基于at89c51單片機的營救機器人的設計與制作(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 等級 IP6 尺寸 20* 重量 15g 表 MH440V/D 主要技術參數 MH440V/D 結構特征 結構原理圖 圖 MH440V/D 結構原理圖 直流電機驅動模塊簡介 直流電動機簡介 本設計中使用的直流電機型號為 RS380SH,外觀如圖 所示。電機的基本參數如表 所示。 圖 型直流電機 電壓 空 載 時 工作范圍 穩定電壓 電流 r/min A 3~9V 固定的 16200 表 型直流電機基本參數 電機驅動芯片 L298 簡介 根據本設計中的小電機而言 ,其控制邏輯電平為 5V,電機驅動電壓為,據此選擇 L298 這款電機驅動芯片。外形如圖 所示。 圖 L298 驅動芯片外觀 L298N 為 SGSTHOMSON Microelectronics 所出產的雙全橋步進電機專用驅動芯片 Dual FullBridge Driver ,內部包含 4信道邏輯驅動電路 ,是一種二相和四相步進電機的專用驅動器 ,可同時驅動 2 個二相或 1 個四相步進電機 ,內含二個 HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅動器 ,接收標準 TTL 邏輯準位信號 ,可驅動 46V、 2A 以下的步進電機 ,且可以直接透過電源來調節輸出電壓 。此芯片可直接由單片機的 IO端口來提供模擬時序信號。 L298N管腳定義如圖 ,Pin1 和 Pin15 可與電流偵測用電阻連接來控制負載的電路 。OUT OUT2 和 OUT OUT4 之間分別接 2 個直流電機 。input1~input4 輸入控制電位來控制電機的正反轉 。Enable 則控制電機停轉。 圖 L298 管腳定義圖 無線傳輸模塊 PTR2020 簡介 PTR2020 是基于 nRF401 的無線收發數據傳送 Modem 模塊 ,該器件為超小型模塊器件 ,具有超低功耗、高速率 ()無線收發數據傳送功能 ,且性能優異 ,使用方便 ,可廣泛應用于無線數據傳輸產品的設計領域。無線收發一體數傳模塊 Modem 芯片 PTR2020 芯片性 能優異 ,在業界居領先水平。它的顯著特點是所需外圍元件少 ,因而設計非常方便 ,該模塊在內部集成了高頻發射、高頻接收、 PLL合成、 FSK 調制 /解調、參量放大、功率放大、頻道切換等功能 ,因而是目前集成度較高的無線數傳產品。該器件采用抗干擾能力較強的調制解調方式、其工作頻率穩定可靠、功耗極低且便于生產設計 ,這些優異特性使得 PTR2020 非常適合于單片機短距離的數據通信設計。另外 ,由于它采用了低發射功率、高靈敏度設計 ,因而可滿足無線管制的要求且無需使用許可證 ,是目前低功率無線數傳的理想選擇。 nRF401 芯片說明 nRF401 是挪威 Nordic 公司推出的射頻收發芯片 ,nRF401 在一個 20 腳的芯片中集成了高頻發射 /接收、 PLL 合成、 FSK 調制 /解調和多頻道切換等功能 ,在低成本數字無線通信應用中具有突出的技術優勢。工作在國際通用的 ISM 數傳頻段的兩個頻道 ( 和 ),采用高接收敏度 (105dBm)和小發射功率 (5~10dBm)設計策略。在發射功率為 8dBm 時 ,室內通信距離大于 20m,室外開闊地大于 100m,對環境影響極小 ,無需進行頻道申請即可使用。采用 DSS+PLL 頻率合成技術 ,外接元件僅一個晶振和幾個阻容、電感 ,基本無需調試就能工作 ,且穩定性良好。它要求非常少的外圍元件 (約 10 個 )。無需進行初始化和配置 ,不需要對數據進行曼切斯特編碼。數字通信采用具有高抗干擾能力的 FSK 調制方式 ,支持直接數據輸入輸出操作 ,可直接與 MPU 的 UART 串行口連接。 nRF401 的天線接口設計為差分天線 ,以便于使用低成本的 PCB 天線。 nRF401 有兩個可選擇的工作頻道 ,采用半雙工工作模式 ,最高數據傳輸速率可達 20kbit/s。工作電壓為~5V,待機狀態耗電僅為 8μ A,能滿足低功耗的設計要求 。 