【正文】 e rV i n1GND2V ou t3U278 0 5R11KD1P L E DV C CD1I 40 07D2I N 4 00 7R1KQ190 1 3滅火風(fēng)扇V C CU i n 圖 32 直流 5V電路圖 電路中常在輸入端接入電容 C2 是為了抵消輸入引線感抗，消除自激。這個(gè)電勢差也被叫做霍爾電勢差。 霍爾傳感器測速原理 本系統(tǒng)是要完成測速功能，其實(shí)只要測出轉(zhuǎn)速，在乘以 周長，我們就可以知道速度。 傳感器電路設(shè)計(jì) 傳感器電路設(shè)計(jì)比較容易， 1 管腳接 Vcc， 2 管腳 GND， 3 管腳之間接一個(gè)電阻， 3 管腳輸出。將循環(huán)的頻率逐漸加快，到一定程度，由于人眼的視覺殘留現(xiàn)象，就產(chǎn)生各個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示，而且各位都顯示著不同的內(nèi)容的感覺。由于輸出的電流很小 ,直接將 CPU的輸出和直流電機(jī)的輸入相連是不能使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的。 表 L298N 邏輯功能圖 EnA In1 In2 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 0 停止 1 1 0 正轉(zhuǎn) 1 0 1 反轉(zhuǎn) 1 1 1 剎停 1 0 0 停 止 In3， In4 的邏輯圖與表 1 相同。滅火風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)電路如圖 38 所示 。 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖 36 所示。 L298 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電動(dòng)機(jī)， OUT1， OUT2 和 OUT3， OUT4 之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。為了 使顯示工作由中斷 “自動(dòng)進(jìn)行 ”，我們設(shè)立一個(gè) 4 字節(jié)的顯示緩沖器，把需要顯示的字形預(yù)先存放到這個(gè)緩沖區(qū) 。它的優(yōu)點(diǎn)是控制方便，顯示穩(wěn)定，但要占用較多的 I/O口。根據(jù)這個(gè)原理，通過電子電路 計(jì)出 每分鐘霍爾器件輸出高脈沖的個(gè)數(shù)，即可得到被測旋轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)速。 恒 流 源霍 爾 電 勢發(fā) 生 器施 密 特 發(fā)生 器差 分 放大 器G N D231 圖 33 44E 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 其工作原理就是：在 1， 2管腳之間輸入電壓 UC，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾片的兩端。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場相關(guān)的場合中使用。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 51 最小系統(tǒng)板操作簡單，使用方便?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。 早期的單片機(jī)都是 8 位或 4 位的。 方案二：采用專用芯片 L298N 作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。這樣， 當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)小車的原地旋轉(zhuǎn)。購買的玩具電動(dòng)車具有組裝完整的車架車輪、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。點(diǎn)陣圖形液晶模塊的點(diǎn)陣像素連續(xù)排列，行和列在排布中均沒有空隔。從電氣上， 8段數(shù)碼管又分 為共陰和共陽兩種。根據(jù)這個(gè)原理，通過電子電路計(jì)出每分鐘霍爾器件輸出高脈沖的個(gè)數(shù)，即可得到被測旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速。在單位時(shí)間內(nèi)記錄讀取到旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖數(shù)，即可 得到 旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。該系列變換器的電壓輸入范圍為 3～ 40V，輸出電壓可以調(diào)整，輸出開關(guān)電流可達(dá) ；工作頻率可達(dá) 100kHz，內(nèi)部參考電壓精度為 2％。 方案 三 ： 采用 P89V51RD2 單片機(jī)， P89V51RD2 是一款 80C51微控制器，包含了 64KBFLASH 和 1024字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM。 系統(tǒng)組成 根據(jù)滅火機(jī)器人的功能要求，設(shè)計(jì)的滅火機(jī)器人主要由控制器、 顯示 模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、測速模塊、滅火模塊 、報(bào)警模塊 以及電源模塊等組成。第三章為單元電路設(shè)計(jì)，是本論文的核心，介紹了電源模塊、顯示 模塊、測速模塊、單片機(jī)系統(tǒng)模塊的電路設(shè)計(jì)及其原理。 滅 火的總時(shí)間不超過 5 分鐘 。比如，高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防人員不可能在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)高處的火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)，在地下建筑中，由于環(huán)境比較潮濕，煙氣不易擴(kuò)散，消防人員不容易快速地判定火源位置；而在石化企業(yè)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，將產(chǎn)生大量的毒氣，消防人員在滅火時(shí)極易中毒。目前已有很多種功能不同的消防機(jī)器人用于救災(zāi)現(xiàn)場。Photoelectric Sensor。 本 文 滅火機(jī)器人是以 P89V51RD2 單片機(jī)為控制核心，加以直流電機(jī)、 尋火源 傳感器，電源電路以及其他電路構(gòu)成。 學(xué)生簽名 : 日 期 :東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 I 滅火機(jī)器人車體驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展使得機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，從以往 的 多應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域而漸漸融入人們的生活。 