电计系2020级电子信息工程专业

《专业综合课程设计》课程作品展

2020级电子信息工程专业《专业综合课程设计》课程圆满结束，这次《专业综合课程设计》课程作品展示了同学们在课程学习中的创造力和实践能力。他们完成了模拟电磁曲射炮、智能送药小车、简易电子秤等13个题目任务，每个组的学生都能专研到题目要求的实现中，不仅展示了同学们的专业技术水平和动手实践能力，同时，也展现出了出色的创造力、沟通能力、团队合作能力、问题解决能力和技术应用能力，这些都是他们在未来实际工作中所需要的重要能力。

本学期的《专业综合课程设计》教学取得了良好的效果。学生在专业知识、问题解决能力和团队合作能力方面取得了显著的进步。他们在今后的学习和职业发展中将能够运用所学知识和技能，展现出更高的素质和能力。

本课程以分组形式开展专业相关综合项目设计及制作，形成了13个课题组和13个课程作品，分别是：

第一组：非接触物体尺寸形态测量

简介：非接触物体测量的实现关键包含单片机主控制模块、电源模块、openmv测量模块、舵机模块和激光模块。系统通过openmv的摄像模块逐帧实现图像计算以完成对目标物的形状、颜色、边长（直径）以及距离的测量。所测目标物为红蓝绿三种颜色，正方形、圆形和三角形三种形状共九种情况下的目标物。将所测得的数据传输给stm32开发板，同时按下不同按键完成对应的要求1、2的目标物的数据测量，以及要求3的自动追踪效果。整体测量长度数据误差在5cm以内，自动追踪的误差以激光灯打在目标物上离几何中心的距离长度来评判，测量结果自动追踪的效果仅偏移几何中心1cm左右的误差。

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第二组：纸张计数+手势识别+液位检测显示装置

简介：该装置利用STM32F407ZGT6为核心板，通过IIC通信完成了FDC2214对极板间电容变化数据传输给MCU进行相应滤波处理，从而判断纸张数目、手势、以及液体体积的多少，并在LCD屏显示模块的相关功能。纸张计数：输入部分采用FDC2214模块采集大量数据，完成1-40张纸的测量，并通过LCD液晶显示屏显示纸张的数量；手势识别：根据不同手势的电容值完成手势识别；液位计：随着液体的增加，两个极板间的电容值发生变化；利用FDC2214采集大量不同体积液体的电容值进行数据拟合，测出正确的液位。该装置成本低、体积小、灵活性高。

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第三组：滚球控制系统

简介：滚球控制系统，该系统由单片机模块、摄像头模块、液晶屏模块、舵机模块、上位机模块组成。本系统以stm32f404zgt6核心板为中心，利用openmvm4识别小球颜色的功能再向核心板传送小球坐标，单片机接受坐标后利用PID算法调整舵机角度来改变小球运动方向，从而使其到达指定位置或控制小球完成指定动作。

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第四组：小车跟随行驶系统

简介：本作品基于STM32F4系列单片机为核心，选用TB6612为电机驱动控制电机运动，TBSK20舵机作为方向控制外设，HC-05蓝牙模块作为两车通信方式，HC-SR04超声波模块作为距离传感器，在单片机控制下实现了路迹巡线、距离控制、避障防撞、速度调控、双车通信、超车领跑、识别等待指示等功能，能够在指定路线上完成各种循迹任务。

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第五组：自动循迹小车

简介：本自动循迹小车项目是按照Ti杯全国大学生电子设计竞赛本科组C题要求来进行设计的。本设计是基于STM32F407ZGT6单片机控制的自动循迹小车，并以其为控制核心，由电源模块、循迹传感器模块、电机驱动模块、蜂鸣器模块、LCD显示屏模块、车身结构组成。LDC1000自动循迹小车系统基本工作原理：通过LDC1000传感器感知地面的金属材料，并根据传感器器所检测到的数值，确定小车当前所处的的位置和方向，然后控制电机驱动系统，使小车沿规定路线前进。

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第六组：智能送药小车

简介：以STM32F407ZGT6核心板为核心、结合视觉识别技术，通过速度闭环来控制智能送药小车，并实现两辆车在指定地图上送药和取药。基本模块主要包括主控板、OPENMV、驱动模块，蓝牙通信模块，本设计主控选择stm32。通过OPENMV，识别数字和寻找对应数字并通过串口向主控发送识别信息，从而进入对应的病房，OPENMV用来寻迹，防止小车偏离预定轨道；通过OPENMV反馈的信息设计小车的速度控制系统，实现运输距离和速度的精准控制。

