【正文】 最后感謝學(xué)校給我們提供這種獨(dú)立自主研究性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，充分開發(fā)了我們的創(chuàng)新能力讓我們有能力和經(jīng)驗(yàn)去面對更復(fù)雜更難做的任務(wù)，讓我們在課設(shè)中學(xué)到如何運(yùn)用所學(xué)知識去創(chuàng)造更多的財(cái)富，這是我們在學(xué)校里成才的必要條件，為以后對社會(huì)做更多貢獻(xiàn)打下了基礎(chǔ)。 我的小組組員在我的設(shè)計(jì)里也提了很多寶貴意見，讓我的電路圖連接的更為準(zhǔn)確精美，正是在我們的討論中我的思路 逐漸清晰完整，并最終完成了我的設(shè)計(jì)。同時(shí)在軟件的操作中也給了我很多指導(dǎo)。 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 28 致謝 感謝我的指導(dǎo)老師祝老師在此次課程設(shè)計(jì)中給予我熱情而耐心的指導(dǎo)和我組組員對我的幫助。 在設(shè)計(jì)中我們 通過自己的不懈努力 克服了一個(gè)又一個(gè) 的困難 。因而，機(jī)器人在運(yùn)行 過程中 能得到良好控制，連續(xù)多次成功的實(shí)際演示證明，本次設(shè)計(jì) 中軟 硬 件 都 是 比較 成功的 。 成功實(shí)現(xiàn)了用較少的硬件完成復(fù)雜功能的設(shè)計(jì)。 圖 28：迷宮 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 24 9：程序流程圖 1： 主程序流程圖 。另外一個(gè)為穩(wěn)壓后的 5V電源指示燈 。 前面有 一個(gè) 紅外線傳感器，也就是線路板中的 U4單元，右上 角 和右小 角 的紅外線分別是 U2和 U1單元，左上 角 和左下 角 的紅外線分別是 U5和 U3單元。 兩快線路板采用排線進(jìn)行 數(shù)據(jù) 信息和控制信號的傳輸。前面的輪子只是起支撐作用。 C 操作溫度范圍 ： 機(jī)器人 構(gòu)造介紹 機(jī)器人是 由三個(gè)輪子，一快底座板，兩層線路板組成。 接線座也可通過網(wǎng)絡(luò)模塊為總線模塊提供電源，同時(shí)可控制 FPRLY422模塊 和網(wǎng)絡(luò)模塊并提示二者之間的通信狀態(tài)。 R E 120KR E 220KRB2kV C C + 1 2 VR E F +C T L 2 30PC T L 1 0 .1 UAACCRRT L 4 3 1BBCCEEQ29 0 1 5迷宮機(jī)器人設(shè)計(jì) 19 19 ：繼電器的工作原理 FPRLY422具有 4個(gè)用于切換通用信號及負(fù)載的單刀雙擲繼電器。 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力度可以調(diào)節(jié)電路中的 W1 和 W2，在調(diào)節(jié)時(shí)候，可以改變閉合 回路中電流，回路中電流的大小決定了步進(jìn)電機(jī)的前進(jìn)力量。其他芯片的 5V 芯片由它穩(wěn)壓得到。 步進(jìn)電機(jī)的工作電壓可以在 5V 到 36 伏的范圍內(nèi)正常工作。在這個(gè)動(dòng)作完成后，根據(jù)機(jī)器人前進(jìn)時(shí)候后所保存的數(shù)據(jù)，再次 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，讓它畫出走迷宮時(shí)候的路線圖。連接在三極管集電極的繼電器也會(huì)在控制信號來臨后工作。 P1 口的口線連接到 L297 的相應(yīng)的控制端，通過軟件的合理編排，到達(dá)控制電機(jī)按預(yù)期方向轉(zhuǎn)動(dòng)的目的。 11ou t 12ou t 23vss4i n15e n_ a6i n27gnd8vcc9i n310e n_ b11i n412ou t 313ou t 4141515I C 3L 29 8NR 150. 5K / 0. 5W R 160. 5K / 0. 5WA2K1D1A2K1D2A2K1D3A2K1D4A2K1D5A2K1D6A2K1D7A2K1D8V C C + 5VC S B 2C S B 11234J P 54 H E A D E RC S M 130PC S M 230PV C C + 12 V迷宮機(jī)器人設(shè)計(jì) 17 17 ：引腳說明 表 4 編號 名稱 功 能 描 述 1 電流傳感器 A 在該引腳和地之間接小電阻可用來檢測電流 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) A 3 輸出引腳 2 內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器 A 的輸出端 2，接至電機(jī) A 4 電源 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 1 6 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 2 8 