系统方案论证
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温度控制系统设计目录第一章系统方案论证 (3)1.1总体方案设计 (3)1.2温度传感系统 (3)1.3温度控制系统及系统电源 (4)1.4单片机处理系统(包括数字部分)及温控箱设计 (4)1.5PID 算法原理 (5)第二章重要电路设计 (7)2.1温度采集 (7)2.2温度控制 (7)第三章软件流程 (8)3.1基本控制 (8)3.2PID 控制 (9)3.3时间最优的 PID 控制流程图 (10)第四章系统功能及使用方法 (11)4.1温度控制系统的功能 (11)4.2温度控制系统的使用方法 (11)第五章系统测试及结果分析 (11)5.1 硬件测试 (11)5.2软件调试 (12)第六章进一步讨论 (12)参考文献 (13)致谢........................................... 错误 !未定义书签。
摘要:本文介绍了以单片机为核心的温度控制器的设计,文章结合课题《温度控制系统》,从硬件和软件设计两方面做了较为详尽的阐述。
关键词:温度控制系统PID 控制单片机Abstract: This paper introduces a temperature control system that is based on the single-chip microcomputer.The hard ware compositionand software design are descried indetail combined with the projectComtrol System of Temperature.PID control Keywords: Control system of temperatureSingle-chip Microcomputer引言:温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
方案论证步骤1. 引言在计划和实施任何项目之前,进行方案论证是至关重要的。
方案论证是一种系统的分析和评估方法,对于项目的可行性、效益和风险进行评估,以便做出明智的决策。
本文将介绍方案论证的步骤,以帮助您在项目开始之前做出正确的决策。
2. 定义问题和目标在进行方案论证之前,首先需要明确定义问题和目标。
明确问题可以帮助您确保方案论证的焦点和目标一致。
同时,明确目标可以帮助您评估不同方案对实现目标的贡献程度。
3. 收集数据和信息在进行方案论证时,需要收集相关的数据和信息来支持决策过程。
数据和信息的收集可以包括以下几个方面:•相关文献和研究报告:通过查阅已有的文献和研究报告,了解相关领域的最新进展和成功案例。
•数据分析:通过对现有数据的分析,了解当前问题所处的情况和趋势。
•市场调研:通过对目标市场、竞争对手和客户需求的调研,了解市场的需求和机会。
•专家咨询:通过与相关领域的专家进行咨询和讨论,获取专业意见和建议。
4. 制定备选方案根据收集到的数据和信息,制定备选方案。
备选方案应该能够解决问题和实现目标,可以根据不同的角度和方法来制定多个备选方案。
备选方案应该清晰明确,并包括以下几个方面的内容:•方案目标:每个备选方案应该有清晰的目标,在实现问题解决和目标达成方面有所贡献。
•方案内容:每个备选方案应该包括具体的实施内容,以及所需的资源和时间。
•方案优势和限制:每个备选方案应该评估其优势和限制,包括可行性、风险和成本等方面。
5. 评估备选方案评估备选方案是方案论证的核心步骤。
评估备选方案可以通过定性和定量的方法进行,以确保评估结果客观和可比较。
评估备选方案的步骤可以包括以下几个方面:•权重分配:根据问题和目标的重要性,对不同方案的目标进行权重分配,以确保评估结果的准确性。
•性能评估:通过对备选方案的性能进行评估,包括效益、风险和可行性等方面。
•经济评估:通过对备选方案的经济效益和成本进行评估,以确定其经济可行性。
什么是技术方案论证什么是技术方案论证?在现代社会,技术的发展日新月异,各行各业都离不开技术的支持。
而在实施技术方案时,为了确保其可行性和有效性,需要进行技术方案论证。
