【文章內(nèi)容簡介】 ode constitute the Hbridge integrated amplifier circuitL298雙通道直流電機驅(qū)動芯片L298N是Description ST公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A以下的電機。其引腳排列如圖1中U4所示，1腳和15腳可單獨引出連接電流采樣電阻器，形成電流傳號。L298可驅(qū)動2個電機，OUTl、OUT2和OUTOUT4之間分別接2個電動機。12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)，ENA，ENB接控制使能端，同時也是PWM脈沖是輸入腳，控制電機的停轉(zhuǎn)。 L298驅(qū)動芯片是性能優(yōu)越的小型直流電機驅(qū)動芯片之一。它可被用來驅(qū)動兩個直流電機或者是雙極性步進電機。在6—46V的電壓下，可以提供2A的額定電流。L298還有過熱自動關(guān)斷功能，并有反饋電流檢測功能。為保證L298正常工作，本次設(shè)計加裝二極管反饋電路，如圖212所示：圖212 L298封裝模型Figure 212 L298 model packageL298驅(qū)動雙電機的電路連接圖如圖213：圖213 L298驅(qū)動雙電機的電路連接圖Figure 213 L298 motordriven doubleconnection of the circuit電機控制邏輯見表21：Vss=5V芯片電源電壓，Vs=18V電機動力電壓表21 電機控制邏輯Table 21 motor control logicIN1IN2IN3IN4M1M21010正反0101反反1001正反0000急停急停電機調(diào)速方面采用PWM脈沖調(diào)速[6]脈寬調(diào)制(PWM)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。 模擬信號的值可以連續(xù)變化，其時間和幅度的分辨率都沒有限制。9V電池就是一種模擬器件，因為它的輸出電壓并不精確地等于9V，而是隨時間發(fā)生變化，并可取任何實數(shù)值。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內(nèi)。模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別在于后者的取值通常只能屬于預(yù)先確定的可能取值集合之內(nèi)，例如在{0V, 5V}這一集合中取值。 模擬電壓和電流可直接用來進行控制，如對汽車收音機的音量進行控制。在簡單的模擬收音機中，音量旋鈕被連接到一個可變電阻。擰動旋鈕時，電阻值變大或變小；流經(jīng)這個電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動揚聲器的電流值，使音量相應(yīng)變大或變小。與收音機一樣，模擬電路的輸出與輸入成線性比例。 通過以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外，許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了PWM控制器，這使數(shù)字控制的實現(xiàn)變得更加容易了。 簡而言之，PWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。 下面幾副圖顯示了三種不同的PWM信號。圖215（a）是一個占空比為10%的PWM輸出，即在信號周期中，10％的時間通，其余90％的時間斷。圖(b)和圖(c)顯示的分別是占空比為50%和90%的PWM輸出。這三種PWM輸出編碼的分別是強度為滿度值的10%、50%和90%的三種不同模擬信號值。例如，假設(shè)供電電源為9V，占空比為10%。 圖a圖b圖c圖215 三種不同的PWM信號Figure 215 three different PWM signal圖216是一個可以使用PWM進行驅(qū)動的簡單電路。圖中使用9V電池來給一個白熾燈泡供電。如果將連接電池和燈泡的開關(guān)閉合50ms，燈泡在這段時間中將得到9V供電。如果在下一個50ms中將開關(guān)斷開，燈泡得到的供電將為0V。如果在1秒鐘內(nèi)將此過程重復10次，(9V的50%)上一樣。這種情況下，占空比為50%，調(diào)制頻率為10Hz。圖216 用PWM進行驅(qū)動的簡單電路Figure 216 PWM to drive with a simple circuit大多數(shù)負載(無論是電感性負載還是電容性負載)需要的調(diào)制頻率高于10Hz。設(shè)想一下如果燈泡先接通5秒再斷開5秒，然后再接通、再斷開……。占空比仍然是50%，但燈泡在頭5秒鐘內(nèi)將點亮，在下一個5秒鐘內(nèi)將熄滅。，通斷循環(huán)周期與負載對開關(guān)狀態(tài)變化的響應(yīng)時間相比必須足夠短。要想取得調(diào)光燈(但保持點亮)的效果，必須提高調(diào)制頻率。在其他PWM應(yīng)用場合也有同樣的要求。通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。 在電機控制電機PWM系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：（1）主電路線路簡單，需用的功率器件少。（2）開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達1：10000左右。（4）若與快速響應(yīng)的電動機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強。（5）功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導通損耗小，當開關(guān)頻率適當時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。