《電工電子綜合》課程設(shè)計說明書小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計

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1、武漢理工大學(xué)電工電子綜合課程設(shè)計說明書目錄任務(wù)書3摘要61有害氣體檢測與抽排電路設(shè)計71.1意義與設(shè)計要求71.1.1意義71.1.2設(shè)計任務(wù)及要求71.2總體設(shè)計方案81.2.1總體設(shè)計方案選擇81.2.2系統(tǒng)設(shè)計原理91.3系統(tǒng)硬件設(shè)計111.3.1電源電路111.3.2氣體濃度檢測電路111.3.3聲音報警電路121.3.4光報警和抽排系統(tǒng)131.3.5去耦濾波141.4系統(tǒng)仿真151.5所用部分元件原理說明161.5.1 QM-N5氣敏傳感器161.5. 2多諧振蕩器162 機(jī)器人行走電路設(shè)計182.1設(shè)計任務(wù)182.2設(shè)計總體方案182.2.1設(shè)計思路182.2.2設(shè)計總體方案182

2、.3設(shè)計原理分析212.3.1單片機(jī)外圍電路212.3.2開關(guān)功能控制222.3.3鍵盤輸入及控制電路222.3.4顯示模塊232.3.5電機(jī)控制243附錄26附錄1 機(jī)器人行走系統(tǒng)程序26附錄2 有害氣體檢測與抽排電路元件清單30附錄3 機(jī)器人行走電路元件清單314 設(shè)計小結(jié)及心得體會32課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： * 專業(yè)班級： 自動化*班 指導(dǎo)教師： 周曉年 工作單位： 自動化學(xué)院 題 目: 小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計 一、 有害氣體檢測與抽排電路設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個自動檢測有害氣體濃度，且當(dāng)有害氣體濃度超標(biāo)時，能自動發(fā)出聲光報警，自動抽排有害氣體的控制電路。要求：當(dāng)檢測到有害氣體意外排放超標(biāo)時，

3、發(fā)出警笛報警聲和燈光間歇閃爍的光報警提示，同時自行啟動抽排系統(tǒng)，以保障人們的生命財產(chǎn)安全。抽排完畢后，系統(tǒng)自動回到實時檢測狀態(tài)。二、機(jī)器人行走電路設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個能前進(jìn)、后退的機(jī)器人行走控制電路。要求：1、接通電源，機(jī)器人前進(jìn)，行走一段時間后，機(jī)器人自動后退，退行一段時間后自動前行，周而復(fù)始。 2、機(jī)器人行走動力只能使用干電池，不能使用動力電源。 3、機(jī)器人前進(jìn)、后退時間可調(diào)。初始條件： 1. 實驗室提供萬用表、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、示波器等設(shè)備。2. 學(xué)生已學(xué)習(xí)了大學(xué)基礎(chǔ)課程和電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子變流技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課程。3. 學(xué)生已參加過電工電子實習(xí)，掌握了用PR

4、OTEL繪制電路圖的方法。4. 主要參考文獻(xiàn)1) 新編電子電路大全 第1、2、3、4卷 中國計量出版社 組編2) 傳感器及其應(yīng)用電路 何希才 編著 電子工業(yè)出版社3) 電子線路綜合設(shè)計 主編 謝自美 華中科技大學(xué)出版社4) 集成電路速查手冊 王新賢 主編 山東科學(xué)技術(shù)出版社5) 電力電子電路設(shè)計 鐘炎平 主編 華中科技大學(xué)出版社6) 電子技術(shù)工藝基礎(chǔ) 王天曦 李鴻儒 編著 清華大學(xué)出版社。要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、 課程設(shè)計結(jié)束時每個學(xué)生要提交一份按統(tǒng)一格式要求撰寫的課程設(shè)計報告，并裝訂成冊。2、 課程設(shè)計報告中要求繪制方框圖、電原理圖

