畢業論文 設計 論文題目 單片機運動控制系統設計 學生姓名 鮑亞明 學 號 2011101102 指導教師 周小明 專 業 機電一體化技術 年 級 2011 汽車與機電工程學院 二號黑體 居 中 可根據字數 多少調整 三號黑體 I 單片機運動控制系統設計 摘 要 本文介紹了利用紅外反射式傳感器實現小車自動尋跡的設計與實現 本 設計中的小車能夠自動識別路線 關鍵詞關鍵詞 自動尋跡 傳感器 單片機 機器人 數據采集 目 錄 中文摘要四號楷體楷體 150 200150 200 字 字 關鍵詞 3 5 個 關鍵詞間用逗號分隔 最后一個詞后不打標點符號 小二 黑體 居中 段前段后段前段后 0 50 5 II 1 緒 論 1 1 1 機器人的運動控制背景 1 1 2 本設計的應用及意義 1 1 3 論文主要工作 1 2 系統總體方案 2 2 1 系統總體規劃 2 2 2 單片機內部結構及接口描述 2 2 3 技術指標 2 2 4 主要芯片的選型 2 2 4 1 電機驅動芯片的選型 2 2 4 2 溫度傳感器芯片的選型 3 2 5 其他芯片的簡介 3 2 5 1 ATMEL 93C46 3 2 5 2 LCD1602 3 2 5 3 74HC540 3 2 5 4 74HC245 3 3 硬件設計與實現 4 3 1 系統運動控制部分設計 4 3 1 1 電機選型 4 3 1 2 L298N 驅動電機 4 3 2 尋跡模塊設計 4 3 3 無線電發射接收模塊介紹 4 3 4 測溫系統設計 5 3 5 電源 5 3 5 1 電源的選型 5 3 5 2 穩壓電路設計 5 3 5 3 抗干擾設計 5 4 測試及其控制程序設計 6 5 總結與展望 7 致 謝 8 參考文獻 9 附錄 機器實體照片 10 二號黑體 小四黑體 1 1 緒 論 近年來 人類的生產和生活方式發生了巨大的變化 產生這一變化的重要原因就是 計算機技術的飛速發展 第一臺計算機誕生至今僅僅幾十年的時間 計算機的性能已經 大大提高 價格不斷的下降 從而使之可以迅速而廣泛地應用于人類的生產和生活的各 個領域 然而機器人的發展無疑得益于計算機技術的發展 1 1 機器人的運動控制背景 什么叫機器人 1 2 本設計的應用及意義 本文的設計正是一個本著學習 創新和服務人類的思想的機器人設計 讓機器按照 自己預定的想法和目的運作 一直是我人生的追求和夢想 我選擇自動化專業 正是要 加入自動化這個大家庭 吸收文化不斷提高自己 不斷的走近自己的夢想 1 3 論文主要工作 本論文主要的工作就是通過一個自動尋線小車的軟件 硬件和整體結構的設計和實 現 頁碼編寫方法為 頁 居中 打印字號為小 5 號宋體 從本頁起編頁 畢業設計 論文 內容字體為小四號宋體 字間距設置為標準字間距 行間距設置為 1 25 倍行距 2 2 系統總體方案 本章圍繞系統的總體設計 介紹系統組成框圖 主控芯片單片機的內部硬件資源及 其接口技術 整個機器人系統所用到的其它 IC 的介紹 2 1 系統總體規劃 整個系統的構成是由兩部分組成 一部分的用于整個機器人系統的運動控制 一部 分的機器人體內裝載的傳感器件 負責檢測和采集現場的環境參數 2 2 單片機內部結構及接口描述 P3 口也接收一些控制信號 如表 2 1 所示 表表 2 12 1 各口線的特殊功能和信號名稱各口線的特殊功能和信號名稱 口線 特殊功能 信號名稱 P3 0 RXD 串行輸入口 P3 1 TXD 串行輸出口 P3 2 外部中斷 0 輸入口 P3 3 外部中斷 1 輸入口 P3 4 T0 定時器 0 外部輸入口 P3 5 T1 定時器 