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單片機(jī)汽車(chē)防追尾系統(tǒng)論文-資料下載頁(yè)

2025-06-25 13:51本頁(yè)面
  

【正文】 的模擬部分,具有:分辨率高達(dá) 12 位、采樣率高達(dá)600kbps、30 個(gè)輸入通道、 內(nèi)部參考源的AD;高達(dá) 30 個(gè)模擬的輸入I/O,可以承受177。12V 輸入電壓,并有10 個(gè)MOSFET 門(mén)驅(qū)動(dòng)輸出,驅(qū)動(dòng)能力可調(diào);可實(shí)現(xiàn)電壓、溫度、電流檢測(cè);片內(nèi)集成 100MHz、精度為%1 的RC 振蕩器;外部可接 32KHz~20MHz 的晶振;具有可編程的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器(RTC);片內(nèi)具有 穩(wěn)壓源,可提供內(nèi)核電壓,實(shí)現(xiàn)睡眠和待機(jī)的低功耗模式[16]。(2)芯片其他資源包括 4Mbit 的用戶(hù)可用的Flash Memory、1kbit 的FlashROM、108kbit 的RAM;2 個(gè)PLL,最高頻率可達(dá)350MHz;支持多種 I/O 電平標(biāo)準(zhǔn),其中差分的I/O 標(biāo)準(zhǔn)有:LVPECL、LVDS、BLVDS、MLVDS;具有 AES、FlashLock 加密技術(shù);幾乎具有 ProASIC3 的所有資源。(3)開(kāi)發(fā)板外設(shè)資源有:512K 字節(jié)的SRAM、SP5301 USB PHY,帶有迷你USB 接口、1602 液晶、LVDS 接口,發(fā)送和接收各一路、四個(gè)可用的串口,兩個(gè)帶有座子、MiniISA 接口,可以擴(kuò)展ZLG 的MiniISA 工控板、用戶(hù)可用的多路模擬 I/O 接口、ADR525 AD 基準(zhǔn)源、 以及48MHz 晶振、核心板溫度、電壓、電流檢測(cè)電路、四路 MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路、5 個(gè)按鍵、8 個(gè)LED、交流蜂鳴器、VGA 接口、鼠標(biāo)鍵盤(pán)接口。(二) 測(cè)試結(jié)果與分析各模塊布局示意圖如圖18所示。圖18 各模塊布局示意圖1. 電源模塊測(cè)試,按下開(kāi)關(guān),當(dāng)DS3電源指示燈點(diǎn)亮?xí)r,表示電源已經(jīng)接通。用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得7805輸出端電壓約5V左右,即穩(wěn)壓電路工作正常。2. 模擬光電傳感器測(cè)試圖18中,模擬光電傳感器接口在自制電路板的右側(cè),按編號(hào)正確地將模擬光電傳感器接在自制電路板上,黑線(xiàn)表示地線(xiàn),黃線(xiàn)表示信號(hào)線(xiàn),紅線(xiàn)表示電源線(xiàn)。接通電源, 用數(shù)字萬(wàn)用表分別測(cè)出各模擬光電傳感器信號(hào)端輸出電壓,不斷移動(dòng)模擬光電傳感器相對(duì)道路上黑線(xiàn)的位置,并記錄各位置的電壓[13]。AV0和AV1電壓測(cè)試結(jié)果如表8所示。表4 AV0和AV1電壓測(cè)試結(jié)果向左側(cè)白區(qū)移動(dòng)←———黑線(xiàn)區(qū)域———→向右側(cè)白區(qū)移動(dòng)AV0(V)AV1(V)相對(duì)位移(cm)101從表4中可知,模擬光電傳感器在黑線(xiàn)區(qū)域內(nèi)的電壓最大,向兩側(cè)移動(dòng)時(shí),電壓是逐漸減小的,符合光敏電阻的工作原理,測(cè)試結(jié)果正常。其它各個(gè)模擬光電傳感器測(cè)試方法與AV0和AV1相同,在這就不一一列出其電壓值。表4還證實(shí)了一個(gè)結(jié)論,利用模擬光電傳感器檢測(cè)路徑精度比較高,在最小偏差1mm時(shí),電壓值也有比較明顯的變化。圖18中,DS1為紅外避障傳感器指示燈,當(dāng)紅外避障傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí),DS1點(diǎn)亮。避開(kāi)程序控制測(cè)試,并接通電源,在紅外避障傳感器前方設(shè)立一個(gè)高度一定的障礙物,假如DS1被點(diǎn)亮,表示其工作正常[12]。4. 