用无线电遥控数字编解码及比例伺服电路实现的遥控机械人
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淮海工学院开放实验实验报告项目名称:慧鱼创意模型开放实验实验室:机器人室学生姓名:霍洋洋学号:021091208 专业班级:土木1022011年11 月22 日慧鱼创意模型开放实验实验报告一、实验目的(1)认识了解“慧鱼”创意模型组合包中的各种硬件;(2)了解ROBOPRO软件及编程;(3)了解慧鱼创意模型是如何控制和协调机构运动的;(4)锻炼机械创新设计能力,初步建立对机电一体化产品的认识。
二、实验器材(1)“慧鱼”创意模型组合包;(2)“慧鱼”专用电源;(3)个人计算机;(4)“慧鱼”专用智能接口板;(5)ROBOPRO软件;三、实验准备认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型。
四、实验内容2. 红绿灯(1)完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接;(2)分别测试马达、灯、信号开关;(3)编写控制程序,实现红绿灯通常情况为绿灯亮,当有行人按下按钮I1,3秒后绿灯灭,黄灯亮,4秒后黄灯灭,红灯亮,红灯持续亮10秒钟,接着红灯、黄灯同时亮3秒钟,随后红、黄灯灭,绿灯亮。
(4)写出实验报告:说明模型的工作原理,附上所编程序。
原理:利用计时器,当有人时,绿灯亮;当过一定时间后,红灯亮,绿灯灭;然后黄灯亮。
当程序如下:3.移动门(1)完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接;(2)分别测试马达、灯、信号开关、光电传感器,搞清马达、灯、光电传感器的作用;(3)编写控制程序,并运行使模型实现按下按钮I3,门打开,5秒钟后关闭。
编程注意事项:首先要关门,这是起始位置,马达旋转直到门碰到限位开关I1=0;查询按钮I3,如果按下,门打开,启动马达向左直到限位开关I2为1;5秒后再次关门(到程序开始处循环)(4)编写控制程序,并运行使模型实现:在作业一的基础上增加光传感器,防止顾客动作慢,门夹住他。
注意只有在光幕没有遮住时,门才能关闭;在关门时只要光幕被遮住,门应立即打开;只要光幕被遮住,即使按钮没有按下门也要打开。
无线电遥控模型直升机可以说是遥控模型中的极品,许多航模爱好者都渴望拥有自己的直升机。
模型直升机利用主旋翼的转动,产生与空气的相对运动,造成升力将机身升起,配合发动机的动力,利用微妙的机械操作,改变主桨及尾桨角度,令机身升、降、横向飞行、翻滚、打转等多种不同动作,甚至翻转倒飞,作令人意想不到的动作花式。
当你能够控制它离开地面悬浮于空中并做出种种特技,那种兴奋的心情是难以形容的。
但由于其昂贵的造价和复杂的操纵,使得许多爱好者望而却步。
近年来,航模技术的不断发展和深入,使得越来越多的模型爱好者接触到直升机模型。
但是,由于直升机种类繁多,而且在操纵上不同于其它机械模型:直升机是悬浮在空中,方向性的掌握非常重要,它是所有遥控模型中最难于学习控制的。
以上的种种问题,使得初学者觉得无从下手,更不要说技术的提高了。
如果有一个有经验的朋友进行知道,那就真是再好不过了。
如果没有呢?本文从遥控直升机的飞行原理入手,详尽的描述了它的零件选购,装配,调整,飞行。
希望对众多的爱好者有所帮助。
通常的直升机维持飞行的动力,来自于其不断旋转的旋翼。
旋翼旋转产生升力:当旋翼叶片与相对气流之间的角度变大,发动机同时加大功率,旋翼产生的升力大于飞机重量,于是上升;反之,则下降;相同,则处于悬停或平飞状态。
要使直升机前进一般是操纵驾驶杆使各桨叶的角度在不同位置时按一定规律变化,旋翼产生的拉力相对于旋转轴向前倾,拉动直升机前进。
使直升机向左或向右飞行也是同样的道理。
有的现代直升机还可通过尾翼使机头下俯,增加旋翼向前的拉力,使之前进更快。
下面我们就来看一看模型直升机是如何飞行的。
