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基于遙控機器人的研究與設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文-文庫吧資料

2024-12-01 18:18本頁面
  

【正文】 ADC0809 與 8031 的接口原理圖 ADC0809 與 8031 的接口工作方式 17 EOC:開始轉(zhuǎn)換時為低電平,當轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。單通道轉(zhuǎn) 換時間 116us;分辨率為 8 位 ,帶有三態(tài)輸出鎖存器 ,轉(zhuǎn)換結(jié)束時 ,可由 CPU 打開三態(tài)門 , 讀出 8 位的轉(zhuǎn)換結(jié)果 。 +VREF 常和 VDD 相連, VREF 常接地。 Vcc 為 +5V 電源輸入線, GND 為地線。 ENABLE 為 “輸 出允許 ”線,高電平時能使 D0D7 引腳上輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出線,該線高電平表示 AD 轉(zhuǎn)換已結(jié)束,數(shù)字 量已鎖入 “三態(tài)輸出鎖存器 ”。當 ALE 線為高電平時, ADDA、 ADDB 和 ADDC 三條地址 線上地址信號得以鎖存,經(jīng)譯碼器控制八 路模擬開關(guān)通路工作。 地址輸入和控制線 :地址輸入和控制線共 4 條,其中 ADDA、 ADDB 和 ADDC 為地址輸入線,用于選擇 IN0IN7 上哪 一路模擬電壓送給比較器進行 A/D 轉(zhuǎn)換。向二級緩存的最高傳輸速率約為 528MB 每秒 , SDRAM 存儲器 接口電路圖 如圖 所示 : 15 圖 SDRAM 存儲器 接口電路圖: AD 轉(zhuǎn)換器 AD 轉(zhuǎn)換器,這里我們選用了 ADC0809。之所以有這種設(shè)計思想,是因為多數(shù)時候 CPU 請求的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置是相鄰的。硬件連接原理圖如 圖 所示: 圖 串行 EEPROM 硬件連接原理圖 存儲器 RAM 我們這里采用了 SDRAM, 他是 同步動態(tài)隨機存取存儲器利用了爆發(fā)模式的概念,大大提升了性能。 存儲器 ROM 我們這里采用 串行 EEPROM 是可在線擦出和寫入的存儲器,他有體積小、接口簡單、數(shù)據(jù)保存可靠等特點。 第三章 硬件設(shè)計 一個單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含兩個部分的內(nèi)容;一是系統(tǒng)擴展,即單片機內(nèi)部的功能單元,如 ROM、 RAM、 I/O 口、定時 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等不能滿足應用系統(tǒng)的要求時,必須在單片外進行擴展, 選著適當?shù)男酒?,設(shè)計相應的電路。 ● 采用內(nèi)帶震蕩器的計數(shù)芯片。 實現(xiàn)硬件“看門狗”電路的方案主要有以下幾種: ● 采用微處理器監(jiān)控器。但操作者不可能一直監(jiān)視著系統(tǒng),所以采用了“看門狗”技術(shù),“看門狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運行時間,若發(fā)現(xiàn)時間超過已知的循環(huán)設(shè)置時間,則認為系統(tǒng)進入“死循環(huán)”, 14 然后強迫程序返回到 0000H 入口, 在 0000H 處安排一段出錯處理程序,使系統(tǒng)運行正常。指令技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”,這時系統(tǒng)就會癱瘓。 167。它的主要功能有放大、選頻和解調(diào),要求輸入信號是 已經(jīng)被解調(diào)的信號。它僅有的三只管腳,分別是電源的正極、電源的負極以及信號輸出端,其工作電壓在 5V 左右。 接收解調(diào)部分采用 1838 紅外集成接收頭。 遙控器按下后,周期性的發(fā)出同一種 32 位二進制碼,周期約為 108ms。 HT6221 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進制碼組,其中 16 位為用戶識別碼,能區(qū)別不同的電氣設(shè)備,防止不同機種遙控碼互相干擾。 這里采用 HT6221 專用芯片。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、 LED 紅外發(fā)送器 。在工業(yè)中,在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下、采用紅外遙控不僅安全可靠還能有效的隔離電氣干擾。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點。 167。 ● 指令 11:讀數(shù)據(jù)。 ● 指令 9:讀忙信號和光標地址。 ● 指令 7:字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 ● 指令 5:光標或顯示移位。 ● 指令 3:光標和顯示模式設(shè)置。 ● 指令 1:清顯示,指令碼 01H,光標復位到地址 00H 位置。 DM162 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生儲存器已經(jīng)儲存了 160 個不同的點陣字符圖形,每一個字符都有一個固定的代碼,例如大 寫的“ A”的代碼是 0100 0001( 41H),顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來,就能看到“ A” 。在微型儀表及低功耗應用系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。本課題采用小型的字符型液晶顯示器作為顯示輸出。 12 167。震動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性的震動發(fā)聲。 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片 及外殼組成。多諧振蕩器由晶體光和集成電路組成。 壓電式蜂鳴 器主要是由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器和共鳴箱、外殼等組成。 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,采用直流電壓供電,廣泛應用于計算機、打印機、報警器、電子玩具等電子產(chǎn)品作為發(fā)聲器件。 167。根據(jù)實際要求,這里選用氣相、窄波束、 40KHZ的超聲波換能器。如果對聲速進行溫度修訂,其精度還可以進一步提高。