那么,什么是技术方案论证呢?技术方案论证是指对某项技术方案进行全面、系统的评估和分析,以验证其可行性、可靠性和经济性等方面的优劣。
通过论证,可以为决策者提供科学依据,帮助他们做出正确的决策。
技术方案论证具有以下几个重要的步骤:1. 需求分析:首先需要明确技术方案的需求和目标。
只有清楚了解需求,才能更好地进行后续的分析和论证。
2. 技术评估:对技术方案的技术性能进行评估,包括可行性、可靠性、安全性等。
评估的内容可以包括技术的先进性、稳定性、成本等方面。
3. 经济分析:对技术方案的经济效益进行分析,包括投资成本、运营成本、收益等。
经济分析可以帮助决策者判断技术方案是否具有可行性和可持续性。
4. 风险评估:对技术方案可能存在的风险进行评估。
风险评估可以帮助决策者了解技术方案可能面临的挑战和问题,并采取相应的风险控制措施。
5. 对比分析:将不同的技术方案进行对比,评估其各自的优劣。
通过对比分析,可以找出最适合的技术方案,为决策者提供参考。
技术方案论证的目的是为了实现科学决策和项目的成功实施。
通过论证,可以减少风险和成本,提高项目的成功率。
同时,技术方案论证也有助于促进技术的创新和进步,推动企业的发展。
总之,技术方案论证是一项重要的工作,它帮助决策者评估技术方案的可行性和优劣,为项目的决策提供科学依据。
在日益发展的科技时代,正确进行技术方案论证,对于实施项目的成功至关重要。
国产DCS系统比较及编程组态工程实施水平的提升江苏凯茂石化科技有限公司杨科歧中国甲醛行业协会创新研发基地李洪伟关键词1:可编程序控制器(PLC)分散控制系统(DCS)现场总线控制系统(FCS)关键词2:硬件系统、软件系统、组态软件、应用程序、工艺包一、自动化控制系统的发展与中石化市场调查1969年诞生了PLC,1975年发展了DCS,1989年有了FCS(Field-bus Control System),学者们将上述称为工业生产过程三大控制系统。
化工领域是DCS的主要应用领域,大约占总金额的20.3%。
在化工领域国产DCS已经取得较大的业绩,但该领域销售额最高的目前还是日本横河,其次是浙大中控、Honey-well、Emerson以及北京和利时等公司。
截至至2007年底,中石化大约有900套左右DCS系统先后投入使用。
这4家供应商占据了75%的市场份额,其中横河和霍尼韦尔的市场占有率最高,都在30%左右。
尽管福克斯波罗和艾默生的数量分别只有10%和7%左右,但都有大型炼油和乙烯装置成功的应用业绩。
浙大中控和和利时两家国内供应商也有6~7%的市场占有率,但主要集中在辅助装置和公用工程上。
二、国内DCS主流供应商1、国产DCS供应商1.1浙大中控Supcon浙大中控自从2006年在武汉炼油项目上取得了在石化主装置上的重大突破后,2007年又获得金陵石化丁二烯项目。
2008年,浙大中控取得了较大的成绩,获得了2008年仪表隐患治理3项目;同时还击败其主要的国内竞争对手,赢得了仪表隐患治理项目——国内DCS 系统改造合同。
另外,浙大中控还在中石化赢得了一些辅助装置和公用工程的项目。
因此,在2007年1月至今,浙大中控实际的市场份额应该大致接近福克斯波罗和艾默生。
浙大中控进入供应商短名单成功率为15%,获得订单成功率仅为6%。
浙大中控是目前中石化排名第五位的DCS供应商。
浙大中控依托浙江大学,于1996年正式推出具有自主知识产权的中国人自己的DCS系统。
单片机方案论证引言单片机是一种集成电路,将微处理器、存储器、输入/输出接口等功能集成在一个芯片上,被广泛应用于嵌入式系统中。
在嵌入式系统设计中,通过论证单片机方案的可行性,可以评估系统的性能、成本以及可靠性,并为后续的设计工作提供依据。
本文将论证单片机方案在嵌入式系统中的适用性,并结合具体应用场景进行分析。
1. 单片机方案的优势单片机方案在嵌入式系统设计中具有如下优势:1.1 集成度高单片机集成了微处理器、存储器、输入/输出接口等功能模块,大大简化了系统设计的复杂度。
通过选用相应的单片机芯片,可以满足不同应用的功能要求。
1.2 成本低单片机芯片的成本相对较低,同时由于集成度高,可以减少外围元器件的使用,进一步节约了系统的总体成本。
