【正文】 機實物如圖 所示： 圖 TT 變速電機實物圖 TT variable speed motor physical map 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 5 電機采用扭力強勁抗干擾強磁電機 , 超省電，空轉電流 ,電機運行穩(wěn)定，無抖動。 小車車輪 2 個 本設計中小車的車輪如圖 所示： 圖 小車車輪實物圖 The car wheel physical map 萬向輪 1 個 本設計中小車轉彎是由如圖 所示的萬向輪控制的： 圖 小車萬向輪 The car wheel 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 6 亞克力 TT 電機支架 4 個 銅柱 4 個與 螺絲 3X6MM 8 個（固定萬向輪） 螺絲 3X30mm 4 個 螺帽 3mm 4 個 （ 固定電機 ） ULN20xx 復合晶體管 IC—ULN20xx 是高耐壓、大電流復合晶體管陣列，由七個硅 NPN 復合晶體管組成 [3]。 ULN20xx 晶體管的工作輸出電壓高， 工作輸出 電流大，灌電流可達 500mA，并且能夠在關態(tài)時承受輸入為 50V 的電壓，輸出還能在高負載電流并行運行 [4]。 ULN20xx 的內部存在一個二極管可以用來消除線圈的反電動勢，所以它可以用來驅動繼電器。 ULN 是集成復合三極管的集成電路 ,內部有一個用于消除線圈反電動勢的二極管 ,它輸出的電流最大為 200mA，飽和壓降 大約為1V 左右，最大承受電壓大約為 36V?？芍苯域寗永^電器等負載 [5]。 ULN20xx 是高壓大電流復合三極管陣列系列產品 ,它可以使電流變大、工作電壓變大、適應溫度范圍大、帶負載能力強等特點 ,適應于各類要求較大功率速率快的系統(tǒng) [6]。 引腳 9 是 7 個續(xù)流二極管負極的公共端 引腳 2 CPU 脈沖輸入端 引腳 10 脈沖信號輸出端，對應 7 腳信號輸入端 引腳 3 CPU 脈沖輸入端 引腳 11 脈沖信號輸出端，對應 6 腳信號輸入端 引腳 4 CPU 脈沖輸入端 引腳 12 脈沖信號輸出天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 8 端，對應 5 腳信號輸入端 引腳 5 CPU 脈沖輸入端 引腳 13 脈沖信號輸出端，對應 4 腳信號輸入端 引腳 6 CPU 脈沖輸入端 引腳 14 脈沖信號輸出端，對應 3 腳信號輸入端 引腳 7 CPU 脈沖輸入端 引腳 15 脈沖信號輸出端，對應 2 腳信號輸入端 引腳 8 接地 引腳 16 脈沖信號輸出端，對應 1 腳信號輸入端 MSP430F149 單片機 MSP430 系列單片機是德州公司新開發(fā)的一類單片機。它的傳輸速度比較快，因為具有 16 位總線，操作簡便，因為外部設備和內部存儲都可以進行統(tǒng) 一編址，尋址范圍達到 64KB，并且可以進行外擴展存儲器 。一個中斷事件可以將芯片從五種低功耗模式中的任何一種模式中喚醒，請求服務并在從中斷程序返回時恢復低功耗模式 [7]。 OFIE： 振蕩器故障中斷使能信號。 WDTIFG：溢出，或安全鍵違例，或 VCC 上電復位，或 RST/NMI 有復位條件時，置位 。 MSP430F149 單片機的內部時鐘模塊電路圖如下圖 所示： 圖 單片機時鐘模塊電路圖 MCU clock module circuit diagram MSP430 系列單片機存儲器組織如下表 表 MSP430 系列單片機存儲器組織 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 12 Table MSP430 Series MCU memory anization MSP430F133 MSP430F135 MSP430F147 MSP430F148 MSP430F149 Memory Main:ierrupt vector Main:code memory information memory Boot memory Size Flash Flash 8kB 0FFFFhOFFE0h 0FFFFH0E000h 16kB 0FFFFhOFFE0h 0FFFFH0C000h 32kB 0FFFFhOFFE0h 0FFFFH08000h 48kB 0FFFFhOFFE0h 0FFFFH04000h 60kB 0FFFFhOFFE0h 0FFFFH01100h Size Flash 256Byte 010FFH01000h 256Byte 010FFH01000h 256Byte 010FFH01000h 256Byte 010FFH01000h 256Byte 010FFH01000h Size Rom 1kB 0FFFFh0C00h 1kB 0FFFFh0C00h 1kB 0FFFFh0C00h 1kB 0FFFFh0C00h 1kB 0FFFFh0C00h RAM Size 256Byte 02FFh0200h 512Byte 05FFh0200h 1kB 05FFh0200h 2kB 09FFh0200h 2kBe 09FFh0200h Peripherals 16bit 8bit 8bit SFR 01FFh0100h 0FFh010h 0Fh00h 01FFh0100h 0FFh010h 0Fh00h 01FFh0100h 0FFh010h 0Fh00h 01FFh0100h 0FFh010h 0Fh00h 01FFh0100h 0FFh010h 0Fh00h ROM 引導程序裝載程序的目的是把數(shù)據下載到閃速存儲器中。引導裝載程序只能在 F 版本的器件上使用。寫定義：寫進閃速存儲器的數(shù)據是從引腳 (BSLRX)中讀取的。信息存儲器 (A 和 B)。段 0 到 n 可以一步擦除，也可以每段分別擦除。安全熔絲燒斷是不可逆的 。編程 /擦除電壓的內部產生：無須使用任何外部元件，但是VCC 需求的電源電流增大。在首次使用之前 ,用戶應該執(zhí)行一次對信息存 儲器的擦除。 