（6）直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。（7）當輸入信號為零時，伺服電機處于微振狀態(tài)，克服了靜摩擦力的影響，有利于改善伺服系統(tǒng)低速運行時的平性。由于有上述優(yōu)點，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，本次設(shè)計采用了用軟件來產(chǎn)生PWM脈沖來實現(xiàn)電機調(diào)速。，來實現(xiàn)對電機的控制。本次設(shè)計采用了BIM418(433)F無線收發(fā)模塊。它是英國Radiometrix公司的一款低功耗超高頻數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，載波頻率分別為418 MHz和433 MHz，具有通信速率高、性能可靠、體積小的優(yōu)點，只接少許外圍電路即可工作，使用非常方便，既可發(fā)送又可接收。無線收發(fā)模塊與微處理器8051的接線見圖2。模塊15腳(發(fā)射允許端)接為高電平，禁止發(fā)射功能，16腳(接收允許端)接為低電平，使能接收功能。模塊12腳RXD端為接收到的數(shù)據(jù)信息，11腳為載波測試端，該端為低時12腳的數(shù)據(jù)有效。主要特性為：微型PCB(印制電路板)疊層結(jié)構(gòu)；工作在業(yè)余無線電波波段；可雙向傳送；單向傳輸速率可達到40 kbit/s；室內(nèi)有效范圍為20 m，空曠處有效范圍為100 m； V～ V，工作電流小于15 mA；可與CMOS邏輯和TTL邏輯兼容。在機器人足球比賽過程中，機器人的無線通信協(xié)議采用廣播式通信方式。上位機通過無線通信設(shè)備，每隔20 ms～30 ms發(fā)出一幀數(shù)據(jù)(規(guī)劃場上所有機器人運動的控制命令)，每個機器人全部接收，然后機器人根據(jù)自己的地址編號(機器人ID編碼)，從數(shù)據(jù)串中確定出發(fā)給自己的命令。每個機器人ID編碼通過機器人車載控制板上的撥碼開關(guān)來設(shè)定。接線電路見圖217。采用成熟的商業(yè)化的無線通信模塊BIM418(433)F，對于縮短開發(fā)周期、確保通信系統(tǒng)的高度可靠性具有重要意義。開發(fā)出的系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、無調(diào)整器件、抗干擾性好、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，已經(jīng)成功應(yīng)用于參加的機器人足球比賽實踐中。圖217 無線電線通訊接口圖Figure 217 radiomunications interface map這樣整個機器人的驅(qū)動和硬件電路系統(tǒng)就基本上是完成了。焦作大學畢業(yè)設(shè)計 3 足球機器人的軟件設(shè)計3 足球機器人的軟件設(shè)計在完成了硬件的設(shè)計之后，需要進行相應(yīng)的軟件設(shè)計，對機器人的控制的思想，是直接通過軟件程序表達的。因此，軟件設(shè)計是整個設(shè)計過程中最重要的部分之一，直接關(guān)系到機器人在賽場上的表現(xiàn)。本章先對程序運行的重要環(huán)節(jié)—AD轉(zhuǎn)換器的讀寫控制進行了說明，再針對各個功能模塊設(shè)計了相關(guān)軟件，各模塊間相互獨立，可用于測試各個部件的運行狀況。最后合成一個具有完整性能和多判斷的比賽應(yīng)用程序。 A/D轉(zhuǎn)換器的讀寫控制模塊[8]A/D轉(zhuǎn)換的過程首先向P0和P2端口輸入AD0809的通道0地址，此時ALE地址鎖存在信號將，地址鎖存，單片機讀寫端,，OE有高電平打開三態(tài)門，同時，STRAT和ALT接在一起，程序輸入一個正脈沖啟動A/D轉(zhuǎn)換，把內(nèi)部轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送往總路線，當EOC由低變高時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)換結(jié)束。用C語言實現(xiàn)的代碼如下[9]：include include define IN0 XBYTE[0xFEF8] /* 0通道的絕對地址*/define IN1 XBYTE[0xFEFA] /*2通道的絕對地址*void abc0809_1(uchar idata *x)。 /*找球傳感器的值*/void abc0809_2(uchar idata *x)。 /*灰度傳感器的值*/void main (void){ uchar idata ab[2]。 /*存放找球傳感器的數(shù)值*/ uchar idata ac[2]。 /*存放灰度傳感器的數(shù)值*/ uchar idata ad[2]。 /*存放最原始灰度傳感器的值*/ abc0809_2(ad)。 /*提取灰度傳器最原始的值*/ abc0809_1(ab)。 /*取找球傳感器的數(shù)值*/}void abc0809_1(uchar data *x) /*提取找球傳感器值的函數(shù)*/{ uchar i 。 uchar idata *ad_dr。 ad_dr=amp。IN0。 for(i=0。j2。i++){ do{*ad_dr=i x[i]=*ad_dr。 }while(P1^5==0)。}}void abc0809_2(uchar data *x) /*提取灰度傳感器值的函數(shù)*/{ uchar i 。 uchar idata *ad_dr。 ad_dr=amp。IN1。 for(i=0。j2。i++){ do{*ad_dr=i x[i]=*ad_dr。 }wh