【正文】 LM311 比較同相端和反向端的輸入電壓。產(chǎn)生的電流經(jīng)過放大后輸出電信號。當(dāng) I/O 口上為低電平時，發(fā)光二極管就亮了，即機器人的眼睛閃爍。 AT90S8535 單片機的復(fù)位電路 圖 AT90S8535 單片機的時鐘電路 單片機的時鐘電路如圖所示，在 AT90S8535 的 XTAL1 和 XTAL2 之間加上0— 5M 的晶振，并通過 20PF 左右的電容接地為單片機提供工作電壓。由 R C3 組成的復(fù)位電路用于保證單片機、機器人開機通電時完成初始化操作（自動復(fù)位）。機器人禮儀小姐系統(tǒng)采用 +12 伏的鋰 電池供電，通過 7805 穩(wěn) 壓芯片來獲得 +5 伏電源。此處它的作用為輸出固定的穩(wěn)壓 綜上，機器人禮儀小姐的供電系統(tǒng)分為兩部分。它有三個引線端：輸入端（接整流濾波電路的輸出）、輸出端（接負(fù)載）和公共地端。 R1 為限流電阻。 C2 是為了消除高頻噪聲和改善輸出的瞬態(tài)特性，即在負(fù)載電流變化時不致因其輸出端電壓不至于有太大的波動。 C1 是為了防止產(chǎn)生自激振蕩。 L298N 的引腳功能如下： 引腳編號 名稱 功能 1 電流傳感器 A 在該引腳和地之間 接小阻值的電阻可用來檢測電流 2 輸出引腳 1 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的輸出端 1，接至電機 A 3 輸出引腳 2 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的輸出端 1，接至電機 A 4 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 1 6 使能端 A 內(nèi)置驅(qū)動器的 A 的使能端 7 輸入引腳 3 內(nèi)置驅(qū)動器 A 的邏輯控制輸入端 2 第四章 直流電動機 27 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)動器 B 的邏輯輸入控制端 1 11 使能端 B 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的使能端 12 輸入引腳 4 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的邏輯輸入控制端 2 13 輸出引腳 3 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的輸出端 1，接至電機 B 14 輸出引腳 4 內(nèi)置驅(qū)動器 B 的輸出端 2，接至電機 B 15 電流傳感器 B 在該引腳和地之間接小阻值的電阻可用來檢測電流 表 電機驅(qū)動器 A/B 的控制邏輯如表 所示； 使能端A/B 輸入引腳1/3 輸入引腳 2/4 電機運動方式 1 1 0 前進 1 0 1 后退 1 1 1 緊急停車 1 0 0 緊急停車 0 X X 自由轉(zhuǎn)動 表 第五章 機器人禮儀小姐的原理 28 第五章 機器人禮儀小姐的原理 機器人禮儀小姐 的各部分組成 機器人禮儀小姐的工作電源 機器人 禮儀小姐的 工作 電壓有直流電機驅(qū)動電源和單片機工作電源兩部分組成，如圖所示。 L298N 驅(qū)動芯片是一款高集成度的小型直流電動機驅(qū)動芯片，可用來驅(qū)動兩個直流電動機或雙極性步進電機。改變輸入電壓的方法是在電路中串聯(lián)一個可變電阻。至于電機的速度控 制和輸出轉(zhuǎn)矩大小的控制則通過改變電源電壓的高低來完成。 功率平衡方程式 直流電機的控制 電機控制起來是十分簡便的，首先如果想驅(qū)動電機，只需通電就行。有電機的工作原理可知，這時 Ea 和 Ia 是反向的，即 Ea 是個反電勢，設(shè)各量的正方向如實際方向。 直流電機的基本方程式 直流電機的基本方程有電勢平衡方程式、轉(zhuǎn)矩平衡方程式和功率平衡方程式。這便是電機轉(zhuǎn)動的原理。附著在電樞中心軸上的三塊金屬片分別連接著環(huán)保轉(zhuǎn)軸的三 個繞組。由于電樞總具有奇數(shù)對繞組，所以永遠不會出現(xiàn)所有繞組與機殼內(nèi)的兩塊永久磁體相對于一條直線對稱的情況。當(dāng)一個繞組受靠他最近的一塊永磁體排斥時，另一繞組則被另外一塊永磁體相吸引，在這一物理過程，與電機正負(fù)極像連接的電刷將向繞組提供電能。 直流電機的工作原理 在永磁直流電機的機殼內(nèi)有兩塊磁鐵提供磁場，電樞位于電機中央，內(nèi)置奇數(shù)對電極，每一對電極對應(yīng)一個繞組。 