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基于AVR單片機的簡易滅火機器人設(shè)計

作者: 時間:2012-11-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


 4 的執(zhí)行器

的主要執(zhí)行裝置采用的是電機,根據(jù)不同的控制要求電機可以分很多種,有直流電機、步進電動機、舵機、伺服電動機等等。各種不同的電機有各自不同的控制方式,和工作特性。本的執(zhí)行器主要包括的行進系統(tǒng)和裝置,底盤驅(qū)動需要控制簡單方便,價格便宜,對控制精度沒有過高要求,所以可選擇小型直流電動機,額定電壓DC9V,額定轉(zhuǎn)速200r/min.該機構(gòu)采用一個離心水泵,所以同樣選擇一個直流電動機即可。

5 機器人的控制器

控制器是機器人的“大腦”,是機器人的核心部分,其主要功能有:①機器人行動的規(guī)劃,使機器人有序的工作;②了解工作環(huán)境,采集和存儲工作現(xiàn)場的信息,并進行火災(zāi)情況的判斷和分析;③與外界進行信息的交互。

針對本設(shè)計選擇控制器的問題,綜合比較了51,由于具有編程靈活,使用C語言編程更容易,并自帶PWM功能,支持ISP功能,而且中斷源比較多。相比較而言51單片機抗干擾性能差,需要外圍電路復(fù)雜,沒有自帶的PWM和AD功能,而且中斷源少。綜合這些特點及本設(shè)計的控制要求和設(shè)計思路,最終選擇單片機ATmega48作為控制器。

5.1 ATMega48單片機的引腳排列及各管腳功能介紹

5.1.1 信號引腳介紹:

如圖3所示。

*輸入/輸出口線
I/O口線:ATmega48單片機有3組I/O接口,即PB口、PC口和PD口。其中,PB口(PB0~PB7)和PD口(PD0~PD7)為8位I/O口,PC口(PC0~PC6)為7位I/O口。
*AGND 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電源地
*AVCC 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電源
*AREF 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的參考電源輸入端
*VCC 電源
*GND 電源地

5.1.2 編程軟件介紹

ICCAVR 是一種使用符合ANSI 標(biāo)準(zhǔn)的C語言來開發(fā)微控制器MCU程序的一個工具,它有以下幾個主要特點:ICCAVR 是一個綜合了編輯器和工程管理器的集成工作環(huán)境IDE,可在WINDOWS 下工作。

5.2 電機控制電路設(shè)計

本設(shè)計采取PWM調(diào)速控制電動機轉(zhuǎn)速,采用Mega48的16位定時計數(shù)器1來產(chǎn)生PWM波形,相位與頻率修正PWM 模式,可以產(chǎn)生高精度的、相位與頻率都準(zhǔn)確的PWM波形。本電路采用H型驅(qū)動電路改變電機電樞電壓的極性,實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn),用單片機產(chǎn)生的PWM脈沖波形觸發(fā)H橋的功率元件,實現(xiàn)對電機的斬波調(diào)速。如圖4所示:A路PWM從PB1輸出接L298的IN1,同時經(jīng)反向器接IN2;B路從PB2輸出接L298的IN3,同時經(jīng)反向器接IN4.L298的輸出OUT1、OUT2接一個電機,OUT3、OUT4接一個直流電機,PWM波經(jīng)L298放大后驅(qū)動電機進行調(diào)速。

圖4 直流電機驅(qū)動電路

圖5 H橋工作原理圖

L298里面有兩組H橋,可以驅(qū)動兩個小型直流電動機。如圖5所示每一組H橋有四個三極
管,當(dāng)輸入為高電平時,T1、T4導(dǎo)通,電流流向如圖中實線所示,假設(shè)電機為正轉(zhuǎn);當(dāng)輸入為低電平時,T2、T3導(dǎo)通,電流流向為虛線所示這時電機反轉(zhuǎn)。那么在一個周期內(nèi)的直流平均功率為正,則電機正轉(zhuǎn),直流平均功率為負(fù),則電機反轉(zhuǎn)。比如說:80%占空比時,電機正轉(zhuǎn);20%占空比時電機反轉(zhuǎn);50%占空比時電機停轉(zhuǎn)。

  6 小結(jié)

本設(shè)計采用性價比較高的AVR單片機ATmega48作為控制器,設(shè)計了一款的滅火機器人模型。本設(shè)計的滅火機器人還存在一定的技術(shù)問題,機器人的活動范圍受到局限,反應(yīng)不靈敏以及干擾問題。在探測火源以及滅火方式還有很大的完善空間。而且,一種滅火機器人不可能適用于不同的建筑場合。因此,必須研究不同建筑結(jié)構(gòu)特殊性,有針對性的研制相應(yīng)的滅火機器人,以使滅火機器人發(fā)揮最大的作用。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/170685.htm

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