(毕业论文)超声波智能小车.doc

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1、机器人技术实训学院（系）：计算机学院专业：计算机控制技术姓名：指导老师：完成时间：2013-11-20一、实训任务3二、整休设计方案3三、硬件部分51、硬件部分的整休框架图52电机驱动模块6，超声波模块9四、软件部分13（1）、程序流程图B（刀、程序内容14五、结果分析与调试（附图）22六、休会与心得23经过一学期的《机器人技术》的学习，我们打算做一个简易的超声波小车。这个超声波小车要能够躲避障碍物，或者能够按照程序的控制来完成相应的任务。在硬件部分，要求按照电路板焊接完成电机驱动电路，以及用万用板搭出单片机最小系统

2、。软件部分，要求能够熟练的使用keil软件进行C编程，然后通过单片机开发板把程序下载到我们的单片机上面，反复调试，使之能够按照我们的程序完成相应的动作。二、整体设计方案系统整体框架:图一系统的大致工作原理就是：传感器把外部信号，转换为电信号，然后被单片机识别,当单片机识别出信号之后，会对信号进行运算处理,然后会得岀判断，再吧判断的结果传给执行器，让执行器去驱动电机完成我们要实现的动作。照实训的要求，完成的小车必须要在碰到障碍物的时候，做出相应的反应。那么机器怎么来实现对客观事物的反应呢？这就需要用到传感器，传感器是根

3、据一定的物理定律做出来的一种将物理信号转换成电信号的装置，只有电信号才能够被单片机系统识别。在这次实训中我们用的传感器是HASR04超声波模块。执行器主要就是对单片机的命令进行解释执行。就像人的手和脚，根据大脑的命令完成相应的动作一样，执行器可以根据单片机发出的电平命令，来实现电机的正反转和调速。在我们这个系统中由于用的是小功率的直流电机，所以我们采用L298电机驱动模块作为本系统的执行器。三、硬件部分1、硬件部分的整体框架图图二整个系统的电源由一块12V800m阳的锂离子电池提供，这块电池一方面为电机驱动器提供电源

4、，用于驱动L298,另一方面接入到7805转5V的电压模块里面。超声波模块为了方便和单片机进行数据通信，采用TIL电平，所以超声波模块需要5V电源。单片机也是标准的TIL电平，所以也是5V电源供电。在电机驱动板的信号控制端，我们加了光耦隔离驱动,所以在佶号控制端也必须有5V供电，用于让光耦工作起来。特别要说明的是：在L289电机驱动模块的信号输入端，一定要讲信号地线引出来,像我们这个系统采用一个电源供电还好，所有的电平都在一个参考电压下，如果信号电路和驱动电路采舟的不是一个电源供电，而信号地线又没有接出来，那么就会导

5、致，你输入的高低电平不会被驱动模块识别，因为两个电路没有共同的参考电压，那么就不知道多少伏是低电平多少伏是高电平了。2电机驱动模块(D模块简介这个电机驱动模块的核心部分就是有一块L298N电机驱动芯片。L298是SG逡司的产品，比较常见的是15脚MHtiwatt封装的L29週内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机L298N可接受标准TIL逻辑电平信号Vs,Vs可接4.5〜7V电压。4脚U接电源电压，Y电压范围滋为+2.A46乂输出电流可达25A可驱动电感性负载。1脚和15脚下管

6、的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，CUT1,CUI2和CUT3,CUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5?7,10,12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。氐Eb接控制使能端，控制电机的停转。为了防止电机突然转向和骤停产生的冲击电流对单片机和L298本身的伤害，我们在电路板的输入和输出端分别加了光耦隔离和续流二极管。(0电路图的工作原理A电路中的元件:图屮的P1是用于连接杜邦线的插针，D1TH为发光二极管，U1为光电隔离器，U2为L298电机

7、驱动芯片，S1为散热片，C1-C2为去耦电容，C4C4为滤波电容，DH2为续流二极管,J1-J3为插座。R电路的工作原理:由L298的芯片资料可以得知，这个芯片只有在ENA和旺都为高电平时，对方向控制端控制才会有电流输岀。当方向控制端收到高电平吋有效。在这个前提下进行分析如下：如果IN1输入的是低电平，那么2—1—2—3对应的那条线路就会通过排阻1导通，这样光耦内部的发光二极管就会发光，光耦内部的感光三极管，接收到光信号也会导通，这样这条电路导通，那么L298N处的IN1就会呈现高电平，那么这时电机就会正转。其他的输

8、入端皿IN3.皿也是同样的道理。图中有两处电容，而且是一大一小。一处电容是为用于12V电源,一处是用于5V电源。大电容主要是起蓄能的作用，当电机在高速旋转或者突然转向的时候，会产生大屋的高次谐波,会阻碍电流的流动,这吋候会出现电机转速急剧下降的情况。所以要加一个大的电容，当电机运转正常时，电源对电容充电，当电机转速下降时，电容放电，作为电机的铺