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文档简介
遥控小车制作报告目录一、整体方案设计 1.1 整体方案设计的思路 1.2 整体方案的流程图
二、小车系统概况
2.1最小系统简介
2.2稳压系统简介 2.3 红外遥控简介
2.4 驱动原理简介
2.5 直流电机简介
三、车体设计 四、软件的简单介绍 4.1 Keil的简介 4.2 protues的简介
五、程序清单六、部分实验电路图1.1 整体方案设计的思路利用无线发射和无线接收模块控制单片机,让单片机翻译传输指令,从而实现相应的功能。具体的过程如下:无线发射模块发出指令,无线接收模块接收信号后,传递给单片机,单片机翻译接收到信号后,传输给驱动电路驱动电机旋转,从而实现让小车的前进、后退、左转和右转,加速和减速。1.2 整体方案的流程图 基于单片机STC89C52整体设计的智能小车,根据原来设计的思路上画出了相对应的流程路,由于是整体结构图,就只是画出了大致的结构流程,而细节将在后面做出介绍。
2.1最小系统简介单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。 (1)上电复位:STC89系列单片及为高电平复位,通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC,再连接一个电阻到GND,由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位,随后回归到低电平进入正常工作状态,这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。 (2)按键复位:按键复位就是在复位电容上并联一个开关,当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平,而且由于电容的充电,会保持一段时间的高电平来使单片机复位。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。2.2稳压系统简介2.3红外遥控简介1红外遥控系统
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作,如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。2遥控发射器及其编码 当发射器按键按下后,即有遥控码发出,所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征:采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”,其波形如图2所示。 上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射,如图3所示。 产生的遥控编码是连续的32位二进制码组,其中前16位为用户识别码,能区别不同的电器设备,防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H;后16位为8位操作码(功能码)及其反码。 遥控器在按键按下后,周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同,大约在45~63ms之间,图4为发射波形图。
图4遥控连发信号波形
当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个引导码(9ms),一个结果码(4.5ms),低8位地址码(9ms~18ms),高8位地址码(9ms~18ms),8位数据码(9ms~18ms)和这8位数据的反码(9ms~18ms)组成。如果键按下超过108ms仍未松开,接下来发射的代码(连发码)将仅由起始码(9ms)和结束码(2.25ms)组成。3遥控信号接收 接收电路可以使用一种集红外线接收和放大于一体的一体化红外线接收器,不需要任何外接元件,就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作,而体积和普通的塑封三极管大小一样,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。接收器对外只有3个引脚:Out、GND、Vcc与单片机接口非常方便,如图7所示。 ①脉冲信号输出接,直接接单片机的IO口。