1.3 低功耗单片机方案通常采用低功耗设计,能够满足对于电池供电的嵌入式系统需求。
1.4 可编程性强单片机方案提供了丰富的编程接口和开发工具,方便开发者使用高级编程语言进行系统开发,具有很好的可扩展性。
2. 应用场景分析单片机方案广泛应用于各个领域的嵌入式系统中,下面将对几个常见的应用场景进行分析。
2.1 家居智能控制在现代家居中,通过使用单片机方案可以实现智能化的环境控制。
通过编程控制,可以实现灯光、温度、安防等设备的远程控制,提高生活的便利性和舒适度。
2.2 工业自动化在工业自动化领域,单片机方案被广泛应用于生产线控制、设备监测等方面。
通过编程控制,可以实现自动化生产、精确监测等功能,提高生产效率和产品质量。
2.3 智能交通在智能交通领域,单片机方案可以应用于红绿灯控制、交通监测等方面。
通过编程控制,可以实现交通信号的智能调度和交通信息的采集与分析,提升交通运输的效率和安全性。
2.4 医疗设备在医疗设备领域,单片机方案可以应用于病床控制、医疗仪器监测等方面。
通过编程控制,可以实现病人的自动转位、医疗仪器的准确监测等功能,提高医疗服务的效果和质量。
3. 实施方案论证针对以上几个应用场景,我们将进一步进行单片机方案的论证,评估其在实施中的可行性和效果。
毕业设计方案题目商场公共休息椅系统设计学院专业班级学生学号指导教师二〇一〇年四月十五日学院专业学生学号设计题目商场公共休息椅设计一、选题背景与意义1。
椅子是世界上最主要的家具,与人类的生活、工作紧密相连,几乎所有的设计大师都对椅子设计情有独钟,并以椅子设计为主题创造了许多的经典作品。
芬兰设计大师塔佩瓦拉(11mari Tapiovaara)认为:“椅子的设计是任何室内设计的开端。
”现代意义上椅子设计的多样性从19世纪中期开始一直不断发展直至今天,由于科学技术的发展,产生了多种多样的椅子设计,椅子的设计并没有固定的模式,由于时间、地点的不同,使用功能也将发生变化,设计师们可以有多样化的杰出设计方案。
鉴于现在公共场所的活动日益频繁,公共座椅也已成为公共场所空间的重要组成元素和工作、生活、休闲的“辅助工具",国内对此类家具的需求量逐渐增加,但对公共座椅的设计和研究工作相对其它民用家具和办公家具的发展现状和速度来说是滞后的.如何认识公共座椅对室内大环境的提升作用和影响,如何建立在整体环境系统背景下的公共座椅的新设计方式等是目前亟待解决的问题。
从椅子设计的历史来看,椅子设计在国内外都已经是很成熟的了,但是都是作为家居用品,而商场中作为决定公共空间功能的物质基础和表现公共空间形式的重要元素的公共休息椅尚没有得到足够的重视,况且据调查,目前国内商场中的休息椅有以下不足: 1.商场内椅子数量很少,不能供更多的人使用,原因是商场在设计之初就没有考虑到椅子的设计和布置; 2.椅子的布置存在很大的问题,大都放在商场角落里,如果顾客想找个地方休息恐怕是很浪费时间的;还有的设在门口、电梯口,环境嘈杂,不适于休息; 3.椅子的形式不适于顾客的休息,基本上都是长凳式的,无椅背无扶手,椅面过于宽大,造成了材料和空间的浪费; 4.最重要的是商场尚没有形成为顾客提供额外休闲服务的思想,没有认识到互动性较强,沟通良好意味着优质的精神享受,事实上人们愿意为这种贴心而付账,因此也能带来更大的利润; 5。
安全技术防范系统初步设计方案论证报Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GTXXX安全技术防范系统初步设计方案论证申报表系统名称系统类别设计单位(盖章)单位电话法人代表法人代表电话施工工期建设单位初步设计方案论证会议登记表论证意见登记表填表说明1.序号栏内打“*”表示重要论证内容。
2.根据论证意见(合格、基本合格、不合格),在论证意见栏内选择相应空格,打“√”。
①在合格栏内打“√”是指所论证的内容能够完全达到要求,计算得分时,每个“√”得1分。
②在基本合格栏打“√”是指所论证的内容不能完全达到要求,在计算得分时,每个“√”得分。
③在不合格栏打“√”是指所论证的内容达不到要求,在计算得分时,每个“√”不得分。
3.“得分”栏填写所论证内容的得分数,即合格栏内的总分+基本合格栏内的总分。
4.“论证合格率”栏填写所论证内容的得分率,即得分数÷所论证内容的项目数×100%。