其中, S 為被測距離、V 為空氣中聲速, T 為回波時間。由于直接耦合信號的影響,強度法測距只適合較短距離且精度要求不高的場合。超聲波探測器的測距常用兩種方法:強度法和反射時間法。將超聲波傳感器布置在車體前端,用于規(guī)避正前 方的障礙物,為電動小車躲避障礙物提供安全規(guī)避參數(shù)。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類型。利用超聲波的特性,可做成各種超聲波傳感器,結(jié)合不同的電路,可以制成超聲波儀器和裝置。 ( 2) 方案二:超聲波障礙檢測 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩,其頻率超過 20MHZ,分橫向振蕩和縱向振蕩兩種,超聲波可在氣體、液體及固體 中傳播,其傳播速度不同。采用反射式紅外發(fā)射 /接受裝置,該裝置向前方發(fā)射紅外線,當紅外線碰到物體時,被 反 射回來,裝置的接受部分將 反 射回來的 紅外線轉(zhuǎn)換為電信號,其信號強度與電動車距障礙物的距離成正比,因此可利用信號強度作為避障依據(jù)。 檢測系統(tǒng) 檢測系統(tǒng)主要利用傳感器實現(xiàn)對電動車可能發(fā)生的碰撞進行檢測,并通過語音系統(tǒng)進行報警,并將報警 利用顯示模塊顯示出來。 ● 可選擇使用單時鐘輸入和雙時鐘輸入。 ● 具有正 /反轉(zhuǎn)控制功能。 ● 具有整步、半步、 1/4 細分、 1/8 細分運行方式可供選擇。 TA8435 是東芝公司生產(chǎn)的單片正弦細分二相步 進電機驅(qū)動專用芯片,該芯片具有以下特點: ● 工作電壓范圍寬( 1040V)。 實現(xiàn)細分方式有多種方法,最常用的是脈沖調(diào)制式斬波驅(qū)動方式,大多數(shù)專用的步進電機驅(qū)動芯片都是采用這種驅(qū)動方式, TA8435 就是其中的一種芯片。如果使用 細分方式,就能很好的解決這個問題,步進電機的細分控制,從本質(zhì)上講是通過對步進電機勵磁繞組中的電流控制,使步進電機內(nèi)部的合成磁場為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場,從而實現(xiàn)步進電機步距角的細分。 ● 步進電機存在震蕩和失步現(xiàn)象,必須對控制系統(tǒng)和機械負載采取相應措施。 ● 速度可在相當寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整,低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)矩,因此 10 一般可以不用減速器而直接驅(qū)動負載。 ● 由步進電動機與驅(qū)動電路組成的 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng),既簡單廉價,又非??煽?,同時,它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 步進電動機有如下特點: ● 步進電動機的角位移 與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比。 ( 2) 方案二:步進電機轉(zhuǎn)向控制 用步進電機來控制電動車的轉(zhuǎn)向, 此方法的優(yōu)點是轉(zhuǎn)向算法容易實現(xiàn),且能實現(xiàn)具體角度的轉(zhuǎn)向,可靠性較高。 167。這種調(diào)速方式還具有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)速平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大,能承受頻繁的負載沖擊,可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。只要按照一定規(guī)律,改變通斷電時間,就可以讓電機的轉(zhuǎn)速得到控制。因此, PWM 又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。 在 PWM 驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中,按一個固定的頻率 來接通和斷開電源,并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”的時間長短。該方式是通過改變加載在電機上的脈沖寬度來進行直流調(diào)速。此方案的 優(yōu)點是電路較為簡單,缺點是繼電器的響應時間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。發(fā)熱高,損耗大。 對直流電機的速度控制有三種方案: (1) 方案一:功率三極管速度控制 使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。 速度控制系統(tǒng) 本實例采用直流電機驅(qū)動的方式為智能玩具車提供動力。 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)利用紅外傳感器進行小車遙控操作,通過單片機控制小車電機的啟動、停止、速度調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)向,由超聲波傳感器進行障礙檢測,蜂鳴器發(fā)出報警聲音并能演奏簡單音樂,字符型顯示模塊顯示遙控信息和報警。 本系統(tǒng)的軟件相對簡單,可以完全包含在 8031 內(nèi)部的 8KB Flash片內(nèi)程序儲存器中,無需外部的程序儲存器和數(shù)據(jù)儲存器的擴展,因此可以使用所有的端口,更利于控制操作。用戶若想對寫入到 EPROM 中的程序進行修改,必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除,之后再可寫入。為方便設(shè)計者能隨時更換不同廠商的 8031,各廠商的單片機引腳大都相同,而且每個引腳的定義也相同。 第二 章 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)采用 Intel 公司的 8031 單片機進行智能控制。在非制造領(lǐng)域,如核工業(yè)、水下、空間,建筑、采掘,教災 排險和作戰(zhàn)等方面, 可代替人完成人所不適或力所不及的各種工作,在原予能、水下和 外層空間可開辟新的產(chǎn)業(yè)。機器和生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化, 用機器人代替人完成各種任務(wù), 這是人類智慧發(fā)展和機器進化的飛躍。 3O 多年前, 曾獲得第一個機器 A ??频?G. C. Devol認為, 今后幾年機器人的研究重點,應是視覺,觸覺傳感器和用于原子能反應堆、海底和飛船等方面的移動機器人實踐證明, 兩位機器人創(chuàng)始人的 預見是正確的
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