必須指出的是，上面所說的是由一根導(dǎo)線繞成的線圈，事實上，實際應(yīng)用的電機中的線圈都將導(dǎo)線繞制成若干匝，成為繞組。 定子：定子圍繞電機軸（轉(zhuǎn)子）安置的永久磁鐵，它產(chǎn)生磁場。 轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是將單匝或多匝的線圈固定在中心軸上經(jīng)過換向器的電流在線圈中不停的交換方向，在霍倫茲力作用下，線圈受到轉(zhuǎn)動力的作用構(gòu)成轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)軸。靜止部分稱為定子，轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子。 3． 串勵電動機 勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后再接于直流電源。 直流電機的結(jié)構(gòu)和原理 直流電機的分類 直流電機的勵磁方式不同也可以使運行性能產(chǎn)生很大的差異，按照勵磁方式不同，直流電機可以分為： 1．他勵電動機 電樞繞組和勵磁繞組分別由兩個直流電源供電。優(yōu)質(zhì)的直流電機效率可達 90%，不過對絕大多數(shù)價格適宜的普及直流電動機而言，效率通常達不到如此高的水平。到目前為止，直流電機仍是輸出功率最強勁的電機。 第四章 直流電動機 24 第四章 直流電動機 直流電機實際上是機器人平臺的標(biāo)準(zhǔn)電機，有著較寬的功率調(diào)節(jié)范圍、適用性好、具有很高的性價比，是一種最為通用的電機。 3． EEROM AT90S8535 單片機 具有 512B 的 EEPROM，可以通過對相關(guān)的寄存器進行操作來實現(xiàn)對 EEPROM 按字節(jié)進行讀寫。 圖是 AT90S8535 單片 機的 I/O 空間。而把 I/O 寄存器視為普通 SRAM 訪問時，地址單元則為﹩ 0020﹩ 005F。 I/O 寄存器支持專用的 I/O 指令訪問和SRAM 地址訪問方式。 數(shù)據(jù)存儲器 SRAM AT90S8535 單片機 的片內(nèi) SRAM 由通用寄存器（ R0R31）、 I/O 寄存器和 51 數(shù)據(jù)存儲器 32 個通用寄存器 第三章 AT90S8535 單片機 20 表 AT90S8535 單片機 的片內(nèi) SRAM 由通用寄存器（ R0R31）、 I/O 寄存器和 51 的數(shù)據(jù)存儲器組成，其結(jié)構(gòu)入 圖 通用寄存器 數(shù)據(jù)地址 R0 ﹩ 0000 R1 ﹩ 0001 R2 ﹩ 0002 ?? ?? R29 ﹩ 001D R30 ﹩ 001E R31 ﹩ 001F I/O 寄存器 ﹩ 00 ﹩ 0020 ﹩ 01 ﹩ 0021 ﹩ 02 ﹩ 0022 ?? ?? ﹩ 3D ﹩ 005D ﹩ 3E ﹩ 005E ﹩ 3F ﹩ 005F 內(nèi)部 SRAM ﹩ 0060 ﹩ 0061 ?? ﹩ 025E 64 個 I/O 寄存器 內(nèi)部 SRAM512*8 第三章 AT90S8535 單片機 21 ﹩ 025F 表 AT90S8535 單片機 的 SRAM 采用線形編址 最低地址段﹩ 0000﹩ 001F 是寄存器組，依次設(shè)計為 R0R31 共 32 個 8 位通用寄存器。因為 AT90S8535 單片機 的程序計數(shù)器PC 是 12 位寬，故可尋址 4096 字的 Flash 空間。各部分存儲器采用線性編址，其結(jié)構(gòu)如 圖 程序存儲器 Flash 程序 FLASH 4K*16 圖 程序存儲器 AT90S8535 單片機具有 8KB 的片內(nèi) Flash 用意存放程序和數(shù)據(jù)表格，可在線編程。在 AVR 單片機上電時，堆棧指針初始化為 0X00，故用戶應(yīng)該注意，在程序開始時初始化 16 位堆棧指針寄存器 SP 指向 SRAM 的高位地址。堆棧分布在通用數(shù)據(jù)SRAM 之中，堆棧大小只受 SRAM 數(shù)量的限制。多數(shù) AVR 指令都為16 位長，每個程序內(nèi)存地址都包含一條 6 位或 32 位的指令。這種流水結(jié)構(gòu)使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)完成。 AVR 采用哈佛結(jié)構(gòu)：程序寄存 器和數(shù)據(jù)寄存器分離。 