關(guān)鍵詞： P89V51RD2 直流電機(jī) 尋火源傳感器 霍爾傳感器 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 II Bodydriven Design of Firefighting Robot Abstract Along with the progress of the society, the development of robot technique make applied realm of the robot expand continuously, from the industry realm which was much applied in to melt into the people’s life gradually, The firefight robot, which is the new power within the fire fight troops, join to rob the insurance relief. And for the sake of being better in the service of life, the optimization of the firefight robot technical is imperative. This firefighting robot is based on P89V51RD2 microcontroller, DC motors, photoelectric sensors, power supply circuit and other circuits in addition. System control the robot39。 相關(guān)背景情況介紹 國外消防機(jī)器人的發(fā)展。 美國智能化保安公司的 ROVEH 遙控消防車已裝備于中部和西部消防部門，配備 履帶式或輪式行駛機(jī)構(gòu)，能抓樓梯，通過電纜供電或自攜蓄電池供電。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 本課題是關(guān)于滅火機(jī)器人車體 驅(qū)動(dòng) 的設(shè)計(jì)，通過學(xué)習(xí)掌握小車運(yùn)動(dòng)控制的基本原理，完成主電路的分析和設(shè)計(jì)。 本論文結(jié)構(gòu)安排 本文結(jié)構(gòu)以滅火機(jī)器人 的車體驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)為主線，從硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等來進(jìn)行闡述 。小車必須通過內(nèi)部設(shè)備采集現(xiàn)場環(huán)境情況進(jìn)行分析并做出相應(yīng)的動(dòng)作，以達(dá)到小車智能滅火的目的。 方案 二 ：控制器的核心采用凌陽公司生產(chǎn)的 16 位單片機(jī) SPCE061A。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 4 方案一：采用 12V 蓄電池為系統(tǒng)供電，經(jīng)過三端穩(wěn)壓集成芯片 7805 的電壓變換得到 5V 的電壓 ， 為單片機(jī)和傳感器供電。 方案一：采用測速發(fā)電機(jī)，測速發(fā)電機(jī)的原理就是把轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后單片機(jī)采集電壓信號(hào)即可完成轉(zhuǎn)速的測量。這樣就能以計(jì)脈沖的方式來測速。顯示模塊成了不可或缺的一個(gè)模塊。數(shù)顯液晶模塊是一種段型液晶顯示器件和專用的集成電路組成一體的功能部件，只能顯示數(shù)字和一些標(biāo)識(shí)符號(hào)。 液晶顯示器具有厚度薄、適于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)。 方案二：自己制作電 動(dòng)車。 綜上考慮，選擇方案二。盡管 它 的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一 個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件： CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。 90 年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。 4 個(gè) 8 位 I/O 口，含有 3 個(gè)高電流 P1 口（每個(gè) I/O口的電流為 16mA）； 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器；可編程看門狗定時(shí)器（ WDT）； 8 個(gè)中斷源， 4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； 2 個(gè) DPTR 寄 存器。同時(shí)，在輸出端接 上電容 C4是為了除集成穩(wěn)壓器的輸出噪聲，特別是高頻噪聲。 霍爾元件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們結(jié)構(gòu)牢固，體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗較小、頻率高、耐震動(dòng)、不怕灰塵、油污等污染和腐蝕。也就是說測速本質(zhì)上來說就是 測 轉(zhuǎn)速。其電路圖如圖 35 所示。這就是經(jīng)典的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理。使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的目 的就是將 CPU 的輸出電流放大 ,從而獲得足夠大的力矩 ,驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。由表 1 可知 EnA為低電平時(shí)，輸入電平對(duì)電機(jī)控制起作用，當(dāng) EnA 為高電平，輸入電平為一高一低，電機(jī)正 轉(zhuǎn) 或反轉(zhuǎn)。在 Uin 處接單片機(jī)的 IO 口，通過 IO口的輸出高低電平可以實(shí)現(xiàn)三極管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)滅火風(fēng)扇的開關(guān)控制。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eA3D a t e : 27 M a y 20 10 S he e t of F i l e : C : \ D oc u m e nt s a nd S e t t i ng s \ A dm i ni s t r a t o r \桌面 \ E x a m pl e s \ M yD e s i gn .dd bD r a w n B y :E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U280 5 1Y111 .05 9 2MC130pC230pV S S9VS4O U T 12O U T 23O U T 414O U T 313I S E N A1I S E N B15I N 15I N 27I N 310I N 412E N A6E N B11GND8L 29 8 N+C3 22uS1V C CV C C12345671112131415169810U3T L P 52 1R51KR61KR71KR81KR 131KR 141KR 151KR 161KC 10 uFC 14 uF+ C810 0 uF+ C 1210 0 uFD2 D6 D 10 D 14D3 D7 D 11 D 1512M112M2P P P P P P P P 123J1C O N 3R 191KGNDV C CI N T 0I N T 0R 20R E S 2R S TR S T12345678J4C O N 8P P P P P P P P P P P P P P P P K E Y 1K E Y 2K E Y 3123J5C O N 3K E Y 1K E Y 2K E Y 3V C CV C CV C CQ290 1 3L S 1S P E A K E RV C CR 21R E S 2P P + 12C2 uFC4 uF+C147 0 uF+C347 0 uF123J1C O N 3S1P ow e rV i n1GND2V ou t3U278 0 5R11KD1P L E DV C CD1I 40 07D2I N 4 00 7R1KQ190 1 3滅火風(fēng)扇V C CU i n 圖 36 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 11 我們采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)， L298N 的