5、，闡述電路工作原理、每個元器件的主要參數(shù)、設(shè)計電路的性能指標(biāo)、設(shè)計心得體會等。3、 說明書中除個人簽名外，其它文字、符號、圖形或表格一律用計算機(jī)打印。4、 文字、符號、圖形等必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)。5、 獨立完成設(shè)計任務(wù)，杜絕相互抄襲現(xiàn)象發(fā)生，避免剽竊。時間安排：二周（6月20日7月1日）。6月20日上午，指導(dǎo)教師講授課程設(shè)計的有關(guān)基本知識，布置設(shè)計任務(wù)等；6月20日下午6月23日下午學(xué)生查閱資料；6月24日上午6月26日下午學(xué)生初步設(shè)計；6月27日上午6月29日下午檢查設(shè)計進(jìn)度，深化設(shè)計，答疑、質(zhì)疑；6月30日上午6月30日下午進(jìn)一步完善設(shè)計，形成設(shè)計報告電子文檔；7月1日課程設(shè)計報告打印、裝訂、

6、提交。指導(dǎo)老師簽名： 2011年6 月 17 日 系主任（或負(fù)責(zé)教師）簽名： 2011年 月 日摘要有害氣體檢測與抽排系統(tǒng)采用邏輯電路，傳感器輸出模擬信號，當(dāng)檢測到氣體濃度升高時，輸出電壓升高，比較器輸出高電平驅(qū)動繼電器，使報警電路和抽排電路開始工作，當(dāng)濃度降低到安全規(guī)范圍以內(nèi)時停止工作。報警電路采用聲光報警，通過555定時器輸出方波脈沖使燈閃爍，為使報警的鈴聲更能起到警示作用，本設(shè)計采用兩個555定時器輸出不同頻率的脈沖使喇叭發(fā)出兩個高低不同的音調(diào)，并通過設(shè)計功率放大電路，達(dá)到報警的目的。機(jī)器人行走電路以89C51單片機(jī)作為主控芯片，單片機(jī)控制L298芯片來控制機(jī)器人是否行進(jìn)及其方向；鍵盤控

7、制單片機(jī)相應(yīng)I/O口的高低電平來控制機(jī)器人的行進(jìn)時間，直接置數(shù)；單片機(jī)根據(jù)以上條件控制數(shù)碼管顯示和L298芯片in1、in2端的高低電平，繼而控制機(jī)器人的前進(jìn)和后退。電機(jī)電路運(yùn)用橋式電路連接方法，改變輸入端電平狀態(tài)可以改變電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。關(guān)鍵字： 傳感器 555定時器 89C51單片機(jī) 橋式電路前言隨著社會進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，尤其在工業(yè)生產(chǎn)上，要求我們用智慧去解決一些繁瑣、周而復(fù)始的工作，減輕人的負(fù)擔(dān)，而且使工作效率更高，效果更好。有害氣體檢測報警及抽排電路設(shè)計和機(jī)器人行走電路的設(shè)計就是兩個很好的例子。通過智能控制，不僅減免了很多的體力勞動，還使得工作更好更快地完成。兩個設(shè)計均能為平時日

8、常生活提供方便，都能智能控制，能自啟動和自動關(guān)閉，要求綜合運(yùn)用所學(xué)電子電路的知識，是集模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的綜合運(yùn)用，需要靈活運(yùn)用所學(xué)知識，根據(jù)設(shè)計要求，來達(dá)到目的，分析原理、參數(shù)計算、元器件選用。通過這兩個設(shè)計可以鍛煉我們的自主創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，也可以鞏固所學(xué)的知識，這兩個設(shè)計都明顯基于我們平時所學(xué)知識設(shè)計的，既可以復(fù)習(xí)以前的知識又可以再次基礎(chǔ)之上提高，發(fā)掘潛能，拓展知識，豐富自己的知識面和復(fù)習(xí)自己所學(xué)知識，是一個提高能力的跳板。1 有害氣體檢測與抽排電路設(shè)計11意義與設(shè)計要求1.1.1意義聯(lián)系實際與所學(xué)知識，設(shè)計次有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)。將此裝置安放在家中或公共場所，當(dāng)有害氣體泄漏時

9、，可以及時檢測并抽排，保障人的生命安全。1.1.2設(shè)計任務(wù)及要求任務(wù)：設(shè)計一個自動檢測有害氣體濃度，且當(dāng)有害氣體濃度超標(biāo)時，能自動發(fā)出聲光報警，自動抽排有害氣體的控制電路。要求：當(dāng)檢測到有害氣體意外排放超標(biāo)時，發(fā)出警笛報警聲和燈光間歇閃爍的光報警提示，同時自行啟動抽排系統(tǒng)，以保障人們的生命財產(chǎn)安全。抽排完畢后，系統(tǒng)自動回到實時檢測狀態(tài)。1.2總體設(shè)計方案1.2.1總體設(shè)計方案選擇方案一單片機(jī)控制系統(tǒng)將觸發(fā)信號輸入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)觸發(fā)信號，在指定引腳輸出間隔雙頻率控制信號控制報警電路產(chǎn)生雙音頻報警聲，輸出一定頻率的信號控制報警燈的閃爍，輸出控制信號通過控制晶閘管來控制抽排電路的啟動與停止。電路