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 1 11 使能端 B 內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器 B 的使能端 12 輸入引腳 4 內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器 B 的邏輯控制輸入端 2 13 輸出引腳 3 內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器 B 的輸出端 1，接至電機(jī) B 14 輸出引腳 4 內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器 A 的輸出端 2，接至電機(jī) B 15 電流傳感器 B 在該引腳和地之間接小電阻可用來檢測電流 的控制邏輯 表 5 輸 入 信 號 電機(jī)運(yùn)動(dòng)方式 使能端 A/B 輸入引腳 1/3 輸入引腳 2/4 1 1 0 前進(jìn) 1 0 1 后退 1 1 1 停車 1 0 0 緊急停車 0 X X 自由轉(zhuǎn)動(dòng) ： L297 和 L298 的連接驅(qū)動(dòng)電路 11out 12out 23vss4i n15e n_ a6i n27gnd8vcc9i n310e n_ b11i n412out 313out 4141515I C 3L 29 8NR 15 K / R 16 K / A2K1D1A2K1D2A2K1D3A2K1D4A2K1D5A2K1D6A2K1D7A2K1D8R 1322KV C C + 5VP 1. 1C S B 2 UC S B 1 us y c n1gnd2hom e3a4/ i nt 15b6c7/ i nt 28d9en10c on t r11vs12sens213sens114V r e f15osc16c w / | c c w17c l k18ha l f / | f ul l19/ r e s e t20I C 2L 29 7C633U FC S M 130PC S M 230PV C C + 12Vvr e f 11234J P 14 H E A D E R沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 18 8．：工作方式說明 當(dāng)采用兩片 L297 通過 L298 分別驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的兩繞組，切通過兩個(gè) D/A 轉(zhuǎn)換器改變每繞組對應(yīng)的 VERF 時(shí)，即組成步進(jìn)惦記細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路。 ： L298 的結(jié)構(gòu)和封裝 L298 采用 15 腳的 MULTIVATT 塑料封裝，通過 三熱片可以用螺釘固定在散熱器上，如圖所示。每橋的三級管的射極是連接在一起的 ,相應(yīng)外接 線端可用 來連接外設(shè)傳感電阻。 圖 25封裝圖 圖 23 L297 封裝圖 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 16 7：步進(jìn)電機(jī) L298 電路圖 圖 25 L298 電路圖 ： L298 簡介 L298 芯片是一種高壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器 ,其設(shè)計(jì)是為接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電 平信號和驅(qū)動(dòng)電感負(fù)載 ,例如繼電器、圓筒形線圈、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 第十九腳：當(dāng)為高電平的時(shí)候，為半步方式，為低電平的時(shí)候?yàn)槿椒绞健?第十七腳：當(dāng)為高電平的為正向轉(zhuǎn)動(dòng)，低電平 反向轉(zhuǎn)動(dòng)， 是步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制端。第十五腳： 參考電壓，它的大小決定了電流的大小。第十三腳：信號 C 和 D 的輸出電流控制端，調(diào)節(jié)它可以對輸出電流做一限定。 第十一腳： 低電平的時(shí)候，作用于 5 腳 8 腳 高電平時(shí)， 對 ABCD 的輸出有作用 。 第九腳：信號 D 的輸出端口。 第七腳：信號 C 的輸出端口。第五腳：該電路的參考電壓輸入端，作為我們信號比較器的基準(zhǔn)電壓。該信號有效時(shí)，二極管將會(huì)導(dǎo)通。第二腳：是和 GND 相連。 R 1322KV C C + 5VP 1. 1s y c n1gnd2ho m e3a4/ i nt 15b6c7/ i nt 28d9en10c on t r11vs12sens213sens114V r e f15osc16c w / | c c w17c l k18ha l f / | f ul l19/ r e s e t20I C 2L 29 7C633 U FR E N 1200V C C + 5VRSLD110Kvr e f 1迷宮機(jī)器人設(shè)計(jì) 15 15 ： L297 的 封裝 L297是雙列直 插式封裝。