模型直升机飞行主要是靠力的合成与分解,直升机停悬时升力等於重力,当操纵模型直升机前进时原来的升力倾斜分成垂直和水平两分力,水平分力使直升机前进,垂直分力抵消重力使直升机不下坠,但原来的升力分为水平和垂直两分力後,垂直分力必小於重力,使直升机往下掉,所以必须加大垂直分力,这也是推降舵前进时加一点油门使直升机不下坠的原因(如右图) 。
多功能无线电遥控电风扇电路图本例介绍的电风扇无线遥控调速器是采用4位遥控模块和一块风扇调速集成电路,它可将普通电风扇改造成无线电遥控多功能调速风扇。
工作原理电风扇无线遥控调速器的风扇接收部分电路原理图如图1所示。
发射部分是一个4位TWH9236匙扣式发射器,其A键用作风速(SPEED)调节、B键为风类(MODE)调节,C键为定时(TIME)设定,D键为关(OFF)。
图1中IC1是与TWH9236遥控发射器相对应的TWH9238接收模块,其A, B、C, D 4个引脚与发射器上A、B、C、D4个按键是一一对应的。
IC3是一块LC901电风扇调速专用集成电路,其1、巧、14和5脚分别为风速(SPEED)、风类(MODE)、定时(TIME)、关(OFF)控制设定端,低电平触发有效。
当1脚反复受到低电平触发,风速依次为强风(S)~中风(M)~弱风(L)一强风(S)~……,11脚为强风输出端S, 12脚为中风输出端M, 13脚为弱风输出端L,有效输出为高电平,分别触发驱动双向晶闸管VTH1一VTH3,使其导通,通过电抗器L使电风扇M获得不同的电压以实现调速的目的。
VL6V比分别为强风、中风、弱风指示灯。
当5脚受到低电平触发时,11一13脚均无输出,电风扇停转,芯片处于静止状态,即关机。
在关机状态时,1脚兼作起动端,可使电风扇起动运转。
15脚受到低电平触发,可使风类在正常风与自然风之间进行切换,VI5为风类指示灯,熄灭时为正常风,闪烁麦光时为自然风。
14脚反复受到低电平触发时,可使电路处于不定时-0 .5h- 1 h-2h-4h一不定时一……,7一10脚所接的VU 一VL4分别为4h、2h、lh、0 .5h定时显示指示灯。
由于TWH9238 (ICl )数据输出端有效输出为高电平,故通过反相器反相将其转换为低电平,以分别触发IC3的1、15、14和5,所以通过遥控发射机A一D4个按键就能方便地控制电风扇的风速、风类、定时及关机。
编码解码芯片PT2262/PT2272芯片原理 PT2262/2272特点:CMOS工艺制造,低功耗,外部元器件少,RC振荡电阻,工作电压范围宽:2.6~15v ,数据最多可达6位,地址码最多可达531441种。
应用范围:车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具、其他电器遥控。
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。
当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以315MHz的高频发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。
在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间越长。
网站上大部分产品都是用2262/1.2M=2272/200K组合的,少量产品用2262/4.7M=2272/820K。
地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示,两个窄脉冲表示“0”;两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。
四川托普信息技术职业学院毕业设计论文四路无线遥控开关学生姓名:谭刚学生学号: 0902010301专业方向:电子信息工程技术指导老师:王跃进指导单位:电子与通信系2011年11月14 日摘要介绍了一种四路无线遥控开关系统的设计方法,并对该系统的组成结构和工作原理进行了详细的说明。
该系统采用解码芯片对接收到的信号进行解码,本文针对拥有多种家用电器的现代化家庭,设计了一套能够控制多路用电器的无线遥控开关。
本设计采用315M稳频无线电遥控组件及其他外围设备。
