【正文】 特點(diǎn)。救災(zāi)機(jī)器人利用自身的優(yōu)點(diǎn) ,能迅速找到井下遇險(xiǎn)礦工的位置 ,降低事故危害性 ,對(duì)提高救災(zāi)效率具有重大意義。 在當(dāng)今社會(huì) ,研究有自己特色的救災(zāi)機(jī)器人 ,無(wú)疑具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。其外觀如圖 所示。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容 ,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí) ,這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址 (低 8 位 )和數(shù)據(jù)總線復(fù)用 ,在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。作輸入口使用時(shí) ,因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻 ,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令 )時(shí) ,P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。 RST:復(fù)位輸入。要注意的是 :每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。此外 ,該引腳會(huì)被微弱拉高 ,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí) ,應(yīng)設(shè)置 ALE 無(wú) 效。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器 (地址為 0000H?FFFFH),EA 端必須保持低電平 (接地 )。 XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù) ,確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中 ,傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些 校準(zhǔn)系數(shù)。連接方便 ,特殊封裝形式可根據(jù)用戶(hù)需求而提供。 4%RH 050℃ 177。 1℃ 精度177。 該傳感器利用非色散紅外 (NDIR)原理對(duì)空氣中 存在的 CH 4 進(jìn)行探測(cè) ,具有很好的選擇性 ,無(wú)氧氣依賴(lài)性 ,性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)。 100ppm SPAN177。電機(jī)的基本參數(shù)如表 所示。此芯片可直接由單片機(jī)的 IO端口來(lái)提供模擬時(shí)序信號(hào)。Enable 則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。該器件采用抗干擾能力較強(qiáng)的調(diào)制解調(diào)方式、其工作頻率穩(wěn)定可靠、功耗極低且便于生產(chǎn)設(shè)計(jì) ,這些優(yōu)異特性使得 PTR2020 非常適合于單片機(jī)短距離的數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)。在發(fā)射功率為 8dBm 時(shí) ,室內(nèi)通信距離大于 20m,室外開(kāi)闊地大于 100m,對(duì)環(huán)境影響極小 ,無(wú)需進(jìn)行頻道申請(qǐng)即可使用。數(shù)字通信采用具有高抗干擾能力的 FSK 調(diào)制方式 ,支持直接數(shù)據(jù)輸入輸出操作 ,可直接與 MPU 的 UART 串行口連接。 芯片的特點(diǎn)如下 : 工作頻率為國(guó)際通用的數(shù)傳頻段 采用 FSK 調(diào)制 ,直接數(shù)據(jù)輸入輸出 ,抗干擾能力強(qiáng) ,特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合 采用 DSS+PLL 頻率合成技術(shù) ,頻率穩(wěn)定性極好 靈敏度高 ,達(dá)到 105dBm 功耗小 ,接收狀態(tài) 250μ A,接收待機(jī)狀態(tài)僅為 8μ A 最大發(fā)射功率達(dá) +10dBm 低工作電壓 (),可滿(mǎn)足低功耗設(shè)備的要求 具有多個(gè)頻道 ,可方便地切換工作頻率 ,特別滿(mǎn)足需要多信道工作的特殊場(chǎng)合 工作速率最高可達(dá) 20Kbit/s,也可支持低波特率的數(shù)據(jù)通信 ,如9600Baud 僅外接一個(gè)晶體和幾個(gè)阻容、電感元件 ,基本無(wú)需調(diào)試 由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計(jì) ,使用無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證 ,開(kāi)闊地的使用距離最遠(yuǎn)可達(dá) 1000 米 nRF401 集成度高 ,工作頻率穩(wěn)定可靠 ,外圍元器件少 ,功耗極低 ,適合便攜式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 VSS:電源地。 DOUT:接收數(shù)據(jù)輸出端 ,該引腳將無(wú)線模塊接收的數(shù)據(jù)輸出給單片機(jī)。CS1 時(shí) ,芯片工作在頻道 2。PWR0 時(shí) ,芯片待機(jī)狀態(tài)。 nRF401 為 PTR2020 的內(nèi)置芯片 ,其外圍電路為 PTR2020 模塊集成。當(dāng)其與 PC 連接時(shí) ,則需要添加 RS232 電平轉(zhuǎn)換電路。 CS:頻道選擇。 DI:發(fā)射數(shù)據(jù)輸入端 ,該引腳用于接收單片機(jī)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。PWR0 時(shí) ,芯片處于待機(jī)狀態(tài)。 在軟件編程過(guò)程中 ,對(duì) PTR2020 的工作模式和工作頻道的選擇尤為重要 ,對(duì)于 PTR2020 模塊而言 ,它的工作模式設(shè)置主要包括工作頻道設(shè)置和發(fā)送、接收、待機(jī)狀態(tài)的設(shè)置。 將發(fā)射端芯片設(shè)置為發(fā)射方式 ,使得 TXEN 為高 電平 ,PWR 為高電平 ,并通過(guò)單片機(jī)串口向 PTR2020 不斷發(fā)送數(shù)據(jù)。