芯片的特點如下 : 工作頻率為國際通用的數傳頻段 采用 FSK 調制 ,直接數據輸入輸出 ,抗干擾能力強 ,特別適合工業控制場合 采用 DSS+PLL 頻率合成技術 ,頻率穩定性極好 靈敏度高 ,達到 105dBm 功耗小 ,接收狀態 250μ A,接收待機狀態僅為 8μ A 最大發射功率達 +10dBm 低工作電壓 (),可滿足低功耗設備的要求 具有多個頻道 ,可方便地切換工作頻率 ,特別滿足需要多信道工作的特殊場合 工作速率最高可達 20Kbit/s,也可支持低波特率的數據通信 ,如9600Baud 僅外接一個晶體和幾個阻容、電感元件 ,基本無需調試 由于采用了低發射功率、高接收靈敏度的設計 ,使用無需申請許可證 ,開闊地的使用距離最遠可達 1000 米 nRF401 集成度高 ,工作頻率穩定可靠 ,外圍元器件少 ,功耗極低 ,適合便攜式產品的設計。 nRF401 使用 20 引腳的 SSOCI 封裝 ,其引腳如圖所示。 nRF401的引腳功能如下 : 圖 nRF401 引腳分布圖 XC XC2:連接外部頻率 ,其中 XC1 為晶振輸入 ,XC2 為晶振輸出。 VDD:電源輸入端 ,電壓范圍為 ~。 VSS:電源地。 FILT1:濾波器輸入端。 VCO VCO2:外界壓控振蕩電感。 DIN:發射數據輸入端 ,該引腳用于接收單片機要發送的數據。 DOUT:接收數據輸出端 ,該引腳將無線模塊接收的數據輸出給單片機。 RF_PWR:發射功率設置。 CS:頻道選擇。 CS0 時 ,芯片工作在頻道 1。CS1 時 ,芯片工作在頻道 2。 ANT ANT2:天線接口。 PWR:低 功耗控制。 PWR1 時 ,芯片處于工作狀態 。PWR0 時 ,芯片待機狀態。 TXEN:模式切換。 TXEN1 時 ,芯片處于發送狀態 。TXEN0 時 ,芯片處于接收狀態。 nRF401 為 PTR2020 的內置芯片 ,其外圍電路為 PTR2020 模塊集成。當芯片工作在頻道 1 時 ,芯片的工作頻率為 。當芯片工作在頻道 2 時 ,芯片的工作頻率為 。 DIN與 DOUT 引腳輸出的是 TTL 電平信號 ,可以與單片機的 RxD 和 TxD 直接相連 。當其與 PC 連接時 ,則需要添加 RS232 電平轉換電路。芯片引腳 CS、 PWR、 TXEN 的狀態直接影響芯片的工作方式。 PTR2020 模塊簡介 PTR2020 模板的引腳排列如圖 所示。各引腳的功能說明如下 : 圖 PTR2020 引腳分布圖 VCC:電源輸入端 ,電壓范圍為 ~。 CS:頻道選擇。 CS0 時 ,芯片工作在頻道 1。CS1 時 ,芯片工作在頻道 2。 DO:接收數據輸出端 ,該引腳將無線模塊接收的數據輸出給單片機。 DI:發射數據輸入端 ,該引腳用于接收單片機要發送的數據。 GND:電源地。 PWR:節能控制。 PWR1 時 ,芯片處于正常工作狀態 。PWR0 時 ,芯片處于待機狀態。 TXEN:模式切換。 TXEN1 時 ,芯片處于發送狀態 。TXEN0 時 ,芯片處于接收狀態。 在軟件編程過程中 ,對 PTR2020 的工作模式和工作頻道的選擇尤為重要 ,對于 PTR2020 模塊而言 ,它的工作模式設置主要包括工作頻道設置和發送、接收、待機狀態的設置。表給出了該模塊的工作頻道以及工作模式控制的選擇方式。 模塊引腳數輸入電平 模塊狀態 TXEN CS PWR 工作頻道號 模塊狀態 0 0 1 1 接收 0 1 1 2 接收 1 0 1 1 發射 1 1 1 2 發射 0 待機 表 工作頻道及工作模式控制的選擇方式 PTR2020 可與單片機 (如 80C3 205 68HC0 PIC、 Z8 等 )配合使用 ,可直接接單片機的串口或者 I/O 口 ,也可與計算機串口進行通信 ,此時需要在中間簡單地接一個 RS232 電平轉換芯片 ,如 232 等。 在使用模塊之前可以使用以下介紹的 PTR2020 簡單測試方法 ,判定模塊是否正常工作。 將發射端芯片設置為發射方式 ,使得 TXEN 為高 電平 ,PWR 為高電平 ,并通過單片機串口向 PTR2020 不斷發送數據。建議直接發送 ASCII 碼 ,如 a,這樣