5.论证结论的评判规则为:在无重要内容不合格的条件下,论证合格率≥80%为通过;≥60%为基本通过;<60%或有重要论证内容不合格的为不通过。
根据评判规则,在论证结论“通过”、“基本通过”、“不通过”栏内选择相应的空格打“√”。
6.“建议和要求”栏由方案评审小组根据在方案论证中发现的问题或不足填写建议和要求。
论证意见登记表论证结论登记表XXX安全技术防范系统初步设计方案论证整改承诺书编号:技防办:技防系统,系统造价万元,系统级别。
年月日经专家组论证,基本符合有关国家标准、行业标准、地方标准以及公安部门有关规定,但有以下内容需整改:现作出郑重承诺:在该系统进入正式施工前,完成上述整改内容。
否则,根据《XX省公共安全技术防范管理规定》,承担相应的法律责任。
承诺单位:(建设单位)(盖章)(从业单位)(盖章)年月日注:本承诺书一式三份,建设单位、从业单位、省厅(或市、州局)技防办各执一份。
接入系统方案论证随着信息化程度的不断提升,大多数的企业或组织都会面临接入系统的需求。
接入系统是指通过网络接入其他系统或资源,以实现数据交换、资源共享等功能。
在设计和选择接入系统方案时,应该综合考虑系统的性能、安全性、兼容性等因素,以确保系统能够满足业务需求并长期稳定运行。
首先,系统的性能是设计接入系统方案时需要优先考虑的因素之一、接入系统需要具备较高的稳定性和可靠性,以确保系统能够持续运行和处理大量的数据流量。
同时,系统的响应速度也是一个重要的性能指标,用户对于系统的响应速度有着较高的期望值。
因此,接入系统方案应该考虑到系统的硬件配置、网络带宽、系统架构等因素,以提供稳定且高效的服务。
其次,系统的安全性也是设计接入系统方案时需要重点考虑的因素。
接入系统往往是与其他系统或资源进行数据交换和通信的关键节点,因此系统的安全性必须得到保障。
接入系统方案应该包括防火墙、数据加密、访问控制等安全机制,以确保系统的数据和流量不受到未授权的访问和攻击。
另外,系统的兼容性也是一个需要考虑的因素。
接入系统方案应该能够与已有的系统或平台进行兼容,以实现数据的无缝集成和共享。
在设计接入系统方案时,需要进行系统间的接口对接和数据格式转换等工作,以确保数据能够有效地在各个系统之间传递和使用。
接入系统的可扩展性也是一个重要的因素。
随着业务的发展和变化,系统的需求会不断变化。
接入系统方案应该具有良好的可扩展性,能够在不影响系统稳定性的前提下,方便地进行系统的扩展和升级。
接入系统应该能够根据需求进行横向或纵向扩展,以满足不断增长的业务需求。
此外,接入系统方案还应该考虑到成本效益。
在设计和选择接入系统方案时,需要综合考虑硬件设备、软件许可证、系统维护等一系列成本因素,并在保证系统性能和安全性的前提下,选择适合的方案。
总结起来,接入系统方案应该综合考虑性能、安全性、兼容性、可扩展性和成本效益等因素。
合理的接入系统方案能够确保系统能够满足业务需求并长期稳定运行。
老旧办公楼防排烟系统改造方案及可行性论证作者:莫海浩傅碧峰曾景灼邱玉峰黄园静豆鹏亮来源:《今日消防》2023年第10期摘要:为使既有建筑消防系统满足安全目标,确保火灾发生时人员顺利逃生,对老旧办公楼的防排烟系统提出改造方案,重新划分防烟分区,满足各楼层有效排烟面积和增设机械排烟系统。
采用数值仿真进行排烟有效性分析,运用FDS模拟火灾烟气,用Pathfinder模拟人员安全疏散。
最终,第8层、第9层、第16层模拟得出的人员必须疏散时间(RSET)均小于可用疏散时间(ASET),表明该防排烟系统改造设计方案可保证火灾状态下人员疏散安全,满足消防安全目标。
关键词:既有建筑;防排烟系统;仿真模拟;可行性中图分类号:X913.4 文献标识码:A 文章编号:2096-1227(2023)10-0004-03随着高层建筑的发展以及建筑防火、防排烟规范的更新,老旧建筑逐渐不能满足新规范对建筑防火的要求,使得既有建筑改造具有必然性。
既有建筑面临的火灾有救援难度大、蔓延传播快、持续时间长等特点[1],再加上火灾烟气的危害,极可能造成严重后果。
然而,我国既有建筑消防改造面临缺少文件指导、技术要求难执行、监管滞后和防火设计不合理等问题[2-3]。
因此,提高既有建筑消防安全水平刻不容缓。