组装的遥控开关,可对4路220V 用电器分别开关,也可将印制板上连接继电器各转换触点与220V的条划断,仅利用继电器触点输出去开关或控制其他电路。
该无线遥控开关电路可控制4路开关,可在中短距离(≤30米)内,无需对准用电器按一按遥控器按钮,即可实现多路遥控电源电路接通与断开的目的,不仅适用于一般家庭,而且也适合于各大宾馆、饭店、豪华别墅等场所使用。
无线电遥控器是利用无线射频信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备,关键词:继电器;无线电;遥控引言近十几年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术。
而无线通信技术又有着集成化,低功耗,易操作的发展趋势。
目前,一些只由微控制器和集成射频芯片构成的无线通信模块不断推出,这种微功率短距离无线数据传输技术在工业、民用等领域得到应用广泛。
无线射频技术作为本世纪最有发展前景的信息技术之一,已经得到业界的高度重视。
该技术利用射频方式进行非接触双向通信,可以自动识别目标对象并获取相关数据,具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。
第1 章设计任务分析1.1 设计要求设计实现四路无线遥控开关,对室内范围内的受控对象进行无线遥控,通信利用无线射频芯片CD4013实现,工作频率433MHz,遥控距离10m以上。
可以对家庭、办公室、商场、酒店、医院、仓库等场所的灯具照明控制和类似用途电器的控制,也可以实现隔墙遥控,在房间可遥控客厅的灯具等。
起重机无线遥控的安全操作方法现在起重机广泛应用无线遥控的方式,采用遥控操作方式具有改善劳动条件及方便操作的特点。
特别是在一些石板材生产企业内广泛采用无线遥控操作方式。
避免了起重机脱轨或重物坠落可能引起的司机人身事故。
但是采用无线遥控方式时,在安全使用方面与采用传统的电缆线的手控器是有区别的。
一、起重机无线遥控的安全要求1、采用无线遥控的起重机应具有原起重机的各种保护功能,如零位、过流、行程等各种保护。
当遥控器采用非自动复位的操纵手柄时.操作前要求所有的操纵手柄均应在零位时,才能发出控制指令。
主令控制器和接触器控制时.主令控制器必须处于零位时,遥控器才能接通起重机总电源网路。
当起重机意外断电,遥控器应停止工作。
当恢复供电后,遥控器必须通过正确的起动程序才能接通起重机总电源回路。
遥控器的电源电压不足时.应能通过白控功能发出停止指令。
2、采用无线遥控的起重机应设总接触器或失压脱扣的空气断路器来切断起重机的总电源。
所有机构的动力电源必须全部从总电源接触器的出线端引出。
总电源接触器或带失压脱扣线罔的断路器动作,应能切断所有机构的总电源,所有机构运行停止。
3、采用无线遥控的起重机.起重机上应设有明显的遥控指示灯,表明该机用遥控器操作。
4、当一台起重机既用遥控又有司机室操纵时.二者之间应实现联锁。
必须在司机室的人口处设置转换开关。
5、正向和反向运行的继电器和接触器应有电气联锁.必要时接触器可加设机械联锁,接收处理器中运动机构正向与反向运行代码应有软件联锁。
6、无线电遥控系统应具有抗同频干扰信号的能力,受到同频干扰时不允许出现误动作。
控制接收端与强电系统直接相联接.各种干扰将会非常多,所以其可靠性与抗干扰性就显得十分重要,它是系统能够投入的基础。
山于系统的输出是驱动继电器和接触器控制电机运行,因此必须进行弱电和强电系统隔离。
由于工业现场的干扰太大了.经常有脉冲干扰出现.因此应注意在控制端接收器芯片上的选择。
接收传感器用电缆绳与接收机主机连接,该电缆应有良好屏蔽功能。
车库门发展到现在主要分为遥控、感应、电动、手动几种,而车库门遥控器[1]即为远程控制车库门启闭的装置。
一般来讲,车库门遥控器通常采用遥控器中的无线电遥控器,而非红外遥控器,因为与家电常用的红外遥控器相比,无线电遥控器拥有以下的优点,无线电遥控器是用无线电波来传送控制信号的,它的特点是无方向性、可以不“面对面”控制、距离远(可达数十米,甚至数公里)、容易受电磁干扰。