I/O 內(nèi)存空間包括 64 個地址，作為 CPU 外設(shè)的控制寄存器、定時 /計數(shù)器、A/D 轉(zhuǎn)換器以及其他 I/O。除了寄存器操作模式，通常的內(nèi)存訪問模式也適用于寄存器組。其中 Z 指針還用于查表功能。這意味著，在一個時鐘周期內(nèi) AJU 可以完成一次如下操作：讀取寄存器文件中的兩個操作數(shù)執(zhí)行操作，本將結(jié)果存回到寄存器。這是因為 AT90S8535 位寄存器分配了 32 個最低的數(shù)據(jù)空間地址﹩ 00﹩ 1F，允許其像普通內(nèi)存地址一樣訪問。 ALU 支持兩個寄存器之間、寄存器和常數(shù)之間的算術(shù)和邏輯操作以及單寄存器的操作。寄存器文件中的 6 個（ R26R31）可以組成 3 個 16 位間接尋址寄存器X、 Y、 Z，以提高 ALU 的地址運算能力。 32 個 8 位通用寄存器可單周期訪問。執(zhí)行中斷第三章 AT90S8535 單片機 18 服務(wù)程序時，通過中斷向量號找到中斷向量的入口地址。 AT90S8535 具有 2 個可分頻的 8 位定時計數(shù)器（ T/C0、 T/C2）和一個可分頻的 16 位定時 /計數(shù)器 (T/C1).其中， 8 位定時 /計數(shù)器 T/C2 具有比較輸出和 PWM功能； 16 位定時 /計數(shù)器 T/C1 除了具有比較輸出和 PWM 功能外，還具有輸入捕獲功能。 AT90S8535 具有 8 通道的 10 位高精度的逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。每個 I/O 口都可以獨立的設(shè)置為輸入或者輸出。 Flash 的擦寫次數(shù)在 1000 次以上，避免了因程序錯誤對器件造成的損壞。內(nèi)部的 512B的 SRAM 則用于程序運行過程中的變量。在空閑模式下， CPU 停止工作，而寄存器、定時器 /計數(shù)器、看門狗和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式下，振蕩器停止工作，所有功能被禁止，只有寄存器內(nèi)容得到保存，只有外部中斷或硬件復(fù)位時才可以退出此狀態(tài)；省電模式和掉電模式的差別在于，省電模式下 T/C2 繼續(xù)工作以維持時間基準(zhǔn)。 AT90S8535 的復(fù)位邏輯支持上電復(fù)位、外部復(fù)位和看門狗復(fù)位三種復(fù)位方式。所有的通用寄存器與ALU 算術(shù)邏輯單元直接相連，允許在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行的單條指令同時訪問兩個獨立的寄存器。在 AT90 系列的 AVR 系列的 AVR 單片機中， AT90S8535 是功能最全的一種型號。 AT90S8535 單片機的總體結(jié)構(gòu) AT90S8535 是一款基于 AVR RISC 的 低功耗 CMOS8 位單片機。 AVCC： A／ D 轉(zhuǎn)換器的電源。超過 50ns 的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。在復(fù)位過程中， D 口為三態(tài)，即使此時時鐘還未起振。輸出緩沖器 能夠吸收 20 mA 的電流。在復(fù)位過程中， C 口為三態(tài)，即使此時時鐘還未起振。當(dāng)作為輸入時，如果外部被拉低，由于上拉電阻的存在，引腳將輸出電流。在復(fù)位過程中． B口為三態(tài)，即使此時時鐘還未起振。 B 口的輸出緩沖器能夠吸收 20mA 的電流，可直接驅(qū)動 LED。 A 口還可以用作 ADC 的模擬輸入口。當(dāng)作為輸入時，如果外部被拉低，由于上拉電阻的存在，引腳將輸出電流。 第三章 AT90S8535 單片機 12 第三章 AT90S8535 單片機 AT90S8535 單片機是 AT90 系列 AVR 單片機中接口豐富、功能齊全、性價比比較高的產(chǎn)品 單片機的特點 AT90S8535 單片機 具有如下特點： 1． AVR RISC 結(jié)構(gòu) AVR 高性能、低功耗 RISC 結(jié)構(gòu) 118 條指令構(gòu)成的精簡指令集，大多數(shù)為單指令周期 32 個 8 位通用寄存器 工作在 8MHZ 時具有 8MIPS 的性能 2．?dāng)?shù)據(jù)和非易失性程序存儲器 8KB 的在線可編程 FLASH 存儲器，可擦寫 1000 次以上 512B 的 SRAM 512B 在線可編程 EEPROM 可擦寫