聲光指示電路測(cè)試從圖14中可知,蜂鳴器為低電平驅(qū)動(dòng),在通上電源后,將A0(圖20)端口直接接地,蜂鳴器響,表示工作正常。將轉(zhuǎn)向指示燈引出端直接接地,發(fā)光二極管被點(diǎn)亮,表示工作正常。5. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路測(cè)試圖18中,D0、DD2和D3為L(zhǎng)298N的控制輸入端(INININ3和IN4),避開(kāi)程序控制測(cè)試,將D0接高電平、D1接低電平或D0接低電平、D1接高電平,看電機(jī)能否正反轉(zhuǎn)動(dòng),能表示L298N工作正常,否則反之;將D2接高電平、D3接低電平或D2接低電平、D3接高電平,看電機(jī)能否正反轉(zhuǎn)動(dòng),能表示L298N工作正常,否則反之。結(jié)束語(yǔ)系統(tǒng)以Fusion FPGA AFS600芯片為核心控制器件,結(jié)合紅外測(cè)距、路徑檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制、轉(zhuǎn)向電機(jī)控制、電源管理等模塊實(shí)現(xiàn)了高速公路汽車(chē)防追尾系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)中有以下幾點(diǎn)總結(jié):(一)安裝散熱片有助于提高芯片的工作時(shí)間和穩(wěn)定性在穩(wěn)壓電路和驅(qū)動(dòng)電路中主要使用了7805和L298N兩個(gè)芯片。小車(chē)在行駛過(guò)程中,由于電機(jī)需要的電流量比較大,所以隨著小車(chē)行駛時(shí)間的增長(zhǎng),7805和L298N兩個(gè)芯片會(huì)發(fā)燙,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其本身的散熱能力,隨著溫度的不斷升高,工作的穩(wěn)定性逐漸下降,最終影響了整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中需分別在這兩個(gè)芯片上安裝面積較大的散熱片,以便提高其散熱效果,提高其工作穩(wěn)定性和使用壽命。(二)紅外避障傳感器安裝位置相近,會(huì)產(chǎn)生相互影響此前為了能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目的,在小車(chē)的前端安裝了兩個(gè)紅外避障傳感器,一個(gè)用于檢測(cè)安全距離,一個(gè)用于檢測(cè)危險(xiǎn)距離。在使用中發(fā)現(xiàn),單個(gè)使用時(shí),檢測(cè)距離能達(dá)到設(shè)置要求,但兩個(gè)紅外避障傳感器同時(shí)使用時(shí),會(huì)對(duì)相互產(chǎn)生干擾,使二者的檢測(cè)距離都產(chǎn)生了不定值的變化,導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。為了減少兩個(gè)紅外避障傳感器之間的干擾,在兩個(gè)傳感器之間增加了一塊黑色不透明擋板,雖然效果有所改善,但仍然不理想,兩者之間還存在一定的干擾,最終在小車(chē)前端只安裝了一個(gè)紅外避障傳感器。(三)負(fù)重影響小車(chē)舵機(jī)轉(zhuǎn)向靈活度由于購(gòu)買(mǎi)的電池組重量較大,在小車(chē)行駛中,當(dāng)小車(chē)負(fù)載有電池組時(shí),不僅會(huì)降低車(chē)速,而且還會(huì)使舵機(jī)轉(zhuǎn)向靈活度大為下降,經(jīng)分析這是由于小車(chē)負(fù)重增加后,其前輪與地面的接觸面積變大,摩擦力也變大,使舵機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力增大,對(duì)此,采用提高車(chē)速的方法來(lái)解決,車(chē)速提高后,小車(chē)車(chē)輪與地面的接觸時(shí)間將縮短,阻力也相對(duì)減小,小車(chē)舵機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力也會(huì)相對(duì)減小,靈活度也將有所提高,但車(chē)速太快,檢測(cè)與轉(zhuǎn)換控制的滯后性容易使小車(chē)沖出跑道,因此,要綜合考慮二者對(duì)車(chē)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣?。之后的?shí)踐證明這一推斷是正確的,在保證小車(chē)尋跡行駛的情況下,舵機(jī)的轉(zhuǎn)向靈活度有所提高。