【正文】 D輸出發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR輸出數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5GND信號地6DSR輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒7RTS輸出請求發(fā)送8CTS輸入允許發(fā)送9RI輸入振鈴提示 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性參數(shù)有帶 37KΩ 時驅(qū)動器的輸出電平、輸出開路時接受器的輸出邏輯、輸入經(jīng) 300Ω 接地時接收器的輸出邏輯和驅(qū)動器轉(zhuǎn)換速率等。不同于傳統(tǒng)的 TTL 等數(shù)字電路的邏輯電平，RS232C 的邏輯電平以公共地為對稱，其邏輯“0”電平規(guī)定在 +3V +15V 之間，邏輯“1”電平規(guī)定在 3V 15V 之間，因此需要使用正負(fù)極性的雙電源供電。由于其與 TTL 等數(shù)字電路的邏輯電平不兼容，因此二者之間的連接必須使用電平轉(zhuǎn)換。一般使用中，只需要連接好 TXD、RXD、DSR、RTS、GND5 根線即可正常通信。如果去掉握手信號，最少使用 3 根線即可實現(xiàn)正常的串口通信。本設(shè)計采用 MAX232 芯片實現(xiàn)單片機(jī)和上位機(jī)之間電平的轉(zhuǎn)換，而且該芯片本身對電流具有一定的泵升的作用，因此廣泛應(yīng)用于串行通信中。 串行通信電路RS232C 接口電路包括 RS232C 接口電平轉(zhuǎn)換部分和 RS232C 總線連接部分。RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平與 TTL 電平之間的轉(zhuǎn)換用 MAX232 芯片實現(xiàn)，單片機(jī)的 TXD、RXD 分別連到 MAX232 的 T2in、R1out 端。在 RS232C 的總線連接上采用最簡單的三線連接模式，即連接 DB9 的 TXD、RXD 和 GND 三端，原理圖如圖 313 所示。圖 313 串行口模塊圖 電源管理模塊電源管理單元是系統(tǒng)硬件設(shè)計中的一個重要組成單元。根據(jù)系統(tǒng)各部分正常 工作的需要，本系統(tǒng)輸出電壓值分為 伏、5 伏和 9 伏三個檔。根據(jù)各部分正常工作的需要，系統(tǒng)電源管理單元選用 9V 3000mAh 的鋰電進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。其主要用于以下三個方面：1. 采用穩(wěn)壓芯片 將電源電壓穩(wěn)壓到 5V 后，給單片機(jī)系統(tǒng)電路、MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片，電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測的旋轉(zhuǎn)編碼器電路和驅(qū)動芯片供電。2. 采用穩(wěn)壓芯片 將電源電壓穩(wěn)壓到 后，給姿態(tài)檢測供電。3. 9V 直接給電機(jī)驅(qū)動芯片 MC33886 供電可直接驅(qū)動電機(jī)，無需在給電機(jī)連接電源。 芯片 GM1117 介紹正極可調(diào)和固定輸出的穩(wěn)壓器 GM1117 在設(shè)計上滿足 輸出，低壓差的性能。片上微調(diào)電壓最小參數(shù)可到參考電壓的 1%，可用做處理器電源，達(dá)到低壓工作和快速瞬態(tài)響應(yīng)要求。引腳兼容 LT1086 穩(wěn)壓器系列，GM1117 是在表面貼裝的 SOT223 和 TO252 封裝。 圖 314 GM1117模塊圖 電源管理模塊原理圖圖 315 電源管理模塊圖 結(jié) 論本文基于 ATMEL 公司的 8 位微處理器 Atmega 328P 為控制核心，設(shè)計了能實現(xiàn)自平衡的雙輪智能車硬件系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)計目的，系統(tǒng)需要實時知道小車當(dāng)前角度以及時調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)動來使小車的傾角維持在一定范圍，達(dá)到動態(tài)平衡的效果。因此系統(tǒng)的設(shè)計關(guān)鍵是如何準(zhǔn)確獲得小車的姿態(tài)，以及如何控制電機(jī)轉(zhuǎn)動。這部分主要涉及軟件部分，但這一切建立在硬件基礎(chǔ)上。硬件部分采用模塊化設(shè)計，主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)，姿態(tài)檢測模塊，直流驅(qū)動電機(jī)控制模塊，電源管理模塊，測速編碼模塊，串口調(diào)試模塊組成。