基于單片機智能攪拌小車的設計與應用畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 在不受輸入信號影 響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以 9 外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用 L298N 芯片驅動電機，該芯片可以驅動一臺兩相步進電機或四相步進電機，也可以驅動兩臺直流電機。 L298N 雙 H 橋直流電機驅動模塊實物圖 一 .電機接口部分 ： OUT1 、 OUT OUT OUT4 四個接口分別用來連接直流電動機或 者是步進電機。 OUT1 和 OUT2 是一組，驅動一個電機。 OUT3 和 OUT4一組驅動另一個電機。 二 .驅動電壓 部 分 ： +12V 接口用來接 驅動電壓 ，特別因注意的是： （ 1） 常規應用 ： 當你的驅動電壓（上圖標識為 12V 輸入，實際可以接受的輸入范圍是 712V）為 7V12V 的時候，可以使能板載的 5V邏輯供電，當使用板載 5V 供電之后，接口中的 +5V 供電不要輸入電壓，但是可以引出 5V 電壓供外部使用。 （ 2） 高壓驅動的非常規應用 ： 當驅動電壓高于 12V，小于等于 24V（芯片手冊中提出可以支持到 35V，但是按照經驗一般 298 保守應用最大電壓支持到 24V 已經很了不起！）時，比如要驅動額定電壓為 18V 的電機。首先必須拔除板載 5V 輸出使能的跳線帽。然后在 5V 輸出端口外部接入 5V 電壓對 L298N 內部邏輯電路供電。 （ 3） GND 接口 ， GND 是共地端，要將你用的開發板的 GND 和 這個儀器接上，同時也是電源的共地接口 （ 4） +5V 接口， 5V 電源正極接口， 負極接 GND。 三 .信號驅動部分 這里一共有六個接口， 分別是 ENA、 ENB、 IN IN IN IN4 （ 1） ENA 使能 OUT OUT2 的 接口，也 就是說如果 ENA 不接高電平 ，那么 OUT 10 OUT2 驅動的電機是不可能可以驅動的。 （ 2） ENB 同上。 （ 3） IN IN IN IN4 你可以用你的開發板的四個 I\O 口接它們，它們的高低電平將直接影響到第二部分輸出的高低電平（經過芯片的放大，這 時 的電壓已經很高了，這就是作用）。如果你想驅動電機 A 運轉，可以在 A1 上加高電平 A2 上加低電平 。這樣電機就有了電勢差，就可以 運轉 了，調整電勢差可以改變正傳反轉和加減速（ PWM 來控制）。 3． 4 直流電機簡介 電動機簡稱電機，是使機械能與電能相互轉換的機械，直流電機把直流電能變為機械能。作為機電執行元部件，直流電機內部有一個閉合的主磁路。主磁通在主磁路中流動，同時與兩個電路交聯， 其中一個電路是用以產生磁通的，稱為激磁電路；另一個電路是用來傳遞功率的，稱為功率回路或電驅回路。現行的直流電機都是旋轉電驅式，也就是說，激磁繞組及其所包圍的鐵芯組成的磁極為定子，帶換向單元的電驅繞組和電驅鐵芯結合構成直流電機的轉子。 ? 齒輪減 n20 減速電機 電機參數： 電壓范圍： 電機軸長： 10mm 帶 3MM D 字孔塑料齒輪 齒輪模數： 齒數： 15 齒，直徑 齒輪后： 3MM 額定轉速： 200rpm/min 430rpm/min 675rpm/min 890rpm/min （轉 /分鐘） ? 130 馬達 電機參數： 額定轉矩： （ NM） 產品類型：有刷直流電動機 額定功率： （ W） W 齒輪減 n20減速電機 實物圖 130 馬達 實物 圖 11 額定電壓： （ V） V 額定電流： （ A） A 額定轉速： 8530（ rpm） r/min 效率： （ %） 直流電機有以下 4 方面的優點： （ 1）調速范圍廣，且易 于平滑調節。 （ 2）過載、啟動、制動轉矩大。 （ 3）易于控制，可靠性高。 （ 4）調速時的能量損耗較小。 LCD1602 顯示模塊綜合概況 1602B 可以顯示 2 行 16 個字符，有 8 位數據總線 D0D7，和 RS、 R/W、 EN 三個控制端口，工作電壓為 5V，并且帶有字符對比度調節和背光。該模塊也可以只用 D4D7作為四位數據分兩次傳送。這樣的話可以節省 MCU 的 I/O 口資源。 1602B 引腳說明如下： LCD 液晶顯示器各引腳功能及結構 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 雙向數據口 2 VDD 電源正極 10 D3 雙向數據口 3 VL 對比度調節 11 D4 雙向數據口 4 RS 數據 /命令選擇 12 D5 雙向數據口 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 雙向數據口 6 E 模塊使能端 14 D7 雙向數據口 7 D0 雙向數據口 15 BLK 背光源地 8 D1 雙向數據口 16 BLA 背光源正極 注意事項：從該模塊的正面看，引腳排列從右向左為： 15 腳、 16 腳，然后才是1－ 14 腳 (線路板上已經標明 ): VDD：電源正極， － ，通常使用 5V 電 壓； VL： LCD 對比度調節端，電壓調節范圍為 0－ 5V。接電源的正極時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高時會產生 “ 鬼影 ” ，因此通常使用一個 10K的電位器來調整對比度，或者直接串接一個電阻到地； RS： MCU 寫入數據或者指令選擇端。 MCU 要寫入指令時，使 RS 為低電平； MCU 要 12 寫入數據時，使 RS 為高電平； R/W：讀寫控制端。 R/W 為高電平時，讀取數據； R/W 為低電平時，寫入數據； E： LCD 模塊使能信號控制端。寫數據時，需要下降沿觸發模塊。 D0－ D7： 8 位數據總線，三態雙向。如果 MCU 的 I/O 口 資源緊張的話，該模塊也可以只使用 4 位數據線 D4－ D7 接口傳送數據。本充電器就是采用 4 位數據傳送方式； BLA： LED 背光正極。