方案的选择,供电电源方案的选择,路面情况检测方案的选择,路程检测方案的选择,障碍物探测方案的选择等。
3、系统硬件设计:根据已学过的单片机及机电一体化系统设计相关知识,完成以单片机为控制核心的硬件电路设计,包括黑线检测模块、电机驱动模块、LED指示模块、数码管显示模块、红外检测避障模块等几部分。
4、电路焊接及检测:要求学生自己画出电路原理图,并正确选择元器件,焊接电路板;还要掌握正确使用万用表等相关仪器对焊接完的电路板进行检测,分析是否存在虚焊或错焊的部分。
5、软件设计与调试:智能小车的控制器使用ATMEL公司的AT89s51单片机。要求学生学会使用编程仿真软件及程序烧写软件,自己编写程序并进行仿真;现场调试程序,完成小车循迹控制。
6、竞赛:组织学生参加机械学院每年一届的智能机器人比赛,有专家现场打分评定成绩。
二、项目创新点
1、推行了一种"理论教学→传统实验→项目实训→竞赛"的新型教学模式。
2、自主完成可编程循迹小车的整体制作,有利于学生自学能力、动手能力和创新能力的培养。
3、将竞赛机制引入到课程项目考核中,大大激发了学生的创作热情。
三、教学层次及对象
本实训项目要求学生要系统学习过数电、模电、微机原理等基础知识后,在系统讲授单片机原理及应用课程时设立的项目,适用于本科四年级机电专业学生。
学生完成作品展示
学生研发制作中
小车循迹测试
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