在實(shí)際使用過(guò)程中有以下幾點(diǎn)需要注意 : PTR2020通過(guò) RS232電平轉(zhuǎn)換后可以直接與 PC機(jī)相連 ,但是占用計(jì)算機(jī)資源比較大 ,建議在 PTR2020 與計(jì)算機(jī)之間增加一個(gè)單片機(jī)。在不超過(guò)最大供電電壓的情況下 ,適當(dāng)?shù)卦黾与妷?,可增加傳輸距離。電源引腳 (VDD,GND)之間可增加一個(gè) 100nF 的電容 ,用以去耦濾波。返回正常工作條后 ,傳感器會(huì)緩慢地向校準(zhǔn)狀態(tài)恢復(fù)。在一個(gè)純凈的環(huán)境中 ,污染物質(zhì)會(huì)緩慢地釋放出去。在 5060℃和 10%RH 的濕度條件下保持 2 小時(shí) (烘干 )。如果與釋放熱量的電子元件共用一個(gè)印刷線路板 ,在安裝時(shí)應(yīng)盡可能將 DHT11 遠(yuǎn)離電子元件 ,并安裝在熱源下方 ,同時(shí)保持外殼的良好通風(fēng)。 硬件連接原理圖 : 圖 溫濕度傳感器硬件電路原理圖 瓦斯?jié)舛葌鞲衅麟娐吩O(shè)計(jì) 本設(shè) 計(jì)采用的是 NDIR 紅外氣體傳感器 MH440V/D,設(shè)計(jì)原理如圖 所示 : 圖 瓦斯?jié)舛葌鞲衅饔布B接原理框圖 由于設(shè)計(jì)中采用的是 MH440V/D 的模擬數(shù)據(jù)傳輸方式 ,因此 ,在信號(hào)被單片機(jī)識(shí)別前 ,需要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。傳感器經(jīng)過(guò)預(yù)熱時(shí)間后從 VOUT 端輸出表征氣體濃度的電壓值 ,~ 代表氣體濃度值 0~滿(mǎn)量程。 傳感器編號(hào)為 :0x01。 3 SPAN 點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)發(fā)送 : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 起始位 0XFF 探測(cè)器編號(hào) 命令 0X88 Span 高位 Span 低位 00 00 00 校驗(yàn)值 第一個(gè)字節(jié) 0xff 為起始字節(jié) ,第二個(gè)字節(jié)為探測(cè)器編號(hào) ,第三個(gè)字節(jié)0x88 為命令 ,第四個(gè)字節(jié)為 span 高位值 ,第五個(gè)字節(jié)為 span 低位值 ,后三個(gè)字節(jié)為任意值 ,最后一個(gè)字節(jié)為校驗(yàn)和。 請(qǐng)?jiān)趥鞲衅鞴╇姺秶鷥?nèi)使用傳感器。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,可以和單片機(jī)直接接口。 地址輸入和控制線 :4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線 ,高電平有效。當(dāng) ST 上跳沿時(shí) ,所有內(nèi)部寄存器清零 。當(dāng) EOC為高電平時(shí) ,表明轉(zhuǎn)換結(jié)束 。OE=0,輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 ADC0809 的引腳分布如圖 所示 : 圖 ADC0809 的引腳分布圖 各腳功能如下 : D7D0:8 位數(shù)字量輸出引腳。 REF(+):參考電壓正端。 (以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 ). EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳 ,開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平 ,當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) ?由圖 可知 ,ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 (2). 初始化時(shí) ,使 ST和 OE信號(hào)全為低電平。 (6). 當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r(shí) ,這時(shí)給 OE 為高電平 ,轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 根據(jù)以上分析 ,設(shè)計(jì)硬件電路如下 : 圖 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)硬件電路原理圖 由硬件圖可知 : 單片機(jī)的 ,改變 輯狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)左履帶電機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)和停止。 單片機(jī)的 ,改變 輯狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)攝像頭電機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)和停止。 圖 無(wú)線傳輸模塊的硬件設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)下面 3個(gè)功能 : 。 如圖 所示 ,本設(shè)計(jì)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸部分的硬件設(shè)計(jì)包括單片端和 PC端兩部分 ,兩部分的重點(diǎn)都是如何實(shí)現(xiàn)基于 PTR2020 模塊的無(wú)線接口。 3232 芯片說(shuō)明 實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換可用分立元件 ,也可用集成電路芯片。本設(shè)計(jì)采用的芯片是 im 公司的 3232 芯片 ,該芯片的特點(diǎn)如下 : 符合所有的 RS232C 技術(shù)規(guī)范。 內(nèi)部集成兩個(gè) RS232C 驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)接收器。 C2+、 C2( 5 腳 ):轉(zhuǎn)換充電泵電容的正、負(fù)端。 GND(15 腳 ):接地。 圖 單片機(jī)與 PTR2020 連接硬件電路原理圖 AT89C51 主要完成數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)發(fā)送兩個(gè)功能。 圖中 ,S1 為復(fù)位按鍵 ,它和 C R1 共同構(gòu)成了單片機(jī)的復(fù)位電路 。它們分別由單片機(jī)的 、 、 控制 ,其狀態(tài)直接決定了 PTR2020 的工作方式。 PTR2020的 DO 和 DI分別與 3232 的 T1I