10、簡單，功能強(qiáng)大，比較靈活。不更改硬件電路，通過軟件可對電路功能根據(jù)實際進(jìn)行適行修改。方案二 邏輯電路系統(tǒng)雙音調(diào)的報警信號，采用兩個555制成的多諧振蕩器，設(shè)置不同頻率。運(yùn)用計時電路控制雙頻率的信號交替出現(xiàn)，將觸發(fā)信號作為計時電路的控制信號，間接控制聲音報警電路；閃爍燈光報警將觸發(fā)信號作為555多諧振蕩器的控制信號，產(chǎn)生方波信號控制燈光閃爍。將觸發(fā)信號作為抽排電路的控制信號，直接啟動或停止抽排。電路原理簡單，經(jīng)濟(jì)實用，但連接復(fù)雜，不易修改。單片機(jī)方案結(jié)構(gòu)簡單，但相對于本系統(tǒng)來說造價較高，且單片機(jī)的大部分功能閑置，造成資源浪費(fèi)；使用555電路進(jìn)行控制造價低廉，且資源利用率高。本實驗方案選擇邏輯電路

11、系統(tǒng)。1.2.2系統(tǒng)設(shè)計原理本設(shè)計采用邏輯電路，傳感器采用的是QM-2氣體濃度傳感器，該傳感器輸出地是模擬信號，當(dāng)檢測到氣體濃度升高時，其輸出管腳的電壓也隨之升高，將其輸出端接到比較器上設(shè)定閾值電壓，當(dāng)比較器輸入端的電壓高于閾值電壓時，比較器輸出高電平，驅(qū)動繼電器，使報警電路和抽排電路開始工作，當(dāng)氣體濃度降低到安全規(guī)范圍以內(nèi)時，比較器輸出低電平3報警電路和抽排電路停止工作。報警電路采用聲光報警，通過555定時器輸出方波脈沖使燈閃爍，為了使報警的鈴聲更能起到警示作用，本設(shè)計采用兩個555定時器輸出不同頻率的脈沖使喇叭發(fā)出兩個高低不同的音調(diào)，并通過設(shè)計輸出雙音頻，達(dá)到報警的目的。 傳感器 電壓比較

12、器聲光報警系統(tǒng)主控系統(tǒng)風(fēng)扇抽排變壓系統(tǒng)220V交流電壓源系統(tǒng)框圖1.3系統(tǒng)硬件設(shè)計1.3.1電源電路原理說明：電源電路由 220v交流電壓，變壓器，整流電路及濾波穩(wěn)壓電路組成，實現(xiàn)交流電到直流電的轉(zhuǎn)變，在供電給后續(xù)電路工作。電源變壓器是將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?，然后通過整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動，負(fù)載和溫度的變化而變化。因而在整流，濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動，負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。1.3.2氣體濃

13、度檢測電路在本設(shè)計中由于proteus庫中沒有QM-2器件，所以用電位器RV代替。當(dāng)空氣中的有害氣體濃度未達(dá)到一定值時，QM-2氣敏傳感器電阻值很大，使電壓比較器正相輸入端的電壓均小于反相輸入端的電壓，電壓比較器的輸出端為“低電平”，繼電器不工作，555定時器清零；如果空氣中的有害氣體濃度達(dá)到C1時，傳感器的電阻值變小，使電壓比較器正相輸入端電壓大于反向輸入端電壓，比較器輸出“高電平”，555定時器正常工作，輸出方波信號，使得三極管導(dǎo)通，進(jìn)一步使得繼電器工作，從而驅(qū)動聲光報警電路和抽排電路工作。1.3.3聲音報警電路當(dāng)電壓比較器輸出高電平時，使得555定時器3端口輸出方波信號，高電平驅(qū)動燈泡發(fā)