在需要远距离穿透或者无方向性控制领域,比如车库门遥控控制、工业控制等等,使用无线电遥控器较易解决。
下面对无线遥控器做一个简单的介绍:无线遥控器(RF Remote Control)是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。
这些信号被远方的接收设备接收后,可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备,去完成各种操作,如闭合电路、移动手柄、开动电机,之后再由这些机械进行需要的操作。
作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类,在车库门、电动门、道闸遥控控制,防盗报警器,工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用。
常用的无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分。
发射部分一般分为两种类型,即遥控器与发射模块,遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的,遥控器可以当一个整机来独立使用,对外引出线有接线桩头;而遥控模块在电路中当一个元件来使用,根据其引脚定义进行应用,使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物尽其用,但使用者必须真正懂得电路原理,否则还是用遥控器来的方便。
接收部分一般来说也分为两种类型,即超外差与超再生接收方式,超再生解调电路也称超再生检波电路,它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。
超外差式解调电路与超外差收音机相同,它是设置一本机振荡电路产生振荡信号,与接收到的载频信号混频后,得到中频(一般为465kHz)信号,经中频放大和检波,解调出数据信号。
由于载频频率是固定的,所以其电路要比收音机简单一些。
一、机械遥控的基本原理1. 机械遥控系统的组成机械遥控系统由遥控器、接收器和执行机构三部分组成。
遥控器是操控人员使用的手持设备,通常具有按钮、摇杆等操控元件,可以向接收器发送遥控信号。
接收器是安装在机械设备上的接收遥控信号的设备,通常具有解码、放大、转换等功能,能够将接收到的信号转化为驱动执行机构的信号。
执行机构是根据接收到的信号来实现特定动作的机械部件,比如电机、气缸等。
2. 机械遥控的工作原理机械遥控的工作原理是通过无线通讯技术将遥控器发送的信号传输到接收器上,然后由接收器将信号转化为驱动执行机构的信号,最终实现对机械设备的遥控操控。
3. 机械遥控的通讯技术机械遥控系统采用的通讯技术主要有红外线、无线电、蓝牙等。
其中,无线电通讯技术具有传输距离远、穿透能力强、抗干扰能力高等优点,因此在机械遥控中得到了广泛应用。
二、机械遥控的应用领域1. 工业生产在自动化生产线上,机械遥控技术可以实现对机械臂、输送带、搬运车等设备的远程操控,从而提高生产效率和安全性。
2. 农业种植农业机械设备如收割机、播种机等可以通过机械遥控技术实现远程操控,农民可以在远处操控设备进行作业,减少了人力成本和劳动强度。
3. 环境监测机械遥控技术可以应用于环境监测设备,比如远程控制气象站、水质监测设备等,方便人们对环境变化进行实时监测。
4. 科研实验在科研领域,机械遥控技术可以应用于飞行器、实验设备等的远程操控,提高了科研实验的灵活性和安全性。
1. 智能化未来机械遥控系统将更加智能化,可以实现自主学习、智能识别等功能,有效提高系统的易用性和可靠性。
2. 多功能化机械遥控系统将会融合更多的功能,比如视频监控、数据传输等,使得遥控系统成为一个多功能的智能终端。
3. 高性能化未来机械遥控系统将具有更高的传输速率、更快的响应时间和更稳定的通讯连接,确保系统的高性能运行。
通过本文的介绍,相信读者对机械遥控技术有了更深入的了解。
随着无线通讯技术的不断发展和机械遥控系统的不断完善,相信它在未来会有更广泛的应用场景和更高的性能表现。
