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灭火机器人电路方案

灭火机器人电路方案

点击数:7419 次   录入时间:03-04 11:54:00   整理:http://www.55dianzi.com   机器人-智能车

  此灭火机器人的电路原理图见下图。
  
  单片机上除了常规的复位电路和时钟电路之外,还增加了温度传感和模数转换电路、LED数码管显示电路、小电风扇驱动电路以及小车的步进电机驱动电路。
  
  用热敏电阻做传感器,和固定电阻R3组成分压电路。然后接到模数转换器.ADCO832的第二脚CHO通道上,最后连到单片机的P1口。这里热敏电阻把温度的变化转化为电阻的变化,再通过分压电路变为电压的变化,通过模数转换就得到二进制数,送给单片机。
  
  显示电路就是在PO口外接上拉电阻RPl和两块CD451 1集成块,由CD4511驱动两个数码管做温度显示。

  可以看得出来,用P1.0外接一个三极管Q1来控制一个小电风扇。还有机器人的运动是在P2口接8路晶体管阵列ULN2803来驱动步进电机,J2是连接电机的接插件。
  
  好了,电路简单明了,接下来就应该设计程序了。
  
  因为此程序设计的控制功能多了一点。所以写程序前最好画个程序流程图。

  消防机器人的程序流程图见右图。

  比赛的规则是:在起跑线的前方依次固定五支蜡烛,成一条直线,间隔距离是50cm,有任意三支是点燃的。
  
  要求灭火机器人从起跑线出发。
  
  吹灭点燃的三支蜡烛,所用时间最少的获胜。
  
  我们来分析一下,五支蜡烛成一条直线,间隔距离是50crn,就是说机器人只需要沿直线前进,不需要拐弯,那么我们让主驱动步进电机带动小车前进50cm就行了。这个程序我们在投篮机器人中已经实现了,我们的机器人先设定运行10000步,测量小车运行了多长距离,然后就可以算出每步的距离或者每厘米的步数。再根据机器人要行走的实际距离计算出实际步数就可以了。我记得当时你的子程序是驱动小车前进5cm,现在把这个程序调用10次就可以了。
  
  另外,五支蜡烛有任意三支是点燃的,说明机器人每到一个目标地点先要进行监测,当温度  高于70℃进行灭火,当温度低于70℃就去下一目标地点。而且灭火的动作只需要进行3次。
  
  这样机器人的工作过程为:先调用前进5cm的子程序十次,这样就到达了第一个目标地点。然后启动A/D转换器,对蜡烛的温度进行检测和显示,并判断蜡烛是否点燃。如果点燃,把P1.0口置高电平,打开电风扇进行灭火;如果没有点燃,则继续调用前进子程序,寻找下一个目标。

灭火机器人电路

 



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  灭火机器人程序

  在这个程序中,步进电机的驱动程序我们在以前的投篮机器人中已经介绍过,这里就不讲了。小电风扇的驱动也很简单,至于显示子程序,由于我们在硬件电路中设计了锁存和译码,所以软件中只需要把模数转换过来的数据,变成相应的温度数值的BCD码,通过PO口直接输出就可以了。现在我们首先要做的是单片机怎样控制A/D转换器。  
  
  当ADC0832未工作时,其CS端应为高电平,此时芯片禁用,CLK和DO/DI的电平可以任意。当要进行A/D转换时,须先将CS使能端置于低电平,并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作,同时由单片机向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲。
  
  当CS变为“0”电平后,在CLK上升沿从DI端输入一个“1”电平的起始位和两个通道选择位:SGL/DIF、ODD/EVEN,此后Dl端与内部控制电路断开,不再起作用。在此期间DO端为高阻状态。
  
  通道配置是由开始时DI端在CLK脉冲上升沿输入的SGL/DIF(在前)、ODD/EVEN实现的。SG[./DIF为“1”时,灭火机器人程序CHO、CHl两个模拟电压输入端配置成单端输入,ODD/EVEN为“0”启动CHO,ODD/EVEN为“1”启动CHl。SGI_/DlF为“0”时,CHO、CHl两个模拟电压输入端配置成差动输入,ODD/EVEN=“O”,CHO为正,CHl为负;ODD,/EVEN=“1”,CHO为负,CH1为正。
  
  通道配置完成后,DO端在CLK脉冲上升沿输出一个“O”电平。以后每一个CLK脉冲上升沿输出一位转换结果,先从最高位D7开始,到DO后再从低位到高位重复一遍,共15个CLK脉冲。加上前面4个,启动一次A/D转换需要19个CLK脉冲。
  
  A/DC0832的驱动子程序:

  模数转换后的结果放在A累加器中。
  
  模数转换后的二进制数还不是温度值,我们要把它转成温度值。可以用冰水混合物,开水。开水+冰水多种比例定标测出4点显示值:#DataY0,#DataYl 00,#DataY50,#DataY70等。其他可以用线性补插。




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