②GND接系统的地线(0V);
③Vcc接系统的电源正极(+5V);2.4驱动足原理越的简煌介——键驱动目模块恢的核伙心实画际上棉是H祥桥驱屿动电哗路组睛成的职L2大98问芯片够。一、骡H桥溜驱动怀电路怠的内绵部原第理解等析如雀下图中蚁所示啊为一结个典对型的塑直流际电机扛控制恭电路胞。电壶路得额名于恰“H颠桥驱浓动电器路”瓦是因武为它显的形砍状酷象似字乔母H热。4狼个三伐极管猫组成蜘H的袜4条冷垂直哨腿,蒙而电糊机就论是H松中的削横杠沙(注皮意:我图及哥随后蛛的两与个图石都只碎是示赴意图刮,而化不是铜完整见的电拌路图屑,其殿中三构极管很的驱吵动电声路没馒有画溪出来薄)。如图碰所示您,H赚桥式差电机裕驱动白电路包括值4个驻三极起管和湾一个淋电机石。要使电陕机运约转,始必须蓝导通猪对角友线上的一冤对三腰极管始。根四据不森同三双极管对的砍导通务情况淡,电跪流可鬼能会霉从左至右受或从鉴右至声左流尘过电弦机,队从而控制限电机寄的转联向。要使清电机高运转黄,必喉须使眼对角楚线上顽的一陡对三音极管押导通耗。例诸如,蓬如图馋所示滑,当Q1管和Q4管导讯通时归,电冻流就慨从电删源正晒极经Q1从左侨至右资穿过倘电机旋,然惭后再邮经Q4回到磨电源炒负极栏。按项图中容电流昼箭头寨所示顽,该刺流向惕的电滨流将滴驱动堂电机衰顺时抖针转派动。絮当三抽极管Q1和Q4导通就时,少电流滴将从晋左至浸右流裙过电携机,豆从而永驱动求电机精按特烈定方醒向丈转动乱(电津机周康围的才箭头香指示久为顺岁时针捷方向取)。图7所示乞为另行一对馆三极奔管Q2和Q3导通者的情功况,烘电流伤将从巩右至阀左流劣过电勺机。逆当三毁极管Q2和Q3导通义时,违电流幕将从抽右至海左流厚过电级机,躁从而陆驱动摇电机危沿另惧一方碗向转拢动(默电机邮周围趴的箭坝头表彼示为乓逆时岂针方难向)何。二、杰使能蕉控制熔和方赴向逻炼辑驱动夜电机搁时,饶保证岭H桥钥上两倒个同迎侧的秘三极为管不林会同榜时导余通非稍常重侮要。席如果仅三极耐管Q言1和普Q2岗同时尽导通混,那凶么电辅流就窗会从栋正极尝穿过维两个惑三极捉管直局接回偿到负汉极。拆此时古,电委路禽中除哥了三茧极管舒外没我有其狭他任箱何负耀载,冠因此棕电路全上的快电流茫就可酱能达犯到最逮大值侄(该并电流酬仅受烛电源脸性能程限制姿),互甚至吸烧坏狱三极馋管。咱基于少上述奸原因仿,在矩实际线驱动希电路抛中通跨常腔要用川硬件嚼电路授方便植地控欠制三伏极管心的开完关。图所占示就笨是基悼于这跳种考零虑的逃改进婶电路柳,它宴在基絮本H桥电奖路的捉基础屋上增示加了4个与蜘门和2个非辅门。4个与梢门同旨一个仪“使甲能”窄导通西信号症相接忧,这扁样,核用这肌一个吧信号服就能镰控制唇整变个电像路的飘开关扔。而2个非仍门通棍过提弱供一良种方竹向输判人,违可以糠保证躁任何愚时候伏在H桥的眯同侧缩慧腿上洪都只湖有一危个三理极管屋能导贤通。隆(与溉本节稀前面讽的示端意图喇一样翼,图级所示粪也不陵是一俊个完区整的峰电路咳图,冲特别你是图柳中与路门和许三极裳管直痒接连粱接是悔不能歉正常网工作枯的。软)采用胁以上练方法士,电舍机的柏运转昂就只亚需要权用三彻个信威号控两制:垫两个完方向部信号链和一帆个使令能信乐号。往如果DI派R-L信号恩为0,DI凳R-R信号姿为1,并甜且使肢能信贷号是1,那膏么三痰极殿管Q1和Q4导通晓,电薯流从估左至裁右流钱经电误机(徐如图4.克16所示背);占如果DI维R-L信号疗变为1,而DI鼠R-R信号价变为0,那喊么Q2和Q3将导朽通,扔电流错则反弃向环流过督电机福。实际洪使用利的时往候,怖用分圆立元先件制吧作H桥是忌很麻饥烦的牛,好盐在现拨在市穿面上痛有很姥多封度装好潜的H桥集倍成电户路,桌接上构电源民、电逃机和矛控制理信号间就可览以使江用了悔,在蛾额定暑的电逝压和侧电流汽内使易用非校常方骗便可锄靠。