(四)小車(chē)在電機(jī)選擇時(shí)需要注意的幾個(gè)指標(biāo)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在選擇小車(chē)時(shí)要注意的是前后兩個(gè)電機(jī)的質(zhì)量和前輪的轉(zhuǎn)向靈活度,在購(gòu)買(mǎi)時(shí)如果小車(chē)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的噪音較大,有雜音,那很可能該小車(chē)的電機(jī)質(zhì)量較差,且耗電量較大;倘偌小車(chē)前輪在懸空時(shí)手動(dòng)將其轉(zhuǎn)動(dòng)后不能自動(dòng)復(fù)位,則可判斷小車(chē)的轉(zhuǎn)向靈活度不高,這會(huì)造成小車(chē)行進(jìn)中自然狀態(tài)下難以實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)行駛。在以后的研究開(kāi)發(fā)中,可考慮使用左右輪分別用電機(jī)控制的小車(chē),在一定程度上轉(zhuǎn)向靈活度會(huì)有所提升。(五)避障與超車(chē)為減少紅外避障傳感器間的干擾,在小車(chē)前端只安裝一個(gè)紅外避障傳感器,這種做法有個(gè)弊端,就是當(dāng)紅外避障傳感器、檢測(cè)到前方有障礙物時(shí),小車(chē)就需要做出相應(yīng)的動(dòng)作,只能通過(guò)一定的延時(shí)加速才能避開(kāi)障礙物,動(dòng)作比較單一。為了提高系統(tǒng)的合理性,在今后的設(shè)計(jì)中,將逐步解決紅外避障傳感器間的干擾問(wèn)題。在小車(chē)的后部右側(cè)再裝紅外避障傳感器,以便能夠準(zhǔn)確地判斷出車(chē)是否已經(jīng)完成超車(chē),準(zhǔn)確地返回慢車(chē)道。參考文獻(xiàn)[1] (PROTELDXP).鄭州:鄭州大學(xué)出版社,2005:38,101.[2] 張洪潤(rùn),:清華大學(xué)出版社,2005:34.[3] :北京航空航天大學(xué)出版社,2005:237,279.[4] 王冠,:機(jī)械工作出版社,2007:35.[5] 夏宇聞. 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[17] :人民郵電出版社,200:146.[18] Navabi, Digital System :Publishing House of Electronics Industry, 2007:126.致謝感謝徐雪梅老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間對(duì)我細(xì)心的指導(dǎo),她的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。感謝徐雪梅老師,在專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)期間給予我諸多的幫助與關(guān)懷,這不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法,還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活即將劃上一個(gè)句號(hào)之際,謹(jǐn)向徐雪梅老師表示最崇高的敬意和最衷心的謝意!很高興能在這個(gè)美好的校園里度過(guò)我的大學(xué)四年生活。在此,我要真誠(chéng)的感謝電子與電氣工程系的領(lǐng)導(dǎo)和老師們,感謝他們?cè)谒哪甑膶W(xué)習(xí)生活中給予我的鼓勵(lì)與支持,是他們的關(guān)心和諄諄教導(dǎo),讓我順利的完成了我的本科學(xué)業(yè)。還要感謝我可愛(ài)的同學(xué)和朋友們,是他們的陪伴讓我在成長(zhǎng)路上感覺(jué)不到孤單,只有幸福。特別感謝我的爸爸、媽媽和妹妹,感謝他們?cè)谖覍W(xué)習(xí)期間對(duì)我的支持與理解,祝他們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)!最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué), 祝愿他們身體健康、工作順利、家庭美滿(mǎn);祝愿母校更上一層樓!
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