代無線智能救援機器人的設(shè)計-文庫吧
2025-05-14 04:06 本頁面
【正文】 入 /輸出端 口 都 可以映像到 十六 個外部中斷； 甚至 每一個 輸入 /輸出端 口都可以 外接 5V信號， 可用作 16位定時器 輸入 /輸出端口 的有四個 等 [2] 。 方案二： 使 用 型號為 STC89C52RC的 傳統(tǒng) 52單片機 芯片 ， 這是一種 加強版 的 51單片機， 內(nèi)部有 6 時鐘和 12 時鐘 兩種可供選擇的 周期 模式 ， 用戶 所使用的程序 代碼完全 可以 兼容 8051。 因為可以直接通過串口（ RxD/,TxD/）直接往里邊下載用戶編寫的程序，所以 不需要 專門 使用 專用的 編程器 和 仿真器，還 含 有 “看門狗 ”以及 EEPROM功能， 含有 3個 16 位 計數(shù)器 /定時器， 即定時器T T T0， 另外 內(nèi)部 還 含有 4 路 外部中斷 端口 ，工作溫度范圍在 0～ 75℃ 之間，并且還是 PDIP 封裝。 方案三：采用加強型 51 單片機 STC12C5A60S2單片機 芯片 ，除了具有 52單片機的全部功能外，還有豐富的外設(shè)，使用非常方便。有 3 個 端口作為 時鐘輸出， 7 路 外部中斷 輸入 /輸出端口 ， 高低電平觸發(fā)或 下降沿中斷， P D模式可由外部中斷喚醒， INT0/， INT1/， T0/， T1/， RxD/，CCP0/， CCP0/，內(nèi)部自帶兩路 PWM，自帶 8 路 10 位高精度 ADC 模數(shù) 轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換的速率 可達到 250KB/S，全雙工異步串行口 (UART)，雙串口， RxD2/， TxD2/，工作溫度范圍是 40~85176。C ，封裝為 PDIP40。 從以上方案中比較得出，方案一所選擇的芯片對軟件熟知程度要求較高，程序編寫對知識的理解要求也較深；方 案二的芯片比較普通 ，是比較通用的芯片 ，而且 特殊 功能也不是很多， 使用起來需要加很多的外設(shè)，比較麻煩； 方案三中的芯片適合設(shè)計要求，并且程序編寫也比較容易入手， 并且內(nèi)部具有很多特殊功能的端口，使用起來十分方便， 為了以后在硬件方面能節(jié)省材料以及STC12C5A60S2本身所具有的優(yōu)勢，故選擇方案三中的 STC12C5A60S2芯片作為最終主控芯片，如圖 2。 圖 2 STC12C5A60S2 2組成模塊介紹 使用四只 TR5000 紅外對管傳感器，分別放置在智能救援機器人前面的兩側(cè)，根據(jù)兩只光電開關(guān)接受到地面顏色的數(shù)值來控制智能救援機器人轉(zhuǎn)向來調(diào)整前進向，采用四只可以提高靈敏度，增強跨障礙能力，有利于在復(fù)雜環(huán)境中實現(xiàn)作業(yè)，并且 經(jīng)過多次 實踐 驗證了 ，只要 把光電開關(guān)的位置合理 安裝 在智能救援機器人上面 就可以很好地實現(xiàn)自主行駛的功能 [3]。 這樣比 使用三只 TR5000紅外對管，將其中的一個放置在智能救援機器人底盤中間位置，另外兩個置于底盤外 側(cè) 的設(shè)計方案，在智能救援機器人行駛過程中更加穩(wěn)定 。 反應(yīng)也比較靈敏。 四路尋跡 原理圖如圖 3。 3 圖 3 四路循跡 原理 圖 在 一般 工作中，當智能救援機器人進入作業(yè)區(qū)后，只要能夠判斷出在其的前方和偏左、偏右的方向沒有太大的障礙就可以忽略障礙對智能救援機器人工作 的 影響， 對于 障礙物的檢測采用反射式原理的 光電傳感器，此種傳感器的原理與循跡模塊大致相同，唯一區(qū)別的是： 在行駛過程 前方 不能夠檢測出 障礙，傳感器 電平 輸出 是 高電平，當前方 發(fā)現(xiàn) 障礙時，傳感器 由于出現(xiàn) 信號輸出 電平 為低電平。在本設(shè)計中 對于用來檢測 障礙物 的傳感器 也只采用兩只光電傳感器。 主要是對 光強、氣體、溫度、空氣濕度等多種 信息進行收集，該模塊主要是由可以采集一種或多種信息的傳感器組成，傳感器的使用方法沒有太大的差別，可以收集模擬量和數(shù)字量兩種信息，根據(jù)不同需要進行取舍， 傳感器 在收集到數(shù)據(jù)之后可以結(jié)合傳輸模塊 實時傳回數(shù)據(jù) [4]。 改模塊結(jié)構(gòu)簡單，可以很好地和其他硬件設(shè)備搭配使用。 模塊 采用 L298N專用驅(qū)動芯片， VSS(9管腳 )是 正常 工作 時的 電源 腳 ， 工作電壓在 ~ 36V； VS（ 4管腳 ） 是 驅(qū)動電 平 ，最 高電 平 為 36V， 一般最好 取 Vs 電壓高于 Vss電壓； GND（ 8管腳 ） 為 接地 端 ， ISENA（ 1管腳 ）、 ISENB（ 15管腳 ） 通常情況下作為 反饋 來使用 ， 通常情況下直接 接地； IN1（ 5 管腳 ）、 OUT1（ 2 管腳）、 IN2（ 7 管腳 ）、 OUT2（ 3 管腳）、 IN3（ 10 管腳 ）、 OUT3（ 13 管腳）、IN4（ 12 管腳 ）、 OUT4（ 14 管腳 ）， 都為同向， 在 使能端滿足 條件時 才可以 正常工作 ； ENA（ 6 管腳 ） 和 ENB（ 11 管腳 ）為 兩個 使能端 口 ， OUT OUT2由 ENA控制， OUT OUT4由 ENB控制，都是在 高電 壓 時才 有效， 在 處于 低電 壓 時 ， 電壓 輸出 一直 為低電平。 通過 單片機產(chǎn)生可調(diào)的 PWM波 去調(diào)節(jié) L298N的輸入信號來達到 控制 馬達 的轉(zhuǎn)速。 它的內(nèi)部含有 兩個 高電壓大電流 H橋的全橋驅(qū)動器，這 樣的 電路效率 十分的 高；并可方便的實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制。 其 穩(wěn)定性 也非常 高，是一種 4 比較成熟的 PWM調(diào)速技術(shù)。 電機驅(qū)動原理圖如圖 4。 75382641IN 1IN 3IN 2IN 4E N A+ 5+ 5E N B電 機 控 制P 4IN 1IN 3IN 2IN 4E N AE N BIN 1IN 2IN 3IN 4E N AE N BV S SV SO U 1O U 2O U 3O U 4IS E N AIS E N B2143561 21 181 0971 41 31 5L 2 9 8 NU 1+ 52121P 2P 3電 機 1電 機 2電 機 方 向 指 示 燈D 1D 2D 3 D 4D 5D 6D 7D 8D 9 D 1 0 D 1 1 D 1 2R 2R 12 0 k2 0 k7 8 0 5V C C+ 5P 5系 統(tǒng) 電 源G N D123C 11 0 4+ 5R 32 .2 kD 1 3U 2IN O U T12 0 k43C 2C 31 0 4V C CS 1圖 4 電機驅(qū)動原理圖
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