双向可控硅MAC97A6的电路应用MAC97A6为小功率双向可控硅(双向晶闸管),最多应用于电风扇速度控制或电灯的亮度控制,市场上流行的“电脑风扇”或“电子程控风扇”,不外乎是用集成电路控制器与老式风扇相结合的新一代产品。
这里介绍的电路就是利用一块市售的专用集成电路RY901及MAC97A6,将普通电扇改装为具有多功能的高档电扇,很适宜无线电爱好者制作与改装。
这种新型IC的主要特点是:(1)集开关、定时、调速、模拟自然风为一体,外围元件少、电路简单、易于制作;(2)省掉了体积较大的机械定时器和调速器,采用轻触式开关和电脑控制脉冲触发,因而无机械磨损,使用寿命长;(3)各种动作电脑程序具备相应的发光管指示,耗电量少,体积小,重量轻,显示直观,便于操作;(4)适合开发或改造成多路家电的定时控制等。
RY901采用双列直插式16脚塑封结构,为低功耗CMOS集成电路。
其外形、引出脚排列及各脚功能如图1所示。
工作原理典型应用电路如图2所示([url=/ad/ykkz/fsdlkz.rar]点击下载原理图[/url] )。
市电220V 由C1、R1降压VD9稳压,经VD10、C2整流滤波后, 提供5V-6V左右的直流电源作为RY901IC组成的控制器电压。
在刚接通电源时,电脑控制器暂处于复位(静止)状态,面板上所有发光二极管VD1-VD8均不亮,电风扇不转。
若这时每按动一次风速选择键SB3,可依次从IC的11-13脚输出控制电平(脉冲信号),经发光管VDl-VD3和限流电阻R2-R4,分别触发双向晶闸管VS1-VS3的G极,用以控制它的导通与截止,再经电抗器L进行阻抗变换,即可按强风、中风、弱风、强风……的顺序来改变其工作状态,并且风速指示管VD1-VD3(红色)对应点亮或熄灭;当按风型选择键SB4,电风扇即按连续风(常风)、阵风(模拟自然风)、连续风……的方式循环改变其工作状态,在连续风状态下,风型指示管VD4(黄色)熄灭,在阵风状态下,VD4闪光;当按动定时时间选择键SB2,定时指示管VD5-VD8依次对应点亮或熄灭,即每按动一次SB2,可选择其中一种定时时间,共有0.5、l、2、4小时和不定时5种工作方式供选择。
题目名称:用无线电遥控数字编解码及比例伺服电路实现的遥控机械人 内容目录 1、 引言 2、 设计概述 3、 硬件构成 4、 软件描述
1、引言 随着现代电子技术的发展,无线电遥控的车、船、飞机和机器人已不罕见。将来必定普及到人类活动的各个领域。这方面的技术虽已比较成熟,但在普及应用上还有许多困难。对于普及方面来说,最大的障碍是成本太高。而无线电传输和控制及伺服系统占了很大的比例。因此,一种功能全面,价格低廉的控制芯片急待解决。它有着广泛的应用领域和众多的需求量。 从上面的需要考虑,本项目通过两片廉价的MCU,配合无线电发收电路及少量的外围器件来实现无线电遥控机器人系统。 2、设计概述
该系统能通过无线电遥控指挥机器人以不同的速度前进、后退、转弯;控制机械臂左右、上下转动,这个动作要求是要很准确的控制到所指定位置;机械手可以力量适中地夹起适当重量的物品。其辅助功能还有照明、声音提示和电源不足报警等功能。 该系统电路主要分成两大部分:第一部分输入转换、指令编码、发射部分和第二部分接收、解码、伺服部分。 其中,第一部分的输入转换、指令编码部分用一片68HC908LJ12实现(选用该型号主要是因为LCD驱动)。它完成五个模拟量的AD转换、所有动作的动作范围调节和起始点的设定、电池电压的检测、编码和无线电发射控制。 第二部分的解码、比例伺服部分用68HC908SR12实现(选用该型号主要是因为PWM)。它完成解码、五个比例伺服舵机信号的控制(控制机械臂和机械手等用)、电机无级调速控制(机器人行走速度和方向控制)及所有的其它状态检测和输出控制。 2.1、系统的功能和主要特点:
1、电路造价低—以68HC908LJ12和68HC908SR12为核心 2、外围元件少—输入转换、指令编码部分除稳压电路和LCD显示屏几乎没有其它器件;解码、比例伺服控制部分也只有很少的外围器件。 3、无线电编码信号能可靠及时地传输和解码(可在一定干扰环境中使用) 4、解码后的比例伺服信号能准确地控制机器人做要求的动作。 5、可配套不同的执行器完成不同的功能 6、操作容易掌握 7、系统即具有独立完整的功能,既可简化功能,进一步降低成本。用于控制各种模型,甚至玩具。又可将多片电路组合完成复杂功能的功能更强大的机器人。 2.2、系统的设计