需要背光時， BLA 串接一個限流電阻接 VDD， BLK 接地，實測該模塊的背光電流為 50mA 左右； BLK： LED 背光地端。 LCD1602B 顯示模塊實物圖 超再生 解碼六路收發模塊 PT2262/2272 編解碼芯片原理簡介 : PT2262/2272 是一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路 ，PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0 A11)三態地址端管 腳 (懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組合可提供 531441 地址碼 ,PT2262 最多可有 6 位 (D0D5)數據端管腳 ,設定的地址碼和數據碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。 編碼芯片 PT2262 編碼信號是由地址碼、數據碼 、 同步碼組成一個完整的碼字，從 17 腳輸出到射頻發 射模塊的數據輸入端發射出去 。 射 頻接收模塊接收后送到解碼芯片 PT2272， 其地址碼經過三次比較核對 后 ， PT2272 的 VT 腳才輸出高電平 ， 與此同時與 PT2262 相應的數據腳也輸出高電平，如果 PT2262 連續發送編碼信號， PT2272 第 17 腳和相應的數據腳便連續輸 出 高電平。 PT2262 停止發送編碼信號， PT2272 的 VT 端便恢復為低電平狀態。高頻發射電路完全收控于 PT2262 的 17 腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ ASK調制）相當于調制度為 100％的調幅。 13 PT2262外形與 引腳圖 PT2262 管腳說 明 表 名稱 管腳 說 明 A0A11 1 1013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為 “ 0” , “ 1” ,“ f” (懸空 ), D0D5 7 1013 數據輸入端，有一個為 “ 1” 即有編碼發出，內部下拉 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負端（－） TE 14 編碼啟動端，用于多數據的編碼發射，低電平有效； OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； Dout 17 編碼輸出端（正常時為低電平） PT2272外形與 引腳圖 14 PT2272 管腳說 明 表 PT2262/2272 特點 : CMOS工藝制造，低功耗 外部元器件少 RC 振蕩電阻 工作電壓范圍寬： 數據最多可達 6 位 地址碼最多可達 531441 種 名稱 管腳 說 明 A0A11 1 1013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為 “ 0” ,“ 1” ,“ f” (懸空 ),必須與 2262 一 致 ,否 則不 解碼 D0D5 7 1013 地址或數據管腳 ,當做為數據管腳時 ,只有在地址碼與 2262 一 致 ,數據管腳 才能輸出與 2262 數據端對應的高電 平 ,否則輸出為低電平 ,鎖存型只有在接 收到下一數據才能轉換 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負端（－） DIN 14 數據信號輸入端，來自接收模塊輸出端 OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸 出端； VT 17 解碼有效確認 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態） 15 超再生解碼六路收發模塊實物圖 音樂模塊及報警模塊 （ 1）音樂模塊 直接簡單采用 mp3（將歌曲設置為循環模式）與 5V 喇叭組合形式。 （ 2）報警模塊 通過在網上定制“倒車，請注意” ESE626M 芯片與 12V 喇叭組合而成。 16 音樂 模塊 及報警 模塊系統實物圖 燈光輔助模塊 為了更加展現智能攪拌車性能，通過比較嘗試發現選擇綠色 LED 燈比較顯眼。并且其內阻較大不易應電流過大而擊毀。 LED 燈的主要特點有： 電 壓： LED 使用低壓電源，單顆電壓在 之間，比使用高壓電源更安全的電源。 效 能：光效高，目前實驗室最高光效已達到 161 lm/w（ cree） ,是 目前光效最高的照明產品。 抗震性： LED 是固態光源，由于它的特殊性，具有其他光源產品不能比擬的抗震性。 穩定性： 10 萬小時，光衰為初始的 70% ，俗說“不死燈”。 響應時間： LED 燈的響應時間為納秒級，是目前所有光源中響應時間最快的產品。 環 保：無金屬汞等對身體有害物質。 顏 色： LED 的帶快相當窄，所發光顏色純，無雜色光，覆蓋整過可見光的全部 17 波段，且可由 R\G\B 組合成任何想要可見光。 雖然有上述之優勢，但其價格格，能普遍做到的光效率和理論光效率還有很大差距，同樣能做到的壽命和理論壽命（ 10w 小時）還有很大差距，并且還是有一定的發熱量，與其光衰還可以大幅度縮小這些問題都影響這 LED 燈的發展。不過這些缺點都可以通過工藝的改進克服，所以即使 LED 光源還不能完全取代現有傳統光源，但隨著技術的發展，日后一定是 LED 的天下。 燈光輔助模塊局部實物圖 18 4 智能攪拌車模塊方案設計與論證 車體設計 方案 1：自己制作 攪拌模型 車。一般的說來，自己制作的車體比較粗糙， 及相應車型配備摩擦力不好控制難以協調。 對于 智能小車這種 要求在 道路面 能較靈敏 行駛，車身重量以及平衡都 必須要有 精確的測量， 同時線路的布局及相應模塊要的安裝 ，這些都比較難良好地實現。 方案 2：購買玩具 機械式攪拌模型 車。購買的玩具 機械式攪拌模型 車具有組裝完整的車架車輪 及相應車型配備 。我們可以保留 前兩車 輪 車架不變 ， 而