针对既有建筑火灾,丁厚成等[4]模拟了高层建筑火灾烟气的流动特性,表明烟气流动速度与火源HHR(热释放速率)直接相关;朱毅等[5]实验研究了耦合因素对高层筑疏散走廊排烟效果的影响,确定了走廊疏散的最佳机械排烟量;郑冠霞等[6]对大型商业综合体火灾进行了烟气与疏散模拟研究,探究其烟气蔓延情况和人员疏散安全时间;郭阿敏等[7]模拟了图书馆的烟气流动以及人员疏散,分析得出不同工况下的火灾危险性。
在既有建筑火灾中,防排烟系统是降低建筑安全隐患、延缓火势蔓延速度的重要途径。
因此,应高度重视既有建筑防排烟设计,保证建筑安全性,提高火灾逃生率[8]。
王亚峰[9]提出全敞开式室外疏散措施,借助通风空调系统开展防排烟工作,电梯井用作防排烟设施;陈兴锋[10]提出通风防排烟风机安装位置需合理科学,且不能在前室或楼梯间安装;陈真珍[11]提出防排烟系统竖井设计,应尽量采用金属风道,保持风道的可靠性、光滑性、严密性。
系统方案论证与选择1系统方案根据题目中的设计要求,本系统主要由微控制器模块、电源模块、寻迹模块、直流电机及其驱动模块、避障检测模块,速度采集模块,LCD液晶显示模块等构成。
本系统的方框图如图2.1所示。
为较好的实现各模块的功能,分别设计了几种方案并分别进行了论证。
2.1.1控制器模块论证与选择方案一:选用一片CPLD(如EPM7128LC84-15)作为系统的核心部件,实现控制与处理的功能。
CPLD具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点,可利用VHDL语言进行编写开发。
但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。
同时,CPLD的处理速度非常快,而小车的行进速度不可能太高,那么对系统处理信息的要求也就不会太高,在这一点上,MCU就已经可以胜任了。
若采用该方案,必将在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。
为此,我们不采用该种方案,进而提出了第二种设想。
方案二:采用AT89S52单片机作为主控制器。
AT89S52是一个超低功耗,和标准51系列单片机相比较具有运算速度快,抗干扰能力强,支持ISP在线编程,片内含8k空间的可反复擦写1000次的Flash只读存储器,具有256 bytes 的随机存取数据存储器(RAM),32个I/O口,2个16位可编程定时计数器。
其指令系统和传统的8051系列单片机指令系统兼容,降低了系统软件设计的难度,电路设计简单、价格低廉。
综合以上方案我们选择比较普通的更为熟悉的方案二使用AT89S52单片机为我们整个系统的控制核心。
电源模块方案一:采用实验室有线电源通过稳压芯片供电,其优点是可稳定的提供5V电压,但占用资源过大,在调试可以使用。
方案二:采用4支1.5V电池单电源供电,但6V的电压太小不能同时给单片机与与电机供电。
方案三:采用8支1.5V电池双电源分别给单片机与电机供电可解决方案二的问题且能让小车完成其功能。
所以,我选择了方案三来实现供电2.1.3电机的论证与选择方案一:采用直流减速电机。
直流减速电机转动力矩大,体积小,重量轻,装配简单,使用方便,很容易实现PWM调速。
很方便的就可以实现通过单片机对直流减速电机前进、后退、停止、调速等操作。
方案二:采用步进电机作为该系统的驱动电机,由于其转动的角度可以精确定位,可以实现小车前进距离和位置的精确定位。
虽然采用步进电机有诸多优点,但步进电机的输出力矩较低,随转速的升高而下降,且在较高的转速时会急剧下降,其转速较低时又不适于小车对速度的一定要求。
经综合比较分析我们决定放弃此方案。
综合以上考虑我们选择方案一的直流电机作为小车的驱动电机。
2.1.5寻迹模块选择与论证方案一:用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。
当光线照射到白线上面时,光线发射强烈,光线照射到黑线上面时,光线发射较弱。
因此光敏电阻在白色轨迹上方和黑色轨迹上方时,阻值会发生明显的变化。
将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。