14、光，低電平使得燈泡變暗，于是燈泡處于間歇的工作狀態(tài)。其周期計算如下：T=0.7(R7+2R6)*C6.可知，適當(dāng)改變C6,R7,R6值可以改變燈泡的工作頻率。同理，同樣通過555定時器發(fā)出的方波信號驅(qū)動喇叭工作，而采用兩個555定時器發(fā)出不同頻率的方波，使得喇叭發(fā)出警笛聲。 報警電路的核心是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器。這樣，當(dāng)檢測到有害氣體時，三極管集電極輸出低電平，通過反相器和運(yùn)算放大器，給多諧振蕩器提供工作電壓使其輸出方波脈沖，從而使二極管閃爍，揚(yáng)聲器間歇報警，達(dá)到聲光報警的效果。三極管輸出電壓經(jīng)反相器后給換氣扇供電，使其工作，達(dá)到自動抽排的效果。本電路中輸出的兩個聲頻的頻率一個為6.

15、9MHz，占空比為76.8%；另一個為5MHz，占空比為66.7%。電路的音頻輸出端接乙類互補(bǔ)輸出電路，進(jìn)行功率放大，增大輸出音頻聲音，利于實用。1.3.4光報警和抽排系統(tǒng)此系統(tǒng)中抽排系統(tǒng)由繼電器進(jìn)行控制，當(dāng)檢測到煙霧時電壓比較器輸出高電平，使繼電器閉合，繼而電機(jī)接入220V電源電路，開始進(jìn)行排煙；當(dāng)煙霧排盡或人為使煙霧濃度降低時，電壓比較器輸出低電平，電機(jī)與電源之間斷開，電機(jī)停止排氣。光報警則利用到555定時器構(gòu)成的多謝振蕩器，輸出矩形脈沖，控制報警燈頻繁閃爍，進(jìn)行燈光報警。1.3.5去耦濾波由于供電電源和配電系統(tǒng)不是理想的電壓源，對每個電路進(jìn)行去耦濾波是有必要的，以減少通過電源系統(tǒng)耦合的噪

16、聲。阻容去耦網(wǎng)絡(luò)可以把供電電源與電路隔離開來，消除電路間的耦合，并避免電源噪聲進(jìn)入電路。電源濾波使用的是大容量的電解電容，是用來去除直流電中工頻波形（50Hz100Hz）減小直流電的波動程度，即起平滑波形的作用；去耦電容的容量很小，通常為0.01-0.1uF，是用來濾除電路在工作時產(chǎn)生的高頻諧波成分。本電路中的去耦濾波電容包括C1，C6，C12，C10和電解電容C8。1.4 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真過程中經(jīng)調(diào)整代替QM-2傳感器的滑動變阻器阻值，模擬傳感器檢測到煙霧的狀況，則可看到報警燈頻閃，電機(jī)啟動進(jìn)行抽排，聲音報警的功放可正常發(fā)出兩個頻率的矩形波信號，提醒人們檢測到危險的煙霧。當(dāng)增大滑動變阻阻值即

17、模擬傳感器檢測到煙霧濃度降低，可看到報警解除并且電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。1.5所用部分元件原理說明1.5.1 QM-N5氣敏傳感器QM-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。MQ-2/MQ-2S氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。1.5.2多諧振蕩器工作原理如下：接通電源后，電容C被充電，當(dāng)VC上升到2/3VC

18、C時，觸發(fā)器被復(fù)位，同時發(fā)電BJT T導(dǎo)通，此時VO為低電壓，電容C通過R2和T放電，使VC下降。當(dāng)VC下降到（1/3）VCC時，觸發(fā)器又被置位，VO翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器C放電所需的時間為： tPL=R2Cln2 可近似看成tPL=0.7R2C當(dāng)C放電結(jié)束時，T截止，VCC將通過R1、R2向電容器C充電，VC由（1/3）VCC上升到（2/3）VCC所需的時間為： tPH=(R1+R2)Cln2 可近似看成tPH=0.7(R1+R2)C而當(dāng)VC上升到（2/3）VCC時，觸發(fā)器又周而復(fù)始，在輸出端就得到一個周期性的方波，其頻率為： f=1/( tPL +tPH) 可近似看成f=1.43/(R1+R

