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        遙控智能小車機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        2017-01-20 17:11:00李軍戴智鑫龔小麗徐永健李可成

        李軍 戴智鑫 龔小麗 徐永健 李可成

        摘 要:本系統(tǒng)是利用ATMEGA89S52單片機(jī)設(shè)計(jì)的一款遙控智能小車系統(tǒng),其中包括由LM2576T搭建的電源模塊、CPU控制器、PT2262/PT2272無(wú)線遙控模塊、L298搭建的驅(qū)動(dòng)模塊。本系統(tǒng)主要介紹了系統(tǒng)組成設(shè)計(jì),并通過(guò)4個(gè)按鍵遠(yuǎn)程遙控實(shí)現(xiàn)機(jī)器人前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎和后退。

        關(guān)鍵詞:LM2576T;PT2262/PT2272;L298驅(qū)動(dòng)

        中圖分類號(hào):TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在人們的生活和工業(yè)發(fā)展中的各個(gè)角落,在國(guó)家提出了工業(yè)4.0發(fā)展之后,也為遙控機(jī)器人技術(shù)發(fā)展指引了更好的政策導(dǎo)向,遙控技術(shù)更是社會(huì)進(jìn)步發(fā)展不可缺少的組成,它通常用在車庫(kù)卷簾門、玩具、電視、空調(diào)、投影儀、無(wú)限飛行和無(wú)線空間探測(cè)等眾多領(lǐng)域。它可以間接或者直接代替人類完成在特定環(huán)境甚至是危險(xiǎn)環(huán)境下的作業(yè),遙控機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定可靠、安全系數(shù)高。

        一、系統(tǒng)硬件單元設(shè)計(jì)

        (一)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及組成

        智能遙控小車底盤使用輕質(zhì)紙塑板切割制作而成,采用雙直流電機(jī)控制作為兩個(gè)后輪的驅(qū)動(dòng),車體與輪胎的連接為內(nèi)孔尺寸6mm的聯(lián)軸器,車身前體安裝有一個(gè)萬(wàn)向輪,總體呈現(xiàn)出穩(wěn)定的三角結(jié)構(gòu),對(duì)小車行進(jìn)起到了有力的支撐作用,系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

        (二)電源控制模塊

        根據(jù)遙控小車系統(tǒng)電源的需求,本系統(tǒng)利用開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片LM2576和少部分外圍器件提供整個(gè)電路的電源,該電路可提供3A的輸出電流和穩(wěn)定的輸出電壓,完全滿足該控制系統(tǒng),該設(shè)計(jì)可輸出+12V和+5V的電源,電源原理圖如圖2所示。

        (三)無(wú)線遙控模塊

        該模塊由PT2262無(wú)線發(fā)射器和PT2272接收器兩部分模塊所組成,在遙控端采用四按鍵控制開(kāi)關(guān)智能遙控小車;發(fā)射器模塊主要由電池、315M調(diào)制器、編碼芯片、功率放大器及按鍵等組成,具體如圖3所示;接收器模塊主要由外控電源、放大器、解調(diào)器等組成。工作電源電壓均為DC5V,發(fā)射器采用調(diào)幅(OOK)的調(diào)制方式具體如圖4所示。

        由于發(fā)射器組成中有315M解調(diào)器,所以它對(duì)應(yīng)的工作標(biāo)準(zhǔn)頻率段是315M(226MHz~433MHz頻率段可選);采用固定碼焊盤編碼的編碼方式,采用PT2272作為系統(tǒng)的接收器,PT2272為4位的暫存型接收芯片,它有8個(gè)數(shù)據(jù)端口,其中電源為+5V,“ D0、D1、D2、D3”為4個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口,“ANT”表示接無(wú)線發(fā)射天線端口。當(dāng)按下發(fā)射器PT2262上的某一點(diǎn)動(dòng)按鍵時(shí),對(duì)應(yīng)的PT2272譯碼器將其譯碼,譯碼結(jié)果輸出的端口連接單片機(jī)P0^4~P0^7,無(wú)線發(fā)射、接收模塊原理圖分別如圖5、圖6所示。4個(gè)端口控制直接控制驅(qū)動(dòng)器的4個(gè)端口,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的方向和改變。

        (四)L298驅(qū)動(dòng)電路

        L298具有大電流的輸出特點(diǎn),在此電路設(shè)計(jì)中連接單片機(jī)P2^0至P2^3連端口,再通過(guò)控制TLP521-4光耦隔離器改變輸出控制L298的輸入端口。光耦隔離器與L298驅(qū)動(dòng)原理圖如圖7所示。

        二、系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì)

        此遙控智能小車的整個(gè)軟件系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)包含主程序與遙控子程序兩部分,根據(jù)發(fā)射器調(diào)制發(fā)射的數(shù)據(jù),接收器接收解碼將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)端口,根據(jù)每次端口接收數(shù)據(jù)的改變,遙控機(jī)器人將實(shí)現(xiàn)如前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、停止等動(dòng)作。外部按鍵不同發(fā)射的請(qǐng)求,CPU接收到的數(shù)據(jù)也會(huì)做出相應(yīng)判斷輸出,調(diào)用相應(yīng)的子函數(shù)。控制程序流程圖如圖8所示。

        結(jié)語(yǔ)

        遙控技術(shù)的發(fā)展是目前社會(huì)快速發(fā)展所需要的,無(wú)論在是天空中飛翔的偵探監(jiān)控器、還是在陸地遠(yuǎn)距離操控的控制執(zhí)行器,很多場(chǎng)合都需要遙控技術(shù)來(lái)解決實(shí)際面對(duì)的困難。此遙控智能小車的制作可以提高初學(xué)者對(duì)遙控技術(shù)的了解,對(duì)初學(xué)者培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、技術(shù)創(chuàng)新及成長(zhǎng)成才有很大的幫助。

        參考文獻(xiàn)

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