便攜式電子秤的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-06 06:13本頁(yè)面
【正文】 335V直流電機(jī)，并提供了5V輸出接口（輸入最低只要6V），可以給5V單片機(jī)電路系統(tǒng)供電（低紋波系數(shù)）, MCU ARM控制，可以方便的控制直流電機(jī)速度和方向，也可以控制2相步進(jìn)電機(jī)，5線4相步進(jìn)電機(jī)。程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板主要有以下優(yōu)點(diǎn)：采用獨(dú)立的微控制器，減輕主控芯片的壓力，使其可以更專注于設(shè)計(jì)整體的控制；采用串行通信方式，方便控制；電機(jī)控制精確；在同樣的驅(qū)動(dòng)芯片情況下，實(shí)際有用輸出功率更大。綜合以上三點(diǎn)方案論證，本次設(shè)計(jì)采用WiFi作為數(shù)據(jù)傳輸媒介，以價(jià)格低廉、性能優(yōu)異的IAP15F2K61S2單片機(jī)為主控芯片，程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，配合攝像頭及舵機(jī)組、電源、液晶顯示屏、照明系統(tǒng)等部分設(shè)計(jì)完成火場(chǎng)探測(cè)小車，實(shí)現(xiàn)火場(chǎng)探測(cè)的功能。路由器本質(zhì)上是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)部有CPU、RAM、ROM等等嵌入式系統(tǒng)所必須的硬件條件，搭配WiFi通信的射頻電路，組成我們常見(jiàn)的路由器，在這個(gè)硬件系統(tǒng)中也有軟件的支持，就是路由器的操作系統(tǒng)，在這個(gè)前提下，我決定采用改裝路由器的方式制作WiFi模塊，讓W(xué)iFi模塊更符合本次設(shè)計(jì)的需求。（1）改裝系統(tǒng)OpenWrt可以被描述為一個(gè)嵌入式的 Linux 發(fā)行版，（主流路由器固件主要有ddwrt,tomato,OpenWrt三類）而不是試圖建立一個(gè)單一的、靜態(tài)的系統(tǒng)。對(duì)于開(kāi)發(fā)人員，OpenWrt 是使用框架來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序，而無(wú)需建立一個(gè)完整的固件來(lái)支持；對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，這意味著其擁有完全定制的能力，可以用前所未有的方式使用該設(shè)備。 同時(shí)，它還提供了100多個(gè)已編譯好的軟件，而且數(shù)量還在不斷增加，而 OpenWrt SDK 更簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)軟件的工序。實(shí)際上，這意味著您能夠使用您想要的功能而不加進(jìn)其他的累贅，而支持這些功能工作的linux kernel又遠(yuǎn)比絕大多數(shù)發(fā)行版來(lái)得新。（2）改裝硬件出于成本和WiFi模塊的體積考慮，我選擇了價(jià)格比較便宜的水星MW151RM150M迷你路由器，但是這款路由器的RAM和ROM不滿足 OpenWrt系統(tǒng)運(yùn)行的最低條件，所以需要更換路由器的RAM和ROM，以適應(yīng)運(yùn)行OpenWrt系統(tǒng)的需要。 圖31路由器主板正面圖32 路由器主板背面圖33 改裝后的路由器 正面圖 34 改裝后的路由器側(cè)面 主控芯片選型35 IAP15系列單片機(jī)官方系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖IAP15F2K61S2單片機(jī)特點(diǎn)1. 主要特性（1） STCY5CPU：?jiǎn)螘r(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；（2）工作頻率范圍：035MHz，相當(dāng)于普通8051的0～420MHz；（3）用戶應(yīng)用程序空間61K字節(jié)（4）片上集成2K字節(jié)RAM；（5）通用I/O口(38/40/44個(gè))，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉(普通8051傳統(tǒng)I/O口)，可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開(kāi)漏，每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA；（6）ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程)，無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器 可通過(guò)串口()直接下載用戶程序；（7）EEPROM功能；（8）內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（9）外部掉電檢測(cè)電路:，（10）時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為+/5%到+/10%以內(nèi))，用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時(shí)鐘（11）共三個(gè)16位定時(shí)器：兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和T1，和一個(gè)16位定時(shí)器T2（12）2個(gè)時(shí)鐘輸出口：。（1） 單片機(jī)采用STC89C52RC單片機(jī)。（3） 電源部分選擇3串12V大容量鋰電池和LM2576系列穩(wěn)壓芯片，該模塊為整個(gè)驅(qū)動(dòng)板提供電源。3. L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片特點(diǎn)L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。最早出現(xiàn)的鋰電池來(lái)自于偉大的發(fā)明家愛(ài)迪生，使用以下反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。所以，鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)選用自制的鋰電池，為整個(gè)系統(tǒng)提供電能。LM2576系列是具有3A電流輸出能力的降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)含固定頻率振蕩器(52kHz)和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器()，并具 有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。本次設(shè)計(jì)用到了12V電源和5V電源，由于鋰電池就是12V的，所以只需要一路5V穩(wěn)壓電路就足夠了，具體電路圖如圖312所示：圖310 5. PCB制作本次設(shè)計(jì)采用Altium Designer 15設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)板，由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作需要大電流，需要對(duì)布線進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訉挘浑姍C(jī)驅(qū)動(dòng)板在工作的過(guò)程中會(huì)有高電壓產(chǎn)生，所以應(yīng)該注意保護(hù)電路；由于驅(qū)動(dòng)板需要與主控芯片進(jìn)行通信，所以在通信部分線路布線的時(shí)候應(yīng)該注意數(shù)據(jù)線之間的干擾。2. 舵機(jī)組舵機(jī)內(nèi)部采用直流減速電機(jī)，依據(jù)物理學(xué)原理，具有減速齒輪的電機(jī)更有力量，且可以精確的控制轉(zhuǎn)角，對(duì)于組成可以帶動(dòng)攝像頭在空間內(nèi)定向的活動(dòng)十分方便。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，攝像頭應(yīng)該能觀察到各個(gè)方向，所以設(shè)計(jì)小車的時(shí)候應(yīng)該讓攝像頭可以向空間任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以本次設(shè)計(jì)采用兩個(gè)舵機(jī)組成可以在水平方向和垂直方向活動(dòng)的舵機(jī)組。應(yīng)用于本次設(shè)計(jì)比較適合。照明的器件選用LED冷光燈，LED亮度高，功耗低，適合完成在惡劣環(huán)境下工作：控制LED采用繼電器，這樣做的目的是為了給LED提供一個(gè)較大的電流。溫度傳感器采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，火焰?zhèn)鞲衅鞑捎枚嗷鹧娌ㄩL(zhǎng)敏感的光電三極管，煙霧傳感器采用MQ2氣體傳感器。本次設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，C語(yǔ)言有功能豐富的庫(kù)函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)硬件的控制。在編程方面采用模塊化編程，這樣可以使程序各個(gè)模塊分開(kāi)進(jìn)行調(diào)試，讓程序更加直觀明了；在單片機(jī)的資源利用上，充分整合單片機(jī)資源，利用中斷、定時(shí)器等等降低CPU的負(fù)擔(dān)
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