19、2)C2機(jī)器人行走電路設(shè)計2.1設(shè)計任務(wù)任務(wù)：設(shè)計一個能前進(jìn)、后退的機(jī)器人行走控制電路。要求：1、接通電源，機(jī)器人前進(jìn)，行走一段時間后，機(jī)器人自動后退，退行一段時間后自動前行，周而復(fù)始。2、機(jī)器人行走動力只能使用干電池，不能使用動力電源。3、機(jī)器人前進(jìn)、后退時間可調(diào)。2.2設(shè)計總體方案2.2.1設(shè)計思路方案選擇：方案一：使用74系列芯片進(jìn)行計時并控制顯示模塊，用555芯片組成一秒的延時電路，輸出脈沖控制74芯片，并用單刀雙擲開關(guān)進(jìn)行前進(jìn)和后退的控制。適用本方案原理簡單，但是不利于集成，且應(yīng)用芯片較雜，并不是最佳選擇。方案二：用89C51單片機(jī)作主控芯片，4個獨立鍵盤作為控制端控制時間的輸入，三

20、個普通開關(guān)來控制機(jī)器人是否啟動、機(jī)器人急停、機(jī)器人進(jìn)退選擇，同時用兩個七段數(shù)碼管顯示當(dāng)前前進(jìn)或后退狀態(tài)下的剩余時間，數(shù)碼管直接用單片機(jī)輸出高低電平控制。直流電機(jī)用單片機(jī)控制，同時用H橋電路L298芯片作為電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路。兩相比較，方案二所用元件數(shù)目較少，計時穩(wěn)定、精確，且僅需改變程序就可以改變電路相關(guān)參數(shù)，便于根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)修改。故本電路采用方案二。程序部分根據(jù)以上思路編寫。2.2.2設(shè)計總體方案實驗電路圖主要由四部分組成：89C51單片機(jī)，時間鍵盤控制，總開關(guān)，顯示數(shù)碼管，電機(jī)及其控制裝置。電路工作原理由總開關(guān)控制單片機(jī)相應(yīng)I/O口的高低電平，單片機(jī)控制L298芯片來控制機(jī)器人是

21、否行進(jìn)及其方向；鍵盤控制單片機(jī)相應(yīng)I/O口的高低電平，單片機(jī)控制機(jī)器人的行進(jìn)時間，直接置數(shù)；單片機(jī)根據(jù)以上條件控制數(shù)碼管顯示和L298芯片in1、in2端的高低電平，繼而控制機(jī)器人的前進(jìn)和后退。電機(jī)電路運(yùn)用橋式電路連接方法，改變輸入端電平狀態(tài)可以改變電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。鍵盤控制時間電路控制方框圖機(jī)器人行進(jìn)狀態(tài)L298芯片89C51單片機(jī)數(shù)碼管進(jìn)行時間顯示總開關(guān)控制行進(jìn)狀態(tài)2.3設(shè)計原理分析2.3.1 單片機(jī)外圍電路如圖所示電路是為單片機(jī)最小系統(tǒng)能夠工作的基本電路：1電源 途中仿真過程中軟件自動隱藏單片機(jī)的電源端和接地端，故不可見。2晶振 單片機(jī)使用片內(nèi)時鐘振蕩方式時，需要在XTAL1(19腳)和XT

22、AL2(18腳)處外接時鐘。時鐘電路由石英晶體和振蕩電容構(gòu)成，振蕩電容的值一般取10p30p，本電路中取為20pF；石英晶體振蕩頻率在11.0592MHz時可以每過110個時鐘周期便計時1ms，便于單片機(jī)的精確計時，考慮到仿真軟件的局限性，本電路中振蕩頻率取為12MHz。3復(fù)位電路 用以控制單片機(jī)從頭開始執(zhí)行程序2.3.2 開關(guān)功能控制如圖所示電路中，三個開關(guān)分別接單片機(jī)的P12、P13、P11管腳，另外開關(guān)一端接電源，一端接地。單片機(jī)檢測到低電平時分別控制機(jī)器人停止前進(jìn)、急停（用于防止安全事故）以及前進(jìn)后退之間的切換（檢測到低電平時單片機(jī)控制L298芯片使機(jī)器人前進(jìn)，高電平時機(jī)器人后退）。應(yīng)

