机电一体化项目报告 联系客服

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黑白线检测J611R141K5vJ11R151KP3.52P1.4D3CON 35R1610KJ31R17P3.42P3.3蔽障检测3CON 31MOSI2MISO3SCKC4RESETSI11234P1.45MOSI6MISO7SCK8P00P01P02P03P04P05P06P07P10/TP11/TP12P13P14P15P16P173938373635343332C3.2智能小车的驱动系统 IN_1IN_2IN_3IN_4PWM_1PWM_2P20P21P22P23P24P25P26P272122232425262728P0.0J7CLKRCK1ALERXDTXDALE/PPSEN6v+6VC1210435V5v10113029B5P3.3131265VINT1INT0ISPP3.5P3.41514T1T0ISP下载线C14225V31EA/VP5VY111.05921918X1X2C1310uC15229RSTRESET5VRESET1716RDWR4

R185.6K80C52U77806U11VinC10104 小车的驱动包括电机的选择、驱动方案的选择、供电电源的选择下面将依次介绍。

3.2.1电动机的选择及驱动 3.2.1.1电动机的选择

方案一:采用步进电机,步进电机的一个显著特点就是具有快速起停能力,如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值,就能够立即使步进电机启动或者反转,另一个显著特点就是转换精度高,正反转控制灵活。

方案二:采用普通直流电机,直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调整范围广;过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速启动、制动和反转;能满足各种不同的特殊运行要求。

综合考虑小车的各种要求,因需要寻迹和避障的等功能,对快速起停,转换精度正反转控制要求较高。

3.2.1.2电动机的驱动方案的选择

电动机驱动方案有以下几种:

方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速目的。但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵,而且可能存在干扰,更主要的问题在于一般电动机的电阻比较小,但电流很大,分压不仅会降低效率,而且实现很困难。

方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整,这个电路的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间长,易损坏,寿命较短,可靠性不高。

方案三:采用四个大功率晶体管组成H桥电路,四个大功率晶体管分为两组,交替导通和截止,用单片机控制是指工作在开关状态,进而控制电动机的运行。该控制电路由于四个大功率晶体管之工作在饱和和截止状态下,效率非常高,并且大功率晶体管开关的速度很快,稳定性也极强,是一种广泛采用的电路。

经过综合考虑选用方案三。该方案使用单片机控制易于实现集成化,减少体积和重量。而且晶体管效率极高,稳定性好,操作较为容易。

考虑到电压电流的等级及尺寸,外观等因素,可选用集成电机驱动芯片L298。该芯片是双H桥高电压大电流集成电路,其输出脚(SENSEA和SENSEB)用来连接电流检测电阻。Vss接逻辑控制部分的电源,常用+5V。IN1~IN4输入引脚采用标准TTL逻辑电平信号,用来控制H桥的开与关,EnA,EnB,引脚则是是能控制端,其控制表如下:

输入 V=H C=H,D=L C=L,D=H C=D V=L C=X D=X

功能 正转 反转 制动 停止 3.2.2供电电源的方案选择

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虽然整个机电系统都需要用到电源,但是为了叙述方便将此内容放到此处一起讨论。

方案一:采用两个电源供电。将电动机驱动电源与单片机及其周围电路完全隔离,利用光电耦合器传输信号。这样可以使电动机驱动所造成的干扰彻底消除,提高了系统的稳定性,但是多一组电池,增加了车身重量,增大了小车的惯性。

方案二:采用单一电源供电。电源直接给电动机供电,因电动机启动瞬间电流较大,会造成电源电压波动,因而控制与检测部分通过集成稳压块供电。其供电电路比较简单。

经过综合的考虑,采用方案二。这样既可以减轻小车的重量,减小惯性;而且通过集成稳压块又可以是电压稳定,不受启动时的波动。

电源接口和开关J?CON3JPowABC123123GND+12in+12vPOWU17805+12V1VinVoutGNDC1C2220u/25104C3220u/16C410423VCCVCCD1R1GND1kPowerGNDU47805+12V1VinVoutGNDC7C8220u/25104C9220u/16C1010423AVCC电源部分

AGND3.2.3驱动系统的电路和程序设计

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驱动模块电路图

根据电路图连接单片机和此模块。其中:80c51的p2.5与p2.6分别和驱动芯片L298的两个使能控制口相连。

然后进行直走调试。程序如下:

? SETB P2.5;使能控制1 ? SETB P2.6;使能控制2 ? SETB P2.1 ? cpl P2.2 ? SETB P2.3 ? cpl P2.4 ? jmp $ ?

程序输入后,小车能够直走,则驱动系统完成。

4硬件设计

4.1.智能小车寻迹功能方案选择

探测路况黑线的基本原理:光线照射到路面并反射,由于黑线和白纸对光线的反射

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