单片机据此来判断小车是否偏离轨道,并根据反馈来不同的电平信号,发出相应的控制操作命令来校验小车的位置,来完成小车的循迹任务。
但是这种方案的缺点是受环境中光线的影响很大,不能够稳定的工作。
因此我们考虑其它更加稳定的方案。
方案二:用RPR220型光电对管完成系统循迹。
RPR220是一种一体化反射型光电探测器,其发射器是一个砷化镓红外发光二极管,而接收器是一个高灵敏度,硅平面光电三极管。
RPR220特点:塑料透镜可以提高灵敏度。
内置可见光过滤器能减小离散光的影响。
体积小,结构紧凑。
此光电对管调理电路简单,工作性能稳定,实物图如2.2所示。
图2.2 红外对管RPR220实物图方案二不论是在黑暗或者是强光照射下,小车系统均可以很稳定的工作,对环境的适应能力较强。
因此我们选择方案二。
2.4 避障模块方案一:采用一只光电开关管置于小车中央。
其安装简易,也可以检测到障碍物的存在,但难以确定小车在水平方向上是否会与障碍物相撞,但是本课题要求在循迹的路线上避障,也就是说障碍物可能在循迹的路线上,而其他方向无障碍,这样只要把避障后的舵机的方向规定就可以了,然后启动延时也能越过障碍。
这种方案也可行的。
方案二:小车车头处装有三个光电开关,中间一个光电开关对向正前方,两侧的光电开关向两边各分开30度,小车在行进过程中由光电开关向前方发射出红外线,当红外线遇到障碍物时发生漫反射,反射光被光电开关接收。
小车根据三个光电开关接受信号的情况来判断前方障碍物的分布并做出相应的动作。
光电开关的平均探测距离为30cm。
超声波模块采用现成的HC-SR04超声波模块,该模块可提供2cm-400cm 的非接触式距离感测功能,测距精度可达高到 3mm。
模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
基本工作原理:采用 IO 口 TRIG 触发测距,给至少 10us 的高电平信号;模块自动发送 8 个 40khz 的方波,自动检测是否有信号返回;有信号返回,通过 IO 口 ECHO 输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。
实物如下图2-5。
其中VCC 供5V 电源,GND 为地线,TRIG 触发控制信号输入,ECHO 回响信号输出等四支线。
速度采集模块方案一:转角编码盘。
分绝对位置输出或者增量位置输出两种。
一般可使用增量式编码盘,它输出脉冲的个数正比于电机转动的角度,从而使它的输出脉冲频率正比于转速。
可以通过测量单位周期内脉冲个数或者脉冲周期得到脉冲的频率。
方案二:反射式光电检测。
在后轮齿轮传动盘上粘贴一个黑白相间的光码盘,通过固定在附近的反射式红外传感器读取光码盘转动的脉冲。
方案三:霍尔传感器检测。
在后轮输出齿轮轴上粘贴1个或者2个小型永磁体,附近固定1个霍尔传感器,霍尔元件有3个引脚,其中2个是电源和地,第三个是输出信号,只要通过1个上拉电阻接至5V电压,就可形成开关脉冲信号,后轮电机每转1周,则可形成1个或者2个脉冲信号。
综合考虑选择第三种方案方案一:采用LED数码管显示。
LED显示具有硬件电路结构简单、调试方便、软件实现相对容易等优点,但是由于我们计划要显示小车运行时间,LED数码管无法显示如此丰富的内容,因此我们放弃此方案。
方案二:采用LCD 1602A液晶显示。
LCD液晶因具有功耗低、显示内容丰富、清晰,显示信息量大,显示速度较快,界面友好等特点而得到了广泛的应用,因此我们选择此方案。
通过以上方案论述我们选择方案二,显示小车运行时间的任务各主要模块的分析4电机驱动模块1. L298N芯片介绍:本设计中选用了系统中,选用的是ST公司的L298N电机专用全桥驱动芯片。
该芯片的主要特点是:内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器,可以用来驱动直流电动机和步进电机,采用标准逻辑电平信号控制;具有两个使能控制端,在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作;有一个逻辑电源输入端,是内部逻辑电路部分在低电压下工作;可以外接检测电阻,将变化量反馈给控制电路。