23、用開關(guān)進(jìn)行功能間的控制和切換，實現(xiàn)簡單，便于使用者理解使用。2.3.3鍵盤輸入及控制電路 本電路中的輸入時間由四個獨立鍵盤進(jìn)行控制，鍵盤一端接地，另一端接單片機(jī)P0腳進(jìn)行控制。其中，P0腳為雙向8位三態(tài)I/O口，每個口可獨立控制。51單片機(jī)P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，為高阻狀態(tài)，所以不能正常輸出高/低電平，因此該組I/O口使用時要外接上拉電阻，本方案選擇了9腳的10K的上拉電阻。如圖所示鍵盤按下則單片機(jī)相應(yīng)管腳為低電平，單片機(jī)檢測到低電平后進(jìn)行10ms延遲進(jìn)行去抖操作，若繼續(xù)檢測到低電平則：1號鍵盤在按下時功能為時間+10，2號鍵盤按下時時間+1,3號鍵盤按下時時間-10,4號鍵盤按下時時間-1。

24、如上所述，通過鍵盤操作可以很好的對時間進(jìn)行控制。2.3.4顯示模塊單片機(jī)P2、P3腳分別接一個數(shù)碼管，用于顯示時間的十位和個位。其中P3腳顯示時間的十位，P2腳顯示時間的個位。數(shù)碼管選用7-SEG-COM-CATHODE，該數(shù)碼管是共陰極數(shù)碼管，可以通過控制陰極來進(jìn)行位選，但本方案中兩個數(shù)碼管一直顯示，且用兩組I/O口進(jìn)行控制，則共陰極直接接地。單片機(jī)I/O口在未進(jìn)行控制時輸出高電平，通過程序賦值在某個管腳輸出低電平時，相應(yīng)二極管滅，則可通過程序中定義一個顯示數(shù)組來控制顯示的數(shù)字。2.3.5電機(jī)控制工作原理說明：芯片L298是恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片，內(nèi)部是由兩塊H橋電路封裝而成。IN1,IN

25、2,ENA是一部分，IN2,IN3,ENB是一部分，其中ENA，ENB是使能控制端。 表一： L298功能模塊ENAIN1 IN2運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)0任意任意停止11 0正轉(zhuǎn)101 反轉(zhuǎn)1 11急停100停止 由表一L298功能模塊可以看出電機(jī)的工作狀況，由單片機(jī)控制IN1,IN2的輸入，從而很好的控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、急停或停止，達(dá)到設(shè)計目的。由于本電路中芯片一直處于正常使用狀態(tài)，所以ENA端直接接地。正轉(zhuǎn)電機(jī)效果反轉(zhuǎn)電機(jī)效果3附錄附錄1 機(jī)器人行走系統(tǒng)程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit in1=P16;

26、 /*in1、in2是L298芯片受51單片機(jī)控制端，進(jìn)而控制機(jī)器人的前進(jìn)后退和停止*/sbit in2=P17;sbit zkg=P12; /*總開關(guān)的特殊功能位聲明*/sbit jtkg=P13; /*急停開關(guān)，防止機(jī)器人行進(jìn)過程中出現(xiàn)意外*/sbit b1=P00; /*b1-b8是對控制鍵盤的輸入檢測*/sbit b2=P01;sbit b3=P02;sbit b4=P03;sbit jtkz=P11; /*進(jìn)退開關(guān)，用以控制機(jī)器人的行進(jìn)方向*/uint qj=60,ht=60; /*全局變量，分別代表前進(jìn)和后退時間*/void delayms(uint xms) /*可定義的延時子程

27、序*/uint i,j;for(i=xms;i0;i-)for(j=110;j0;j-);uchar code table= /*共陰極數(shù)碼管的0-F現(xiàn)時代碼*/0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71;uint matrixkeyscan()/*鍵盤檢測控制輸入并將結(jié)果賦給全局變量qj，ht*/static uint a;if(b1=0)delayms(50);if(b1=0)a+=10;while(b1!=1)delayms(10);if(b2=0)delayms(50)

28、;if(b2=0)a+=1;while(b2!=1)delayms(10);if(b3=0)delayms(50);if(b3=0)a-=10;while(b3!=1)delayms(10);if(b4=0)delayms(50);if(b4=0)a-=1;return a;void xianshi()/*時間的顯示*/ if(jtkz=0)P3=0x00;P2=0x00;delayms(5);P3=tableqj/10;P2=tableqj%10;if(jtkz=1)P3=0x00;P2=0x00;delayms(5);P3=tableht/10;P2=tableht%10;main() /

