電工電子課程設(shè)計-在線瀏覽
2025-03-06 00:40本頁面
【正文】 小誤差。本文主要介紹了機器人行走電路的設(shè)計方法，首先介紹了總體方案的設(shè)計，接著分析了單元電路的工作原理，再接著講解了所用元器件的基本功能。關(guān)鍵詞：智能控制 電機正反轉(zhuǎn) 計數(shù)器 555定時器15武漢理工大學(xué)《電工電子綜合》課程設(shè)計說明書小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計1 機器人行走電路設(shè)計：設(shè)計一個能前進(jìn)、后退的機器人行走控制電路。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制電路電動機機器人前進(jìn)機器人后退圖11總體方案框圖 要控制機器人的前進(jìn)與后退，可以通過控制機器人內(nèi)部的電動機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，有以下幾種方案：①通過編寫程序，利用單片機來控制電機正反轉(zhuǎn)及正反轉(zhuǎn)的時間。 通過比較可以發(fā)現(xiàn)方案一有一個很大的缺點，那就是電機正反轉(zhuǎn)的時間調(diào)節(jié)很不方便，要改變正反轉(zhuǎn)的時間就得重新輸入程序，另外，利用單片機的成本要比方案二的成本要高，而且目前我們還沒有學(xué)單片機，對其功能還不是很了解，而方案二里用的芯片我們在數(shù)電課上基本都學(xué)過，對它們的功能比較熟悉，綜合以上的考慮，我選擇了方案二。計數(shù)器也需要時鐘脈沖信號來觸發(fā)，這就需要脈沖信號產(chǎn)生電路，可以通過由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器來實現(xiàn)。電容C2的充電時間為：t1=(R1+R2)C2ln2 =(R1+R2)C2放電時間為：t2=R2C2ln2=產(chǎn)生脈沖信號的周期即為：T=t1+t2=(R1+2R2)C2脈沖信號的周期可以通過改變RR2或電容C的大小來調(diào)節(jié)，要產(chǎn)生周期為1秒的脈沖，通過計算可以取R1=R2=，C2=47uF。如此便構(gòu)成了置數(shù)可調(diào)的減計數(shù)器。電機正反轉(zhuǎn)控制電路原理圖如下圖所示:圖16電機正反轉(zhuǎn)控制電路原理圖其中芯片L298是電機驅(qū)動芯片，ENA和ENB為使能端，當(dāng)使能端為低電平時，電機不工作，當(dāng)使能端為高電平時，由IN1和IN2的組合情況決定電機的工作狀態(tài)，當(dāng)IN1為高電平，IN2為低電平時，電機正轉(zhuǎn)；當(dāng)IN1為低電平，IN2為高電平時，電機反轉(zhuǎn)，因此可以通過改變IN1和IN2的輸入信號狀態(tài)來改變電機的正反轉(zhuǎn)，從而控制機器人的前進(jìn)與后退，而輸入信號的改變可以通過JK觸發(fā)器來控制，通過數(shù)電課的理論知識我們知道，當(dāng)把JK觸發(fā)器的J和K輸入端同時接高電平，觸發(fā)信號來臨時，其輸出信號便實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能。而JK觸發(fā)器的輸出信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)的時間可以通過前面計數(shù)器的借位信號控制，即可調(diào)節(jié)電機正反轉(zhuǎn)的時間，圖中SW1為單刀雙擲開關(guān)，可以通過此開關(guān)對電機驅(qū)動芯片的使能端置1或置0，置1時驅(qū)動芯片正常工作，置0時芯片沒有輸出，電機不工作，由此便可控制電機的制動。如電路原理圖所示，將兩片芯片的清零端MR接在開關(guān)9上，再通過一個反向器與555定時器的電源輸入端相連，當(dāng)開關(guān)撥向低電平時，多諧振蕩器的電源輸入端為高電平，正常工作，計數(shù)器也正常工作，當(dāng)開關(guān)撥向高電平時，由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器器的電源輸入端為低電平，此時沒有脈沖信號產(chǎn)生，同時計數(shù)器清零，計數(shù)器的借位端由高電平變?yōu)榈碗娖?，電機反向轉(zhuǎn)動，因此通過此開關(guān)便可控制電機的正反轉(zhuǎn)，從而控制電機的前進(jìn)與后退。圖17是其引腳圖和邏輯符號。圖18 CT74LS192的引腳圖及邏輯符號下表為其功能表：表12 CT74LS192功能表MRPLCPUCPDP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba01↑1加計數(shù)011↑減計數(shù)0111保持由功能表可以看出當(dāng)MR=1時，計數(shù)器輸出端被置零，即Q3Q2Q1Q0=0000，只有當(dāng)MR=0時計數(shù)器才能實現(xiàn)置數(shù)，加計數(shù)，減計數(shù)和保持的功能。計數(shù)器的加計數(shù)脈沖輸入端CPU和減計數(shù)脈沖輸入端CPD是互相獨立的，當(dāng)計數(shù)器作為加計數(shù)器使用時，脈沖從CPU端輸入，作為減計數(shù)器時脈沖信號從CPD端輸入。（2） 當(dāng)J=0，K=1時，CP的下降沿到后觸發(fā)器輸出端置零。（4） 當(dāng)J=1，K=1時，當(dāng)Qn=0時，CP的下降沿到后觸發(fā)器置1，Qn=1時，觸發(fā)器置零，可知當(dāng)J=K=1時，CP的下降沿到來后觸發(fā)器將實現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能。表13 JK觸發(fā)器功能表CPJKQnQn+1功能0QnQn+1= Qn，保持00000Qn+1= Q
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