图3.13为其引脚图:图3.13 L298恒压恒流桥式2A驱动芯片L298是ST公司的产品,比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N,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芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达50V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的I/O口提供信号;而且电路简单,使用比较方便。
L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5~7 V电压。
4脚VS接电源电压,V S电压范围V IH为+2.5~46 V。
输出电流可达2.5 A,可驱动电感性负载。
1脚和15脚下管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。
L298N可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4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。
ENA,ENB接控制使能端,控制电机的停转。
表3.4为L298N的逻辑控制表,其中C、D分别为IN1、IN2或IN3、IN4;L为低电平,H为高电平,※为不管是低电平还是高电平。
表3.4 L298N对直流电机控制的逻辑功能表下图3.14为电机驱动芯片L298N的内部逻辑电路图。
图3.14 L298N内部逻辑电路图下表3.5为电机驱动芯片L298N的引脚功能表。
表3.5 L298N引脚功能表引脚符号功能1 15 SENSING ASENSING B此两端与地连接电流检测电阻,并向驱动芯片反馈检测到的信号。
2 3 OUT1OUT2此两脚是全桥式驱动器A的两个输入端,用来连接负载。
4 VS 电机驱动电源输入端5 7 IN1IN2输入标准的TTL逻辑电平信号,用来控制全桥式驱动器A 的开关。
6 11 ENABLE AENABLE B使能控制端,输入标准的TTL逻辑电平信号;低电平时全桥式驱动器禁止工作。
8 GND 接地端,芯片本身的散热片与8脚相通9 VSS 逻辑控制部分的电源输入端口10 12 IN3IN4输入标准的TTL逻辑电平信号,用来控制全桥式驱动器B的开关。
1314 OUT3OUT4此两脚是全桥式驱动器B的两个输入端,用来连接负载。
2.舵机和电机驱动电机驱动在本系统中有着重要的作用,小车在寻迹过程中会根据光电传感器(红外对管)RPR220检测到路面状况的输入信号即时调整移动策略,以实现小车的移动。
在移动过程中,小车会遇到几下集中情况:前进,后退,左转,右转和停止。
小车为后轮驱动,有两个电机控制,一个电机驱动前进后退,即称为主驱电机A,另一电机控制小车左右转向,即称为转向电机B。
小车的速度和转向是两个独立的控制量。
下面就速度和转向问题分别讨论。
a 小车速度控制:电机的转速由L298N使能端输入的平均电压调节,而平均电压可由定时器0产生的PWM 信号的占空比来调节。
b 小车转向直流电机控制:小车转向由转向电机B控制,控制小车左右转,就是控制电机B正反转。
我们采用的电机驱动L298N能很好的给出电机左右转信号。
L298N控制逻辑真值表如表3.1所示。
其中C,D分别为IN1、IN2或IN3、IN4;L为低电平,H为高电平,#为不管是低电平还是高电平。
表3.3 传感器状态和小车移动策略的对应关系输入输出EN=H C=H;D=L 电机正转C=L;D=H 电机反转C=D 制动EN=L C=#;D=# 没有输出,电机不工作本系统中在小车的前方安装了4 个光电传感器RPR220,具体安装位置如图3.2 所示。
光电传感器当检测到黑线时会返回数字信号1,当检测到白线或颜色较浅时会返回数字信号0,系统中根据4 个光电传感器返回的数字信息就可以知道小车当前运行的位置(是否在黑线上),信号经过单片机处理后会控制转向电机B进行方向的调整从而控制小车在既定轨道上前行。