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正文內(nèi)容

第十次多功能智能探測小車論文(編輯修改稿)

2025-02-13 02:24 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 片機(jī),功耗很大。方案2:利用LM298及其外部輔助電路和電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動電路。單片機(jī)控制口接LM298的兩個(gè)輸入控制端IN1,IN2。L298的兩個(gè)輸出端OUT1(2),OUT2(10)接電機(jī)。電機(jī)轉(zhuǎn)動狀態(tài)編碼:左電機(jī)右電機(jī)左電機(jī)右電機(jī)電動車運(yùn)行狀態(tài)1IN11IN22IN12IN21010正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)前行1001正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)1000正轉(zhuǎn)停以左電機(jī)為中心原地左轉(zhuǎn)0110反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)0010停正轉(zhuǎn)以右電機(jī)為中心原地右轉(zhuǎn)0101反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)后退1111殺停殺停立刻停止根據(jù)上表可知,只要設(shè)定兩塊L298的1IN1,1IN2,2IN1,2IN2四個(gè)控制端口的不同編碼,就可得到電動車的前進(jìn),后退,旋轉(zhuǎn)等不同的運(yùn)行狀態(tài);,可使電動車快速運(yùn)行。故采用方案2。(5)控制器模塊方案1:采用可編程邏輯期間CPLD作為控制器。CPLD可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式,提高了系統(tǒng)的處理速度,適合作為大規(guī)模控制系統(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能,對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。且從使用、功耗及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。方案2:采用16位單片機(jī),它是16位控制器,具有體積小、驅(qū)動能力高、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。處理速度高,尤其適用于語音處理和識別等領(lǐng)域。但是當(dāng)凌陽單片機(jī)應(yīng)用語音處理和辨識時(shí),由于其占用的CPU資源較多而使得凌陽單片機(jī)同時(shí)處理其它任務(wù)的速度和能力降低。本系統(tǒng)主要是進(jìn)行尋跡運(yùn)行的檢測以及電機(jī)的控制。如果單純的使用凌陽單片機(jī),在語音播報(bào)的同時(shí)小車的控制容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和編程的簡潔性考慮,我們放棄了單純使用凌陽單片機(jī)而考慮其它的方案。方案3:AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器,F(xiàn)lash 程序存儲器支持并行和串行在系統(tǒng)編程(ISP)。并行編程方式提供了高速的分組編程(頁編程)方式,可節(jié)省編程成本和上市時(shí)間。ISP 允許在軟件控制下對成品中的器件進(jìn)行重復(fù)編程。應(yīng)用固件的產(chǎn)生/更新能力實(shí)現(xiàn)了ISP 的大范圍應(yīng)用從方便使用的角度考慮,我們選擇了方案3。(6) 線路跟蹤電路方案1:采用CCD單色攝像頭,配計(jì)算機(jī)主板及圖像采集卡。對白背景下,黑線的識別,目前做的比較成熟,效果相當(dāng)好。但成本高,很難找到合適的載體。方案2:采用顏色傳感器。目前顏色傳感器的應(yīng)用,越來越廣泛,效果也可以。但幾百元的價(jià)格及相對復(fù)雜的處理電路,并且還需要光源,所以也不是一個(gè)很好的選擇。方案3:采用紅外光電發(fā)射接收管。該傳感器不但價(jià)格便宜,容易購買,而且處理電路簡單易行,實(shí)際使用效果很好,能很順利地引導(dǎo)小車按規(guī)定的線路尋跡。我們選擇方案3。 4 第二章 單元硬件電路設(shè)計(jì)第二章 單元硬件電路設(shè)計(jì) 光電對管尋跡模塊圖2所示電路中,R5(220)起限流電阻的作用,當(dāng)有光反射回來時(shí),光電對管中的三極管導(dǎo)通,R9(10k)的上端變?yōu)楦唠娖?,此時(shí)VT1飽和導(dǎo)通,三極管集電極輸出低電平。當(dāng)沒有光反射回來時(shí),光電對管U2中的三極管不導(dǎo)通,VT1截至,其集電極輸出高電平。VT1在該電路中起到濾波整形的作用。經(jīng)試驗(yàn)和示波器驗(yàn)證,該電路工作性能一般,輸出還有雜散干擾波的成分。如果輸出加施密特觸發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)良好的輸出波形。但是這種電路用電量比較大,給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。究其原因,是因?yàn)楣饷羧龢O管和三極管VT1導(dǎo)通時(shí)的導(dǎo)通電流較大??紤]用比較器的方案,圖中可調(diào)電阻R1可以調(diào)節(jié)比較器的門限電壓,經(jīng)示波器觀察,輸出波形相當(dāng)規(guī)則,可以直接夠單片機(jī)查詢使用。而且經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證給此電路供電的電池的壓降較小。因此我們選擇此電路作為我們的傳感器檢測與調(diào)理電路。此光電對管電路簡單,工作性能穩(wěn)定。圖2  光電尋跡檢測及放大電路圖我們采用電機(jī)驅(qū)動芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動,驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)如圖3所示:圖3 L298N驅(qū)動電路L298N的12四個(gè)引腳接到單片機(jī)上,通過對單片機(jī)的編程就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的PWM調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)等功能。通過紅外線的發(fā)射和接收來檢測是否有障礙物的存在,接著對信號的反饋信息交由單片機(jī)進(jìn)行處理。以下是單片機(jī)控制的紅外檢測電路的工作原理及相關(guān)的電路園路圖:由D1發(fā)射紅外線,D2接收紅外信號。由芯片LM567第⑤R+、⑥C+腳為譯碼中心頻率設(shè)定端,一般通過調(diào)整其外接可變電阻W改變捕捉的中心頻率。圖中紅外載波信號來自LM567的第5角,也即載波信號與捕捉中心頻率一致,這時(shí)小車通過的單片機(jī)處理的結(jié)果是小車沿正確路線行走,這樣就能夠極大的提高抗干擾特性。保持舵機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)能夠穩(wěn)定。減少外界的非障礙物的干擾。當(dāng)接收到的紅外載波信號和捕捉中心頻率一致時(shí),說明不是干擾,LM567的第8(OUT)角輸出低電平。觸發(fā)三極管的導(dǎo)通狀態(tài),使紅外發(fā)射管發(fā)射,采用一體紅外接收頭接受信號。遇到障礙物時(shí)送給單片機(jī)一個(gè)高電平觸發(fā),由單片機(jī)進(jìn)行處理,進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。紅外避障模塊的電路原理圖如下圖4所示:圖4 紅外避障電路圖 單片機(jī)AT89C51核心模塊圖5 基于AT89C51的單片機(jī)系統(tǒng)
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