29、*while(1）循環(huán)控制使機(jī)器人循環(huán)前進(jìn)后退運(yùn)動*/while(1)if(zkg=1) /*機(jī)器人停止前進(jìn)*/in1=0;in2=0;break;if(jtkg=0) /*機(jī)器人急停*/in1=1;in2=1;break;if(qj0|ht0;qj-) delayms(1000);qj+=matrixkeyscan();in1=1;in2=0;xianshi();if(zkg=1) in1=0;in2=0;break;if(jtkg=0)in1=1;in2=1;break;if(qj0|ht0;ht-) delayms(1000);ht+=matrixkeyscan();in1=0;in2=

30、1;xianshi();if(zkg=1) in1=0;in2=0;break;if(jtkg=0)in1=1;in2=1;break;if(qj0|ht0) in1=1;in2=1; if (jtkz=0)in1=1;in2=1;break;附錄2 有害氣體檢測與抽排電路元件清單名稱位號型號數(shù)量電壓源V1VSINE1變壓器TR1TRAN-2P2S1整流橋BR1BRIDGE1電容C1、C30.1u2電容C2、C710u2電容C41u1電容C5、C6200u2電容C11、C120.33u2電解電容C9、C10、C111u3電阻R1、R2、R3、R510k4電阻R4、R6、R71k3電阻R8、R9

31、、R101003滑動變阻RV18k1滑動變阻RV220k1滑動變阻RV3、RV4100k2二極管D5DIODE17805U3LM78051電壓比較器U4COMPI1三極管Q1、Q3NPN2三極管Q2、Q4PNP2繼電器RL1G6B-2114P-US-D-51晶閘管U5L20041555U1、U2NE5552附錄3 機(jī)器人行走電路元件清單元件名稱位號型號數(shù)量單片機(jī)U1AT89C511晶振X112MHz1電容C1、C220uF2電壓源VCC+5V、+12V7電解電容C310uF1排阻RP110K1數(shù)碼管無7-SEG-COM-CATHODE2電阻R1、R2、R3、R410K、4704二極管D1、D2

32、、D3、D41N41484L298無L2981直流電機(jī)無MOTOR-DC14 設(shè)計小結(jié)及心得體會經(jīng)過半個月的課程設(shè)計，我第一次獨立使用單片機(jī)進(jìn)行一個獨立課題的設(shè)計，第一次接觸到自動化專業(yè)的傳感領(lǐng)域，也是第一次對所學(xué)的模電和數(shù)電知識進(jìn)行檢驗。這兩周，我經(jīng)歷過一次又一次的成功、驚喜、失敗、沮喪，也是人生的一次洗禮。首先，我對于555構(gòu)成多諧振蕩器和單片機(jī)的相關(guān)應(yīng)用有了很深的認(rèn)識。以前只是學(xué)習(xí)理論知識，對于原理有一定了解，即使做實驗也是按照實驗手冊和教材照本宣科，沒有直觀認(rèn)識。這次課設(shè)中，通過自己查資料、與同學(xué)們討論以及自己的實踐仿真，對于這些器件、芯片有了新的認(rèn)識，并首次使用QM-N5、L298等

33、專業(yè)芯片，增強(qiáng)了專業(yè)技能。其次，我對于proteus軟件的使用也漸漸熟練。以前只是自己照著視頻學(xué)習(xí)，視頻上的老師講什么我就做什么，沒有碰到過挫折，一些功能只是會使用，它的使用范圍和具體應(yīng)變方法并不清楚。本次課設(shè)過程中，就出現(xiàn)了一個相當(dāng)bug的事情：我畫了圖，導(dǎo)入程序，但仿真時一按下仿真鍵，proteus程序就卡死，怎么檢查都沒有問題，問了師兄師姐，竟然沒有知道的。后來經(jīng)過兩天的煎熬（我一直在懷疑是程序或是電氣線路問題，各種檢查），才發(fā)現(xiàn)是因為元件的label屬性里我寫入了過多中文所致，發(fā)現(xiàn)原因時我相當(dāng)無語！最后，首次接觸到課設(shè)。以前做課題時，都是一個獨立模塊或是一些偏理想的東西，比如說邏輯分析儀。這次，面對生活中的實例，在輸入和輸出之間的電壓電流匹配上碰壁不少，也促進(jìn)我在以后的實踐中更加重視這個問題?？傊@次課程設(shè)計增加了我在實踐方面的經(jīng)驗，并鍛煉了我的自主學(xué)習(xí)能力。而這些在以后的工作中都是很重要的，使我受益匪淺。35