畢業(yè)設計電動車蹺蹺板(編輯修改稿)
2025-07-31 21:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 復論證以及老師的指導，我對本設計制作了如下方案：（1）車體用單面敷銅板手工制作。（2）采用ATmage16L單片機作為主控制器。（3），、穩(wěn)壓后為單片機系統(tǒng)和其他部分供電。（4）紅外檢測模塊對小車的實現(xiàn)行駛路徑的修正和蹺蹺板邊緣的尋跡。（5）自制角度傳感器用于蹺蹺板平衡點的捕捉。（6）L298N作為直流電機的驅(qū)動芯片。系統(tǒng)的結(jié)構框圖如圖3所示：圖3 系統(tǒng)的結(jié)構框圖第三章 硬件設計 單片機選型根據(jù)設計需要，我選用了ATMEL公司AVR單片機做為本設計的主控制器。AVR單片機是ATMEL公司1997年推出的精簡指令集（RISC）單片機系列。ATMEL公司通過AVR把RISC技術帶到了8位單片機世界，這種全新的結(jié)構帶來了很多優(yōu)勢。該系列的程序存儲器是在片內(nèi)的Flash存儲器，可以反復修改上千次。這對新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品升級都是很方便的。單片機的指令基本上都是單個晶振周期的，能夠達到1MIPS/MHZ的性能。該系列單片機針對應用C語言編程做了優(yōu)化；很多型號都是寬電壓工作的，同時各種睡眠模式有利于降低系統(tǒng)功耗；再加上內(nèi)部的振蕩器、看門狗、上電復位、A/D輸入、PWM輸出等功能，使其可以被稱為“零外設”的單片機，具有片上系統(tǒng)的雛形。因此，AVR單片機適合于很多領域的應用，表現(xiàn)出卓越的性能。 電源設計由于鋰電池具有以下優(yōu)點：1．擁有高能量密度，重量能量密度為2倍；2．高電壓，是鎳鎘電池、鎳氫電池的3倍（鎳鎘、）；3．使用電壓平坦并且高容量；4．負荷特性，2C放電為可能；5．廣泛的使用溫度 －20℃～60℃；6．優(yōu)秀的充放電壽命，經(jīng)過500次放電后其容量至少還有70％以上。，、穩(wěn)壓后為單片機系統(tǒng)和其他部分供電，這樣就解決了本設計的供電問題。電源電路圖如圖4：圖4 電源電路 光電檢測電路設計對于小車的尋跡，我們采用的是紅外檢測管，單光束反射取樣式光電傳感器ST188。它由紅外發(fā)射器和感光器組成，通常這兩個部分是封裝在一起的。利用ST188構成的檢測電路如圖5所示。ST188正常工作時，紅外線光二極管發(fā)出紅外線。如果檢測面表面光潔度憑證，發(fā)出的紅外線經(jīng)檢測面發(fā)射后在光敏三極管產(chǎn)生光電效應。產(chǎn)生的電流經(jīng)過放大后輸出電信號。圖5 光電檢測電路圖中比較器LM311的同相輸入端在沒有檢測到發(fā)射信號（不在白線區(qū)）時固定為高電平，而反相輸入端的電壓由電阻分壓提供（，由可變電阻器改變電壓值）。LM311比較同相端和反相端的輸入電壓。當在白線區(qū)時，反射的紅外線導致光敏三極管導通，同相端輸入低電平，比較的結(jié)果為輸出端為低電平，發(fā)光二極管亮；當不在白線區(qū)時，光敏三極管截止，同相端輸入高電平，比較的結(jié)果為輸出端為低電平，發(fā)光二極管滅。 電機控制電路設計在電機控制電路設計這方面我們比較常用的方式主要有H橋驅(qū)動，電路得名于“H橋式驅(qū)動電路”是因為它的形狀酷似字母H。4個三極管組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠。要使電機運轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對三極管導通。利用分立元件構成的H橋驅(qū)動電路如圖6所示，由四個兩組三極管組成，任一狀態(tài)下由對角的兩個三極管構成通路，使電源電壓可以正反向加到電機兩端，從而實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)的控制。圖6 H橋驅(qū)動電路 現(xiàn)在大部分電機的驅(qū)動都是采用集成驅(qū)動芯片L298N來實現(xiàn)，一片L298N中包含兩個H橋，這樣可以同時對小車兩側(cè)的電機實現(xiàn)運動控制。因此，在設計中采用了L298N來驅(qū)動直流電機。L298N是一款能承受高壓大電流的全橋型直流、步進電壓驅(qū)動器。其引腳如表1所示。表1 L298N引腳編號與功能引腳編號名稱功能1電流傳感器A在該引腳和地之間接小阻值可用來檢測電流2輸出引腳1內(nèi)置驅(qū)動器A的輸出端1，接至電機A3輸出引腳2內(nèi)置驅(qū)動器A的輸出端2，接至電機A4電機電源端電機供電輸入端5輸入引腳1內(nèi)置驅(qū)動器A的邏輯控制輸入端16使能端A內(nèi)置驅(qū)動器A的使能端7輸入引腳2內(nèi)置驅(qū)動器A的邏輯控制輸入端28邏輯地邏輯地9邏輯電源端邏輯控制電路的電源輸入端10輸入引腳3內(nèi)置驅(qū)動器B的邏輯控制輸入端111使能端B內(nèi)置
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