2019年全国大学生电子设计大赛A组

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本作品为2019年全国大学生电子设计大赛A组参赛项目，重点介绍了一款基于TI芯片TM4C123GXL、红外巡线识别模块、N20减速电机及小车模型的红线巡线模块改装方案。通过对红外巡线模块的功耗优化，使用200欧电阻，并结合超级电容、无线充电模块等，实现了高效能的巡线机器人设计。

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2019年全国大学生电子设计大赛A组

物品：

TI芯片TM4C123GXL
红外巡线识别模块
红外巡线模块
N20减速电机
N20减速电机 300转
小车模型选用的是3轮的。
超级电容5.5v 10F
无线充电模块 XKT-901

红线巡线模块改装

直接采用买的红外巡线模块功耗太大，我们将此模块进行改装，这是经过改装后的红外巡线
此电阻用的200欧
此电阻200欧

自启动电路手绘图

  1. 代码已上传，可以参考里面有注释和接线
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### 关于2019年电子设计竞赛A题的代码实现 由于未提供具体的2019年电赛A题题目描述，以下是基于一般性的假设和常见的嵌入式开发框架来讨论可能的解决方案。如果该题目涉及某种硬件控制（如电机驱动、信号处理或其他外设操作），则可以参考以下通用的设计思路。 #### 1. 系统概述 通常情况下，电赛A题会涉及到复杂的硬件控制系统，例如电源管理、信号调理或数据采集等功能模块。为了满足这些需求，可以选择一种微控制器作为核心处理器，并通过外围设备完成具体的功能实现[^4]。 #### 2. 软件架构设计 对于此类项目来说，推荐使用RTOS（实时操作系统）来进行任务管理和调度，这样不仅可以提高程序运行效率还能增强系统的可靠性。下面给出了一种简单的线程模型： - **主线程**: 主要是初始化工作以及启动其他子线程。 - **AD转换线程**: 定期读取ADC值用于后续计算或者判断条件触发事件。 - **PWM输出调整线程**: 根据当前状态改变占空比从而达到目标电压/电流水平。 - **串口通信接收解析命令线程**: 处理来自PC端或者其他外部单元发来的指令包。 这里以RT-Thread为例展示如何创建多个独立工作的线程: ```c #include "rtthread.h" // AD采样函数声明 void ad_sample(void *parameter); // PWM调节逻辑封装 void pwm_control(void *parameter); int main() { rt_thread_t tid; /* 创建ad sample线程 */ tid = rt_thread_create("adsample", (void (*)(void *))ad_sample, RT_NULL, // 参数传递给回调函数 512, // 堆栈大小单位字节 8, // 优先级数值越低级别越高 2); // 时间片周期数 if(tid != RT_NULL){ rt_thread_startup(tid); } /* 同样的方式建立pwm control thread*/ ... } ``` 以上片段展示了两个基本组件——`ad_sample()` 和 `pwm_control()` 的并发执行机制[^5]。 #### 3. 数据处理算法 针对特定的应用场景可能会引入不同的数学运算方法论比如PID控制器优化反馈回路性能或者是FFT变换分析频谱特征等高级技巧。此处仅列举基础版本伪码示意如下： ##### PID 控制器实例化过程 ```python class PIDController(object): def __init__(self,Kp=1.0,Ki=0.01,Kd=0.0): self.Kp,self.Ki,self.Kd=(Kp,Ki,Kd) self.set_point=None self.error_sum=0. self.last_error=None def compute(self,current_value): error=self.set_point-current_value P_term=self.Kp*error D_term=I_term=0. if self.last_error is not None: delta_e=error-self.last_error I_term+=delta_e*self.Ki D_term=-self.Kd*(current_time-last_update)/sample_period output=P_term+D_term+I_term+self.bias_offset return max(min(output,max_output),min_output) pid_instance=PIDController(Kp=2.,Ki=.05,Kd=.1) desired_voltage_level=... # 设定期望值得变量名 actual_measurement=... # 实际测得的数据存储位置 control_signal=pid_instance.compute(actual_measurement) ``` 此段Python脚本定义了一个标准的比例积分微分(PID)控制器类对象及其成员属性与行为模式[^6]。 #### 结束语 综上所述，虽然无法确切得知当年比赛的具体命题内容，但从以往经验推测应该围绕着现代电子信息工程领域内的热点话题展开深入探讨研究。希望上述资料能够对你有所启发帮助！
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