正比如扩常用驴的L2亦93奥D、L2赢98挪N、TA构72章57伤P、SN稍75瓜44岭10等。三、枣恒压割恒流债桥式位2A棉驱动酷芯片流L2碌98细NL2和98梦是S阵GS愁公司肚的产钩品,珍比较慌常见薯的是趴15市脚M糕ul桥ti金wa来tt装封装拜的L农29络8N消,内淘部同兰样包窃含4奇通道柄逻辑智驱动仓电路烛。可垮以方舟便的棚驱动迹两个复直流客电机沃,或名一个豆两相村步进罩电机粘。L潮29讯8N肯芯片屑可以掘驱动渴两个非二相酿电机狗,也轧可以污驱动疼一个并四相病电机胸,输妥出电年压最魂高可线达5要0V挠,可棚以直闸接通黑过电勒源来档调节钞输出化电压甩;可打以直套接用体单片纸机的惩IO堆口提病供信惨号;雹而且润电路俯简单威,使朴用比何较方购便。L2驰98捉N可际接受专标准厘TT皆L逻测辑电谢平信私号V钥SS甚,V萍SS娃可接薪4.险5~烤7牺V电荷压。所4脚厌VS某接电蓬源电异压,转VS宣电压栋范围捡VI邀H为以+2音.5趟~4移6真V。臂输出默电流亦可达燃2.吩5A久,可薄驱动纳电感氧性负铸载。街1脚骡和1飘5脚缴下管歇的发柱射极撑分别宪单独设引出奋以便吓接入这电流态采样质电阻题,形咬成电小流传腥感信架号。棵L2廊98觉可驱减动2辽个电绝动机爆,O佩UT袍1,岸OU赶T2沿和O艇UT慌3,订OU侨T4单之间哥可分哄别接袭电动疯机,加本实凝验装谋置我侍们选挂用驱唯动一脑台电蛙动机厅。5搭,7大,1申0,寄12脾脚接丙输入辛控制找电平富,控隶制电嗓机的只正反辛转。充En臭A,旗En抵B连赵接控快制使才能端娃,控廉制电活机的农停转午。表屑1是祸L2棍98帖N功陷能逻缘瑞辑图贩。哲In资3,轿In蚕4的择逻辑节图与义表1戴相同令。由安表1淘可知凤En奥A为珍低电尊平时景,输百入电奏平对对电机肝控制卖起作遇用,哄当E鉴nA削为高傻电平笛,输朱入电现平为段一高缓一低合,电赶机正将或反脉转。效同为样低电认平电缺机停钉止,始同为妖高电叠平电凯机刹屿停等咬。15童脚是舌输出品电流描反馈把引脚罪,其耐它与贫L2策98零相同歪。在洽通常爹使用妹中这机两个挪引脚踏也可轻以直亡接接扮地。串下图渡是其奴与5阻1单租片机茂连接望的电哲路图2.5直流掉电机差简介一、蚁直流勿电机腐的应薄用电动谋机简虎称电蜘机,山是使厕机械竖能与描电能拦相互母转换雕的机宝械,夜直流舰电机疾把直飞流电饭能变惠为机阅械能松。作孝为机择电执秀行元棕部件港,直贸流电斥机内援部有津一个权闭合旋的主躬磁路主。主捞磁通校在主伞磁路绕中流洁动,海同时灰与两莲个电钉路交益联,好其中摔一个宁电路怨是用熟以产奶生磁黑通的甚,称妹为激兼磁电宏路;累另一帮个电俭路是泰用来他传递段功率吼的,梳称为早功率阳回路往或电昌驱回现路。馋现行仁的直览流电柱机都淹是旋而转电勉驱式敢,也僻就是堵说,认激磁龄绕组象及其霸所包共围的宴铁芯馆组成理的磁纽奉极为赠定子锐,带蒜换向刚单元谊的电颤驱绕垮组和伐电驱辞铁芯锦结合司构成草直流御电机绑的转确子。直流斗电机墓有以扁下4犹方面得的优肌点:1.秧调速桨范围臭广,险且易步于平换滑调善节。2.竞过载快、启桑动、筹制动煤转矩扒大。3.拉易于墨控制淹,可行靠性谢高。4.戏调速或时的虾能量油损耗失较小份。所以引,在放调速碑要求患高的碍场所毯,如目轧钢蜜机、查轮船愿推进塞器、呀电机烧、电连气铁碧道牵强引、险高炉涨送料与、造范纸、柱纺织惧、拖荡动、梁吊车达、挖缸掘机失械、嫌卷扬宴机拖馒动等脂方面潮,直跪流电凤机均早得到演广泛牺的应梯用。二、旺直流钉电机乔的基顾本工游作原蹲理直流惰电机幻玉工作鲁原理情:当判电刷碎A,亩B接患在电即压为慢U的夏直流斥电源佳上时漆,若排电刷扯A是大正电何位,默B是淹负电毫位,顿在N不极范皱围内步的导储体a爆b中督的电靠流是肝从a捐流向壳b,醉在S杏极范饺围内论的导若体c谢d中姥的电芝流是贡从c泽流向客d。培载流弱导体迫在磁焰场中吐要受沈到电萌磁力销的作蔬用,采因此适ab宅与c园d两水导体讽都受狮到电砍磁力鉴的作泄用。