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第七组：模拟电磁曲射炮

    简介：本设计采用STM32F407核心板作为主控，通过串口二PA2和PA3引脚与openmv进行通信，利用B6和B7输出两路PWM波对二维云台控制实现目标的瞄准。其次还有外围电路矩阵按键电路以及TFT屏幕显示部分。主要完成的题目要求包括：

1.设计一个模拟电磁曲射炮，炮弹能够射出炮口，环形靶距定标点距离2到3米，通过键入距离和角度进行射击。

2.用键盘输入环形靶到定标点的距离及中心轴线的偏离角度a，一键启动后进行射击，按击中靶数得分。

3.在指定范围内任意位置放置环形靶，一键启动后自动搜寻目标并炮击环形靶，按击中靶环数计分，时间小于30s。

4.环形靶与引导标识放置在250cm的弧线上，启动后炮管从30到-30往复运动，自动射击过程不停止，时间<10s。

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第八组：自动泊车小车

简介：本系统是基于OpenMV和STM32的自动泊车小车系统。利用先进的图像处理和控制技术，该系统能够通过摄像头准确地识别道路上的线条，并实现自动导航和泊车功能。系统采用OpenMV摄像头模块，能够实时捕捉道路图像，并应用图像处理算法，提取出线条的位置和方向。这些识别结果被传输给STM32F407芯片，作为控制器核心。基于识别结果，STM32F407控制电机驱动器（带稳压模块的TB6612）和舵机，实现车辆的自动驾驶和泊车功能。该系统具备高效、准确和智能的停车解决方案，为用户提供了便利和安全性。

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第九组：简易电子秤

    简介：电子称重技术是集电子、材料、传感器、为一体的综合技术。秤是经常在工作和生活中使用的测量仪器。随着测量技术和电子技术的发展,传统的纯机械秤，如钢架秤，平台秤，已逐渐被淘汰。智能电子秤准确，快速，方便。

该电子秤使用STM32F407作为主控板，通过称重传感器将被测量转换为电信号,经过对采样信号的处理和分析,实现重量信号的采集和转换,并利用单片机进行计算分析,最后通过显示屏进行显示,能达到快捷、方便的重量信息显示。

该电子秤实现了可以数字显示称重范围在5.00g~500g的被称物体的重量，并实现重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g，可以设置单价（元/克），并计算物品金额并实现金额累加以及去皮功能，去皮范围不超过100g，可以语音播报实时重量，去皮范围和金额，可以通过蓝牙连接上位机实现数据传递的功能。

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第十组：坡道行驶电动小车

简介：本设计坡道行驶小车采用STM32F407核心板作为主控选用TB6612作为电机驱动控制电机做出相应动作，通过三路红外寻迹模块进行寻迹，前进，停止判断，并采用差速算法做转弯操作，实现了最为省能的爬坡运动。在时间控制的算法上，我们通过520编码器读取目前轮胎转速，以PID算法控制阈值速度，让小车在定时器规定时间内到达终点，实现时间控制。

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第十一组：简易电路特性测试仪

简介：该测试仪系统由输入输出阻抗测量与增益测量、幅频特性图绘制和电路故障自动分析系统三大部分组成。系统通过对特定放大电路输入端施加合理的持续正弦信号，检测特定放大电路的输出端信号，进行处理计算，得到题目所要求的检测指标。整个电路在充分考虑精度、速度和复杂度方面进行了合理的优化设计，经过对电路的理论计算、部分电路的仿真和实际制作测试。

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第十二组：电动小车动态无线充电系统

    简介： 系统利用嵌入式系统设计和电磁感应相关原理，通过设计无线充电电路及超级电容储存电路ADC采样电路小车驱动电路使用STM32L系列低功耗的芯片进行开发，完成了小车无线充电，循迹等功能。我们在寻迹时采用了PID闭环设计，整体方案采用低功耗设计，使小车能够在低功耗运行的同时，达成小车能源利用率高，寻迹稳定的目标。

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第十三组：无线运动传感器节点设计

    简介：无线运动传感器节点系统由微控制器、传感器模块、无线通信模块等多个子系统组成。它通过ADS1292采集心电信号，通过LMT70采集温度数据，并通过微控制器进行数据处理，将信息通过WIFI模块将数据上传至上位机，上位机能够实时显示使用者心电波形、心率、温度和运动数据。

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