數(shù)字 I/O 有 6 個已實現(xiàn)的 8 位端口 P1 到 P6。任何輸入輸出和中斷 條件的組合都是可能的。利用所有指令對所有寄存器的讀 /寫訪問都是可能的。工作電壓 ~ ，正常工作模式 280μA1MHz， ，待機模式 ， RAM 數(shù)據保存的掉電模式下 。 ② 快速蘇醒，從待機模式下恢復工作，只需要不到 6μS 時間。 ④ 12 位 ADC，具有內部參考電壓源，并且具有采樣、保持、自動掃描等功能。 ⑤ 2 個 16 位計數(shù)器。 ⑥ 具有片內比較器。 ⑧ 支持序列號，熔絲位燒寫。 ⑨ 雙串口 ⑩ 支持超小型封裝： 64PQFP、 64PQFN。因為單片機的輸出電壓不足以驅動電機，所以采用輸出為 5V 的繼電器作為中間變壓器來驅動。 HK4100F 繼電器的實物圖如圖 所示： 圖 繼電器實物圖 Relay physical map 本型號的繼電器基本參數(shù)如下表 和 所示： 表 HK4100F 繼電器的基本參數(shù) Table The basic parameters of HK4100F relay 觸點形式 1C1A1B 觸點材料 SILVER ALLOY 觸點負載 3A 250VAC/3A 30VDC 最大轉換電壓 300VAC/60VDC 最大轉換電流 3A 最大轉換功率 750VA/90W 接觸電阻 100mΩ（ at 1A 6VDC） 電器壽命 1 105Ops(30OPS/min) 機械壽命 1 107OPS(300OPS/min) 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 15 表 HK4100F 繼電器的基本性能參數(shù) Table The basic performance parameters of HK4100F relay 絕緣電阻 100MΩ 500VDC 觸點與線圈間耐壓 1000VAC 1MIN 觸點間耐壓 500VAC 1MIN 吸合時間 釋放時間 溫度范圍 25℃ to +70℃ 穩(wěn)定性 98m/s2 強度 980m/s2 振動 10 to 55HZ 濕度 35% to 85%RH 重量 Approx 安規(guī)認定 CUL TuV CQC HK4100F 繼電器的外形圖，接線圖，及安裝孔尺寸如下圖 所示： 圖 HK4100F 繼電器的外形圖、接線圖、及安裝孔尺寸 HK4100F relay figure, wiring diagram, and mounting hole size HK4100F 繼電器的電氣特性曲線如下圖 所示： 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 16 圖 HK4100F 繼電器電氣特性曲線 The electrical characteristics of HK4100F relay curve 超聲波測距儀器 US100 模塊簡介 US100 超聲波測距儀器可實現(xiàn) 到 的非接觸測距功能，它擁有比較寬的電壓輸入范圍，大約在 ~ 之間，靜態(tài)功耗低于 2mA，自帶溫度傳感器，可以對測量距離的結果進行校正 ,同時，它具有多種通信方式，如 GPI0，串口等通信方式。 超聲波測距儀的基本參數(shù)如下表 所示： 表 US100 超聲波測距儀的基本電氣參數(shù) Table Basic electrical parameters of US100 ultrasonic range finder 工作電壓 DC ~ 靜態(tài)電流 2mA 工作溫度 20~+70 度 輸出方式 電平或 UART（跳線帽選擇） 感應角度 小于 15 度 探測距離 2450cm 探測精度 +1% UART 模式下串口配置 波特率 9600，起始位 1 位，停止位 1位，數(shù)據位 8 位，無奇偶校驗，無流控制。板上有兩個半徑為 1mm 的機械孔，如圖 所示 : 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 18 圖 US100 超聲波測距模塊尺寸圖 US100 ultrasonic ranging module size map 從左到右依次編號 1， 2， 3， 4， 5。 2 號 Pin：當為異步收發(fā)接收器模式時，接外部電路異步收發(fā)接收器的 TX 端；當為電平觸發(fā)模式時，接外部電路的 Trig 端。 4 號 Pin：接外部電路的地端。 US100 超聲波測距儀器的電平觸發(fā)測距的時序如圖 所示： 10US 8 40K 圖 US100 測距時序圖 US100 ranging sequence diagram 天津理工大學中環(huán)信息學院 20xx 屆本科畢業(yè)設計說明書 19 在此模式下測得的距離值為： (高電平時間 *340m/s)/2。 串口觸發(fā)測距工作原理 在模塊上電前，首先插上模式選擇跳線上的跳線帽，使模 塊處于串口觸發(fā)模式。即距離值為（ HData*256 +LData） mm。UTXIFG0))。 } unsigned char GetChar(void) { while(!(IFG1amp。 return RXBUF0。 SendChar(0x55)。 Data_L=GetChar()。 } 超聲波測距模塊觸發(fā)方式 電平觸發(fā) 第一步：采用單片機 IO 口觸發(fā)模塊 trig(控制端），給至少 10us 的高電平信號。 第三步：如果有信號返回，模塊 echo 端輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā) 射到返回的時間 [11]。 測試距離 =(高電平時間 *聲速 (340M/S))/2。 第二步： H_DATA：距離數(shù)據的高 8 位。 第四步： SUM:數(shù)據和，用于效驗。 單片機串口配置 一、 MSP430 的串口通訊模塊（ USART） 由于本設計解決的是串口通訊問題，所以通信的基本原理是利用 MSP430 的串口通訊模塊（ USART）來