悼根据匹磁场乖方向秆和导划体中邪的电孟流方适向,键利用件电机睁左手嫂定则炮判断拥,a勾b边事受力稻的方禁向是蹈向左缘瑞的,档而c肝d边厚则是臭向右愉的。砖由于爪磁场龟是均伟匀的夹,导杯体中们流过利的又短是相宴同的饺电流押,所附以a歼b边械和c偶d边喷所受锄电磁益力的邮大小测相等箭。这碑样,讽线圈梅上就村受到兼了电贵磁力王的作艇用而哗按逆顽时针混转动炸。当难线圈印转到竹磁极松的中淘性面腔上时透,线轿圈中偿的电家流等恒于零夫,电浪磁力徐等于灾零,有但是惠由于砖惯性筒的作依用,劲线圈俭继续庄转动且。线要圈转福过半接周之秩后,束虽然螺ab决与c趟d的捆位置揉调换骆了,晓ab素边转威到S双极范艇围内狸,c漆d边呆转到麦N极浴范围陷内,捡但是云由于米换向鼠片和水电刷叉的作惊用,季转到壳N极刘下的歌cd北边中照电流慨方向邪也变亏了,鸣是从馆d流咽向c唇,在甚s极罩下的刊ab菊边中蚕的电招流则郑是从镰b流淹向a刮。因秃此电额磁力承的方棉向仍苹然不案变,线线圈顷仍然樱受力华按逆孙时针红方向娃转动念。可描见,怎分别桥处在抖N,掀S极脏范围耽内的狠导体彩中电击流方芽向总营是不黎变的选,因拥此线累圈两倒个边蛋的受般力方填向也裳不变撤,这涝样线白圈就狭可以星按照捏受力门方向敬不停押地旋店转,吨通过择齿轮验或皮丸带等北机构断的传产动,纳便可发以带雁动其淋他机呆械工鸣作。从以帜上分色析可拐以看泽到,不要使早线圈锁按照垃一定岛的方症向旋纪转,盗关键淹问题当是当违导体精从一页个磁胖极范览围转例到另缝一个傅异性挣磁极捡范围滑时(个也就棍是导鸦体经竞过中予性面炸后)做,导浙体中尝电流欧的方带向也电要同吸时改煮变,查换向寄器和颜电刷葵就是杠完成趣这一秆任务锦的装惭置。欧在直敲流电斑机中材,换未向器执和电渴刷把祖输入猪的直淹流电换变为女线圈忠中的事交流域电。扯可见记,换钟向器另和电岛刷是遇直流蛋电机搬中不霞可缺鹿少的广关键倒部件察。当然爪,在隶实际趟的直蜘流电侨机中时,不堆只有枕一个券线圈个,而克是有炮许多数线圈距牢固焰地嵌灵在转横子铁母芯槽此中,夕当导雨体中策通过椅电流宣在磁柄场中神因受朴力而霞转动北时,网就带没动整轻个转象子旋很转,邮这就椒是直迎流电恰机的拜基本测工作狡原理赞。三、家直流询电机筐的参甜数转矩读-电迁机得役以旋找转的易力矩李,单姑位为拼㎏•独m或曾N•启m。转矩甲系数烫-电旧机所贤产生蹦转矩哭的比塘例系陈数,江一般胀表示邻每安选培电淘驱电矿流所化产生数的转枣矩大斑小。摩擦左转矩优-电自刷、傅轴承解、换密向单愤元等鬼因摩号擦而拢引起蛾的转绒矩损孙失。启动他转矩毙-电浑机启弱动时乳所产鞠生的败旋转萌力矩底。转速镜-电璃机旋刘转的堵速度绩,工梯程单孝位为涛r/串mi摩n,击即转扇每分挨。在长国际历单位症制中辉为r妇ad桑/s泪,即据弧度筛每秒兴。电枢份电阻衔-电艘枢内毒部的雪电阻刘,在恒有刷掉电机探里一殿般包匆括电厨刷与换换向浙器之吵间的该接触迈电阻焦,由献于电辜阻中杂流过贤电流危时会齿发热瞒,因源此总恭希望国电枢哗电阻押尽量植小。电枢愿电感至-因劫为电械枢绕述组由挨金属刊线圈桃构成胡,必抹然存忧在电疗感,怜从改折善电拌机运期行性研能的档角度话来说逃,电病枢电庸感越遣小越气好。电气忙时间殖常数啦-电危枢电旧流从嘴零开稿始达晃到稳承定值饰的6急3.冈2%山时所渡经历惰的时喇间。兴测定女电气铁时间啄常数京时,象电机干应处遍于堵钉转的忙状态村并施熊加阶练跃性蓝质的欢驱动侄电压壤。工尺程上惯,常曾常利叶用电队动机泽转子心的转扔动惯矮量J愁、电狠枢电言阻R刑a、雅电机穿反电略动势钩系数集Ke袍和转酿矩系虾数K碰t求柱出机确械时槐间常歌数:转动姨惯量杠-具测有质危量的些物体昨维持另其固描有运羡动状继态的清一种遭性质昂。反电舒动势听系数引-电各机旋产转时蚊,电惰枢绕膀组内民部切抗割磁桐力线脏所感巴应的篮电动拥势相驴对于悉转速皇的比懒例系复数,映也称骆发电紫系数慎或感烘应电俭动势霉系数经。功率炮密度土-电薄机每恼单位际质量愁所能兰获得门的输达出功裁率值拦。功下率密删度越抖大,挽电机恶的有蛛效材胖料的刃利用投率就衡越高负。转子妨-r狼ot明o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