因此 ,可減輕微處理機(jī)和程序設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)。該器件的特性是只需要時(shí)鐘、方向和模式輸入信號。 6： L297 電路圖 圖 22 L297 電路圖 ： l297 的說明 L297是一種環(huán)分集成芯片，它可以產(chǎn)生四相驅(qū)動(dòng)信號，用于計(jì)算的 兩相 雙極和四相 單極 驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)， 該電路可以構(gòu)成四相八拍和四相四拍 的方式驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 另外， AT89C4051 的4K FLASH 也滿足我們的需求。 4:在 0000H 地址單元對 輸入數(shù)據(jù)代碼字節(jié) . 5:置 RST 端為 +12V,激活編程 . 6:使 PEROM陣列中的一字節(jié)或者加密位 ,寫字節(jié)周期是自身定時(shí)的 ,一般需時(shí) . 7:當(dāng)校驗(yàn)已編程的數(shù)據(jù) ,使 RST從 +12V降低到邏輯電平 ”H”,置 — 到正確的電平即可從 P1 口讀取數(shù)據(jù) . 8:對下一地址單元編程字節(jié) ,使 XTAL1 引腳正脈沖跳變一次使地址計(jì)數(shù)器加一 ,在 P1 口輸入新的數(shù)據(jù)字節(jié) . 9:重復(fù) 5 和 8,可對整個(gè) 2K 字節(jié)陣列全部編程 ,直到目標(biāo)文件結(jié)束 . 10:下電次序 : 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 14 置 XTAL1 為低 ”L”電平 . 置 RST 為 ”L”電平 . 置空所 有其它 I/O 引腳 .關(guān)閉 VCC 電源 .AT89C4051 FLASH 閃速編程方式如下 : ：其他單片機(jī)的介紹 AT89C51 等其他單片機(jī)，都有很多的 I/O 口，和 AT89C4051 想比較，也是有很多的優(yōu)勢和其他單片機(jī)所不能取代的特點(diǎn)。 +5V GND：接地端。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有不見工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)， AT89C4051可以降至 0HEZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 4K的 FLASH閃速存儲(chǔ)器。 可編程 UARL通道 178。 低功耗睡眠功能 178。 可直接驅(qū)動(dòng) LED 178。 2個(gè)外部中斷源 178。 時(shí)鐘頻率 024MHz 178。 2個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 178。 15個(gè)雙向 I/O口 178。 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 178。省電模式中，片內(nèi) RAM將被凍結(jié)，時(shí)鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。 AT89C4051雖然是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有 20個(gè)引腳， 15個(gè) 外部雙向輸入/輸出（ I/O）端口，其中 P1是一個(gè)完整的 8位雙向 I/O口，同時(shí)內(nèi)含兩個(gè)外中斷口，兩個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器 (,相或反箱輸入端 )，片內(nèi)時(shí)鐘電路。零度 值 是指其額定中點(diǎn)值等于零的那級臺(tái)階。 1LSB=。 沈陽工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 10 圖 18 TLC1549 時(shí)序 圖 ：電壓與轉(zhuǎn)換圖 圖 19 模數(shù)轉(zhuǎn)換對照表 說明： （ 1）：在 TLC1549 工作的時(shí)候，如果大于電壓電源 ，芯片將不能工作。由于可能破壞輸出數(shù)據(jù)，所以在接近轉(zhuǎn)換完成時(shí)要小心防止 CS 被拉至低電平。如果 I/O CLOCK 傳送大于 10 個(gè)時(shí)鐘長度，那么在的 10 個(gè)時(shí)鐘的下降沿，內(nèi)部邏輯把 DATA OUT 拉至低電平以確保其余 位的值為零。 10 位數(shù)據(jù)通過 DATA OUT 被發(fā)送到主機(jī)串行接口。開始 10 個(gè) I/O 時(shí)鐘提供采樣模擬輸入的控制時(shí)序。串行接口然后把 I/O CLOCK 序列提供給 I/O CLOC