2.2.1 设计思想和技术关键 一个遥控的机械人系统需要做到控制及时准确,否则就无任何意义。要做到这一点,编码信号通过无线电波传输的过程中接收部分能准确的甄别出编码信号是一个关键的地方。不能把不是发射编码的信号用来解码,也不能遇到一点电波干扰就不解码。要达到这一效果除技术上要采取窄带无线传输、编码中设计特征码和一些融错设计外,还采取了回避的方法。就是不采用数据传输的编码方式。因为现在手机、BP机、子母电话等无线设备非常多。这样可避免这一类信号万一与我们的系统同频时,干扰系统产生误动作。 为了降低硬件成本,采用能满足控制速度要求的最低波特率。 实现设计思想的单片机是极为重要的。它的可靠性和片上资源是选择的关键。如一片单片机的资源不足,还要另加其它芯片,就会给系统的可靠性、外型体积、造价带来很多负面的影响。MC68HC908LJ12 单片机对程序安全运行有较全面的保护,片上资源包含了发射机部分的全部需要。同样,MC68HC908SR12 单片机也对程序安全运行有较全面的保护,片上资源包含了接收部分的全部需要。 为了降低整机成本,司服机没有选用价格较高的步进电机,用的是普通司服电机。普通司服电机的价格比步进电机价格低很多。但控制精度不如步进电机。 行走的动力用的是普通电机。电机速度控制是用调整电压占空比的方法实现的。它的优点是能源利用率高,电机速度控制均匀。但这种方法会产生电波干扰,处理不当会影响编码信号的接收。 电机的正反转是用继电器换向的。这种电路简单可靠、过载能力强、成本低。但比用功率管组成的桥路换向电路,它的寿命要差得多。而且继电器自身的电量消耗也比较大。出于这一点,在实际应用中是需要斟酌的。当不是很方便就可以更换电池时或需要一组电池工作较长时间等情况时,前一种方案是不可取的。当然前一种方案在造价方面很有优势。 还有一个很重要的设计考虑,接收部分MC68HC908SR12的程序稍作调整就可以用几片组合成一个功能很强的机械人。如拟人的----有四肢、头、身体,可步行也可用轮子行走。手臂的功能可与人的手臂接近。而发射机部分则还是用一片 MC68HC908LJ12 单片机就可以了。 2.2.2 系统的功能和工作过程
系统有发射机和机械人两大部分。操作人员手持发射机操作。机械人可在平面行走。在无干扰的情况下控制半径大于100米(已超过可视距离)。发射机上的操作杆分别对应着机械人的相应动作。机械臂可90度角范围内任意角度停留(可设计成180度或270度也可以更大)。机械臂的高度和机械手的收放也是在一定范围内可调的。 在机械人上有转向指示(操作人员控制)、后退指示(自动)。 当电池的电压不足时会发出警报 如机械人工作环境光线不足,可打开照明灯。 2.3、系统框图:
图2.1为第一部分输入转换、指令编码、发射部分,图2.2为第二部分接收、解码、伺服部分 3、硬件描述 本系统硬件有两大部分:输入转换、指令编码、发射部分和接收、解码、伺服部分----一下简称发射部分和接收部分。 3.1、发射部分 发射机部分的原理图见图3.1
图3.1发射机原理图 从图中可以看出,核心器件是摩托罗拉的M68HC908LJ12 单片机。它配合很少量的外围元件完成了输入信号转换、LCD显示、控制参数的调整和记忆、指令编码、电源电压检测的全部功能。下面具体介绍。 3.1.1 模拟信号输入电路
本系统中有五个模拟输入信号ADC0—ADC4,分别用来控制行走的方向、速度、机械臂的位置、高度和收放状态。这些控制量都要求把机械角度转换成比例的编码信号(解码时再转换成对应的角度或电机的相应转速)。 这五路信号的转换方法是一样的。先通过电位器P1---P5将机械角度转换成电位信号,再将电位信号通过单片机的AD转换器转换成对应的数字信号。然后再将各路数字信号按编码要求转换成编码信号送到发射电路调制输出。 3.1.2 开关信号输入电路 S1、R1;S2、R2、R3;S3、R4 组成了三组四个开关信号的输入。这些信号是通过开关控制输入脚 PTD4、PTD5、PTD6、PTD7 的电位实现信号输入的。 当S1 闭合时,接收机上鸣镝电路启动发出提示声音。S2 控制转向指示灯。S3控制照明灯。 3.1.3 参数的设定、保存与显示