1 外部輸入口 P3 6 寫選通輸出口 P3 7 讀選通輸出口 2 3 技術指標 2 4 主要芯片的選型 2 4 1 電機驅動芯片的選型 考慮到 本機器人需要的驅動能力比較高 畢業設計 論文 頁面要求 須用 A4 210 297mm 標準 70 克以上白紙 一律采 用單面打印 畢業設計 論文 頁邊距按以下 標準設置 上邊距 天頭 為 25 mm 下邊距 地腳 25mm 左邊距和右邊距為 20mm 頁 眉 16mm 頁腳 15mm 圖和表需要加以標注 五號 宋體 加黑 表格內為五號字體 宋體 根據美觀排版 圖片為嵌入 無文字環繞 3 外型如圖 2 4 示 圖圖 2 42 4 L298NL298N 外型外型 2 4 2 溫度傳感器芯片的選型 考慮到 2 5 其他芯片的簡介 本設計是 2 5 1 ATMEL 93C46 IC 93c46 是儲存器件 如圖 2 6 示 負責儲存機器人系統中溫度采集系統采集到 的溫度參數 2 5 2 LCD1602 2 5 3 74HC540 2 5 4 74HC245 74HC245 是 8 總線收發 4 3 硬件設計與實現 本設計的機器人采用廢棄的電腦光驅機盒鋼板做為整個硬件體系的骨架 3 1 系統運動控制部分設計 3 1 1 電機選型 3 1 2 L298N 驅動電機 L298N 芯片已在電機驅動芯片的選型一節介紹過 本設計中具體應用電路進行說明 如圖 3 1 示 3 2 尋跡模塊設計 3 3 無線電發射接收模塊介紹 本設計采用輔助模塊 無線電發射模塊原理圖如圖 3 14 示 就是為了達到遠程手動 控制的目的 由于無線電的設計涉及的學科知識面比較廣 調頻比較困難 故此本設計 直接應用市場上的成品無線電模塊 出于成本的考慮 選用的無線電的有效控制距離是 比較短的 但是這個不限制本設計功能的實現 距離的遠近用戶完全可以根據需要更換 模塊 驅動電流約 2mA 與發射器上的四個按 鍵一一對應 表 3 1 中 5 個輸出引腳 10 11 12 13 VT 的 0 代表低電位 OV 1 代 表高電位 5V 表表 3 13 1 接收模塊輸出電位表接收模塊輸出電位表 遙控發射操作 11121314GNDVTVCC 靜態 無操作 0000GND0VCC 5V 5 按壓發射鍵 A 1000GND1VCC 5V 續表續表 3 13 1 遙控發射操作 11121314GNDVTVCC 按壓發射鍵 C 0010GND1VCC 5V 按壓發射鍵 D 0001GND1VCC 5V 3 4 測溫系統設計 本設計采用 LCD1602 作為顯示器件 相比數碼管顯示 顯示內容豐富更加豐富 顯 示方式更為靈活 而且硬件電路得到簡化 LCD1602 作為一款非常經典的液晶顯示模塊 具有良好的性價比 完全符合和滿足本設計的要求 3 5 電源 3 5 1 電源的選型 由于本系統需要電池供電 我們考慮了如下集中方案為系統供電 3 5 2 穩壓電路設計 3 5 3 抗干擾設計 由于此單片機控制的運動系統 工作在各種惡劣的環境中 所以抗干擾處理是必不 可少的 6 4 測試及其控制程序設計 7 5 總結與展望 8 致 謝 自從我接觸單片機 到現在能夠用以單片機為控制核心設計出我的畢業設計 單 片機運動控制系統設計 這是一個學習的過程 9 參考文獻 12 高稚允 高岳 光電檢測技術 M 北京 國防工業出版社 1995 13 金篆芷 王明時 現代傳感技術 M 北京 電子工業出版社 1995 14 羅志增 簡易紅外接近覺傳感器 C 全國青年第三屆機器人學研討會論文集 1990 15 Brian W Kernighan Den