畢業(yè)設(shè)計(jì)電動(dòng)車(chē)蹺蹺板(編輯修改稿)
2025-07-31 21:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 復(fù)論證以及老師的指導(dǎo)，我對(duì)本設(shè)計(jì)制作了如下方案：（1）車(chē)體用單面敷銅板手工制作。（2）采用ATmage16L單片機(jī)作為主控制器。（3），、穩(wěn)壓后為單片機(jī)系統(tǒng)和其他部分供電。（4）紅外檢測(cè)模塊對(duì)小車(chē)的實(shí)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(diǎn)的捕捉。（6）L298N作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示：圖3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖第三章 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)選型根據(jù)設(shè)計(jì)需要，我選用了ATMEL公司AVR單片機(jī)做為本設(shè)計(jì)的主控制器。AVR單片機(jī)是ATMEL公司1997年推出的精簡(jiǎn)指令集（RISC）單片機(jī)系列。ATMEL公司通過(guò)AVR把RISC技術(shù)帶到了8位單片機(jī)世界，這種全新的結(jié)構(gòu)帶來(lái)了很多優(yōu)勢(shì)。該系列的程序存儲(chǔ)器是在片內(nèi)的Flash存儲(chǔ)器，可以反復(fù)修改上千次。這對(duì)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品升級(jí)都是很方便的。單片機(jī)的指令基本上都是單個(gè)晶振周期的，能夠達(dá)到1MIPS/MHZ的性能。該系列單片機(jī)針對(duì)應(yīng)用C語(yǔ)言編程做了優(yōu)化；很多型號(hào)都是寬電壓工作的，同時(shí)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(mén)狗、上電復(fù)位、A/D輸入、PWM輸出等功能，使其可以被稱(chēng)為“零外設(shè)”的單片機(jī)，具有片上系統(tǒng)的雛形。因此，AVR單片機(jī)適合于很多領(lǐng)域的應(yīng)用，表現(xiàn)出卓越的性能。 電源設(shè)計(jì)由于鋰電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：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(fù)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(guò)500次放電后其容量至少還有70％以上。，、穩(wěn)壓后為單片機(jī)系統(tǒng)和其他部分供電，這樣就解決了本設(shè)計(jì)的供電問(wèn)題。電源電路圖如圖4：圖4 電源電路 光電檢測(cè)電路設(shè)計(jì)對(duì)于小車(chē)的尋跡，我們采用的是紅外檢測(cè)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(gè)部分是封裝在一起的。利用ST188構(gòu)成的檢測(cè)電路如圖5所示。ST188正常工作時(shí)，紅外線光二極管發(fā)出紅外線。如果檢測(cè)面表面光潔度憑證，發(fā)出的紅外線經(jīng)檢測(cè)面發(fā)射后在光敏三極管產(chǎn)生光電效應(yīng)。產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)放大后輸出電信號(hào)。圖5 光電檢測(cè)電路圖中比較器LM311的同相輸入端在沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)射信號(hào)（不在白線區(qū)）時(shí)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(dāng)在白線區(qū)時(shí)，反射的紅外線導(dǎo)致光敏三極管導(dǎo)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(dāng)不在白線區(qū)時(shí)，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(jī)控制電路設(shè)計(jì)在電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)這方面我們比較常用的方式主要有H橋驅(qū)動(dòng)，電路得名于“H橋式驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。利用分立元件構(gòu)成的H橋驅(qū)動(dòng)電路如圖6所示，由四個(gè)兩組三極管組成，任一狀態(tài)下由對(duì)角的兩個(gè)三極管構(gòu)成通路，使電源電壓可以正反向加到電機(jī)兩端，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制。圖6 H橋驅(qū)動(dòng)電路 現(xiàn)在大部分電機(jī)的驅(qū)動(dòng)都是采用集成驅(qū)動(dòng)芯片L298N來(lái)實(shí)現(xiàn)，一片L298N中包含兩個(gè)H橋，這樣可以同時(shí)對(duì)小車(chē)兩側(cè)的電機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。因此，在設(shè)計(jì)中采用了L298N來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。L298N是一款能承受高壓大電流的全橋型直流、步進(jìn)電壓驅(qū)動(dòng)器。其引腳如表1所示。表1 L298N引腳編號(hào)與功能引腳編號(hào)名稱(chēng)功能1電流傳感器A在該引腳和地之間接小阻值可用來(lái)檢測(cè)電流2輸出引腳1內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器A的輸出端1，接至電機(jī)A3輸出引腳2內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器A的輸出端2，接至電機(jī)A4電機(jī)電源端電機(jī)供電輸入端5輸入引腳1內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器A的邏輯控制輸入端16使能端A內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器A的使能端7輸入引腳2內(nèi)置驅(qū)動(dòng)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(dòng)器B的邏輯控制輸入端111使能端B內(nèi)置
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1