基于單片機(jī)stc89c52控制的智能小車設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-閱讀頁(yè)
2025-07-12 19:18本頁(yè)面
【正文】 在S極范圍內(nèi)的導(dǎo)體cd中的電流是從c流向d。根據(jù)磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體中的電流方向，利用電機(jī)左手定則判斷，ab邊受力的方向是向左的，而cd邊則是向右的。這樣，線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)過半周之后，雖然ab與cd的位置調(diào)換了，ab邊轉(zhuǎn)到S極范圍內(nèi)，cd邊轉(zhuǎn)到N極范圍內(nèi)，但是由于換向片和電刷的作用，轉(zhuǎn)到N極下的cd邊中電流方向也變了，是從d流向c，在s極下的ab邊中的電流則是從b流向a。可見，分別處在N,S極范圍內(nèi)的導(dǎo)體中電流方向總是不變的，因此線圈兩個(gè)邊的受力方向也不變，這樣線圈就可以按照受力方向不停地旋轉(zhuǎn)，通過齒輪或皮帶等機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)，便可以帶動(dòng)其他機(jī)械工作。在直流電機(jī)中，換向器和電刷把輸入的直流電變?yōu)榫€圈中的交流電。當(dāng)然，在實(shí)際的直流電機(jī)中，不只有一個(gè)線圈，而是有許多線圈牢固地嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯槽中，當(dāng)導(dǎo)體中通過電流在磁場(chǎng)中因受力而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，這就是直流電機(jī)的基本工作原理。轉(zhuǎn)矩系數(shù)電機(jī)所產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的比例系數(shù)，一般表示每安培電驅(qū)電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩。在國(guó)際單位制中為rad/s，即弧度每秒。電樞電感因?yàn)殡姌欣@組由金屬線圈構(gòu)成，必然存在電感，從改善電機(jī)運(yùn)行性能的角度來說，電樞電感越小越好。測(cè)定電氣時(shí)間常數(shù)時(shí)，電機(jī)應(yīng)處于堵轉(zhuǎn)的狀態(tài)并施加階躍性質(zhì)的驅(qū)動(dòng)電壓。反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組內(nèi)部切割磁力線所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)速的比例系數(shù)，也稱發(fā)電系數(shù)或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)。功率密度越大，電機(jī)的有效材料的利用率就越高。3 模塊方案比較與論證 車體設(shè)計(jì)方案1：自己制作電動(dòng)車。方案2：購(gòu)買玩具電動(dòng)車。玩具電動(dòng)車具有如下優(yōu)點(diǎn)：首先，這種玩具電動(dòng)車由于裝配緊湊，使得各種所需電路的安裝十分方便，看起來也比較美觀?；谝陨戏治?，我們綜合了方案一和方案二，還是選擇了方案一，因?yàn)橘?gòu)買現(xiàn)成的小車不但價(jià)格較昂貴，而且它的功能固定，于是我們購(gòu)買了兩個(gè)軸承和兩個(gè)直流電機(jī)（帶減速機(jī)構(gòu)），再自己組裝完成了智能小車的車底。由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位，可以實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)路程和位置的精確定位。經(jīng)綜合比較考慮，我們放棄了此方案。對(duì)于直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，可以采用改變電壓的方法，也可采用PWM調(diào)速方法。但是我們?cè)谶@里設(shè)計(jì)的小車只要實(shí)現(xiàn)避障和無(wú)線控制，對(duì)小車的速度沒有太大的要求，所以我們購(gòu)買的是帶減速裝置的直流電機(jī)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇方案 1：采用SM6135W電機(jī)遙控驅(qū)動(dòng)模塊。能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、向右、向左、加速五個(gè)功能，但是其采用的是編碼輸入控制，而不是電平控制，這樣在程序中實(shí)現(xiàn)比較麻煩，而且該電機(jī)模塊價(jià)格比較高。L298N為單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅(qū)動(dòng)，可直接的對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，無(wú)須隔離電路。調(diào)試時(shí)在依照上表，用程序輸入對(duì)應(yīng)的碼值，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。 L298N的引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系EN A（B）IN1（IN3）IN2（IN4）電機(jī)運(yùn)行情況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2（IN4）同IN2（IN4）快速停止LXX停止基于以上分析，我們選擇了方案二，用L298N來作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。方案2：采用STC89C52作為主控制芯片，該芯片有足夠的存儲(chǔ)空間，可以方便的在線ISP下載燒寫程序，能夠滿足該系統(tǒng)軟件的需要，該芯片提供了兩個(gè)計(jì)數(shù)器中斷，對(duì)于本作品系統(tǒng)已經(jīng)足夠，采用該芯片可以比較靈活的選擇各個(gè)模塊控制芯片，能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出時(shí)間，有很好的實(shí)時(shí)性。4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 20 無(wú)線模塊的設(shè)計(jì) 無(wú)線模塊的仿真圖圖9 無(wú)線模塊的仿真圖 無(wú)線模塊的流程圖無(wú)線模塊可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，但有效距離不能超過十米，不然效果很差。圖12 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的流程圖5 軟件的簡(jiǎn)單介紹在這次的設(shè)計(jì)中，主要用到了keil，protues和STC_ISP等軟件 keil的簡(jiǎn)介Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。運(yùn)行Keil軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。 Proteus簡(jiǎn)介Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。要注意的是，此程序是在KeilC中要建立工程文件，傳入用戶代碼時(shí)，需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，一般采用RS232串行通信，數(shù)據(jù)協(xié)議采用簡(jiǎn)單協(xié)議
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