系统中的一些参数需要预先设定好,并且要长期保存。在参数调整的过程中需要随时清楚参数的当前状态。因此选择了 LCD 显示。这就需要单片机具有LCD 显示器的驱动能力。以上的这些功能正是MC68HC908LJ12 单片机具备的功能。也就是选择该型号单片机的原因。 参数设定是通过由KG、KGH、KGL组成的键盘配合单片机完成的。 在FLASH 区留出一点区域,仿EE-ROM 使用就可实现数据的永久保存(在Monitor ROM中有相应的应用程序)。 因单片机中有 LCD 驱动电路,就不需要另加LCD驱动模块,降低了许多成本,电路也简单了。 3.1.4 声音输出和电源监控
T1、R8 和蜂鸣器组成了声音输出的功率放大电路。音频信号由单片机产生,通过T2CH0脚输出。声音输出用于输出电源电压过低时的警报和写入FLASH 完成的声音提示。 3.1.5 编码信号
编码信号由T1CH0输出到发射电路的调制端发射出去。 未标号的电容是为滤除射频干扰而设置的。 3.2 接收部分
接收部分的原理图见图3.2
图3.2 接收机原理图 接收机的核心器件是摩托罗拉的M68HC908SR12 单片机。它配合很少量的外围元件完成了指令解码、电机转速控制、司服机控制信号输出、声音输出、灯光控制和电源电压检测的全部功能。下面具体介绍。 3.2.1 行进速度和方向控制
R1、R2、T1、V1、V2、V3组成了电机速度控制的功率放大电路。三极管T1将单片机PTD7脚输出的电机速度控制信号(PWM信号)的电平由VDD转换成VCC(相位反向)。这是VMOS 管阈值电压的需要。T1的输出驱动三个VMOS 功率管带动电动机转动。输出信号的电压占空比不同电动机 M 的转速随之不同。 R3、T2、J1;R4、T3、J2组成的电路为电动机转动方向控制信号提供功率放大。当PTD6 输出高电平、PTD5 低电平时,T2导通,J1吸合,T3截止,J2不吸合;在PTD7有输出信号时电机正转。当PTD5 输出高电平、PTD6 低电平时,T3导通,J2吸合,T2截止,J1不吸合;在PTD7有输出信号时电机反转。 3.2.2 司服机控制量
行走的方向控制由T2CH0输出控制信号,通过司服机1完成。 机械臂的方向控制由PWM0输出控制信号,通过司服机2完成。 机械臂的高度控制由PWM1输出控制信号,通过司服机3完成。 机械手的收放控制由PWM2输出控制信号,通过司服机4完成。 3.2.3 转向指示和后退指示
当有转向指示信号和后退行走时L4、L5、L6、L7会分别发光,做出指示 发射机上的S2 打到右边,L4、L6闪动发光。打到左边,L5、L7 闪动发光。 当向后行走时,L6、L7 发光。 3.2.4 鸣笛和电源不足警报输出
R6、T4 组成了声音输出功率放大电路。通过这部分电路将单片机的T2CH1脚的声音信号放大,驱动扬声器发出声音。 3.2.5 照明输出
R5、V4 是照明的驱动电路。它将单片机的PTA5脚的控制信号放大,保证点亮照明灯。 3.2.6 电源电压监测
通过R11和R12对VCC进行分压。保证VCC在最高电压时单片机ATD5脚的电位不高于VDD 从以上的硬件介绍中可以看出,无论是发射电路还是接收电路,其外围器件都是信号转换电路、显示器件和功率放大器件。这说明所有的功能都是由MC68HC908LJ12和MC68HC908SR12完成的 4、软件描述
软件同样分两大部分:输入转换、指令编码、发射部分---简称发射部分;接收、解码、伺服部分---简称接收部分。 4.1 发射部分
发射部分的主程序流程图见图4.1 这部分程序完成输入信号转换、电源电压监测、参数的修改和运算、状态显示、修改后的参数永久保存、指令编码及输出六大功能。 4.1.1 输入转换
有六路模拟输入信号需要做AD转换。其中有5路是控制信号,一路是电源电压监测信号。采用在每个编码周期内循环采样一次的方法,保证每次编码是使用的数据是最新的。 4.1.2 电源电压监测