為使姿態(tài)檢測準(zhǔn)確采用加速度傳感器和陀螺儀相結(jié)合的方法，用加速度傳感器長時間穩(wěn)定的特性，彌補陀螺儀的零點漂移及 A/D 采樣值單調(diào)性誤差積累增長。電機(jī)驅(qū)動部分選用成熟的 MC33886 方案，輸出電流最大可以達(dá)到 5A，可以實現(xiàn)電機(jī) PWM 調(diào)速，正反轉(zhuǎn)，制動等實時控制功能。為使開發(fā)快速簡潔，控制核心采用了 Arduino 最小系統(tǒng)版，可參考大量源代碼程序。由于時間和個人水平的限制，仍有許多地方需要完善。如考慮采用 MOS 管驅(qū)動電機(jī)獲得更好的加速性能；電機(jī)驅(qū)動芯片可采用光耦隔離，減少干擾；由于設(shè)計的限制，無法在路徑上進(jìn)行電磁檢測并行駛，所以如果添加相應(yīng)的電磁傳感器和相關(guān)的路徑識別器件，自平衡小車能夠具有更好的機(jī)動性。 參 考 文 獻(xiàn)［1］ 邵貝貝．單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2004［2］ 譚浩強．C 程序設(shè)計［M］.：清華大學(xué)出版社,2005 ［3］ 王效杰．基于變結(jié)構(gòu)控制的兩輪自平衡小車系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［D］.西安：西安電子科技大學(xué)，2006 ［4］ 秦劍．兩輪平衡車的制作［J］.,01 ［5］ 李凡紅. 兩輪自平衡小車系統(tǒng)［D］.北京:北京交通大學(xué),2010 ［6］ 梁文宇,周惠興,［J］.,02［7］ sp2 原理圖與 PCB 設(shè)計［M］．北京:電子工業(yè)出版社,2007 ［8］ 馬潮．高檔 8 位單片機(jī) ATmega128 原理與開發(fā)應(yīng)用指南［M］. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006 ［9］ 朱世鴻．微機(jī)系統(tǒng)和接口應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2006 ［10］ 沙占友,孟志永,王彥鵬．單片機(jī)外圍電路設(shè)計［M］.：電子工業(yè)出版社，2006 [11] Jonathan Oxeramp。Hugh Blemings. Practical Arduino[M].New York:SpringerVe rlag,2009 [12] Simon Arduino Projects for the evil genius[M].New York:McGrawHill,2010 致 謝本設(shè)計和論文是在我的導(dǎo)師鄒智慧老師的悉心指導(dǎo)下完成的，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到最終完成，鄒老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。每當(dāng)我遇到問題需要向鄒老師請教時，鄒老師總是從百忙之中抽出時間，直至我將問題解決為止。鄒老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識、創(chuàng)新的思維和高尚的人格給我留下了深刻的印象，并將使我受益終身。在此向鄒老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。感謝在設(shè)計過程中幫助過我的各位同學(xué)，尤其是本組的同學(xué)，在遇到不懂的問題時，他們總是毫無保留地把他們所知道的告訴我，在設(shè)計過程中，大家共同學(xué)習(xí)共同進(jìn)步的日子是我最享受的日子。感謝電子 090322 班所有同學(xué)以及我的室友曾經(jīng)給予我的支持和關(guān)懷。更感謝我的家人始終給予我的不懈支持和鼓勵。感謝這四年中，指導(dǎo)、教育過我的，通過這四年教育和指導(dǎo)，使我掌握了不少新的知識，還提供了這次畢業(yè)設(shè)計的機(jī)會。使我能進(jìn)一步的學(xué)習(xí)并掌握更多的知識。它必將為我以后步入社會，踏上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)，在此再次表示衷心的感謝！最后，再次向這四年中所有關(guān)心、支持和幫助過我的各位領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)們表示誠摯的感謝，還要衷心感謝參加論文評閱和論文答辯的各位老師！祝所有的老師工作順利，萬事如意！祝所有的同學(xué)心想事成，前途似錦！ 附 錄附錄Ⅰ系統(tǒng) PCB 圖: 附錄Ⅱ系統(tǒng)原理圖: