災(zāi)難救援機器人制作方案

5、 電路各部分原理分析

5.1、電源電路分析

本系統(tǒng)可以采用干電池供電，也可以用可反復(fù)充電的鋰電池供電。無論用什么方式供電，最主要的是要保證在給系統(tǒng)供電時電壓的波動盡可能小。因此在電源電路中我們采用了MCP170A高性能穩(wěn)定芯片對系統(tǒng)供電進行穩(wěn)壓。MCP170A系列是采用CMOS工藝制造的低壓差(LDO)穩(wěn)壓器

6 、方案驅(qū)動系統(tǒng)

6.1 電機驅(qū)動電路

系統(tǒng)中，電機是選擇最主要的執(zhí)行部件。根據(jù)不同的要求可以選擇同一類型中不同種類的電機。通常包括普通直流電機、伺服電機、步進電機等多種類型。由于考慮電機成本和所完成的任務(wù)的性質(zhì)而選擇不同的電機，不過一般情況下都采用普通直流電動機，如有特殊要求，在采用 其他類型的電機無論采用哪種型號的電機或者哪種類型的電機，其工作時的電流都比較大，且變化范圍也比較大，所以電機不能由單片直接驅(qū)動，必須在電機前外加電機LG9110電氣特性。驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路應(yīng)選擇具有成本低，功能大，電路接線簡單等優(yōu)點的電機驅(qū)動芯片。LG9110是專為控制和驅(qū)動電機設(shè)計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之機中，使外圍器件成本降低，整機可*性提高。該芯片有兩個TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通750~800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達1.5~2A；同時它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關(guān)功率管的使用上安全可*。LG9110的電氣特性如表3所示以及LG9110器件管腳圖如圖5所示

電機驅(qū)動電路如圖6 所示。其工作原理為：當輸出端口經(jīng)過驅(qū)動芯片向電機發(fā)出信號時，由于微弱信號不足以驅(qū)動電機工作，于是，驅(qū)動信號把微弱信號放大后才能使電機正常工作。接線可按圖6要求

6.2 單片機系統(tǒng)

MSP430系列單片機整個復(fù)位在電路包括芯片內(nèi)、外兩個部分。由于MSP430系列單片機具有上電復(fù)位功能。因此，上電后只要保持RST/NMI(設(shè)置為復(fù)位功能)為高電平即可。通常的做法是除了在RST/NMI管腳接10~100kΩ的上位電阻外，還需要再接0.1μ F的電容，電容另一端接地，這樣做的目的是令復(fù)位更加可*。如果想讓其隨時復(fù)位只需要將復(fù)位鍵按下，在RST/NMI管腳產(chǎn)生低電平信號即可使其復(fù)位。

6.3電源電壓采樣電路及欠壓指示電路

該電路的作用是通過時采樣電源電壓，此系統(tǒng)中主要是對低電壓進行采集，當電源電壓小于系統(tǒng)規(guī)定的最低電壓時，系統(tǒng)便發(fā)出錢呀指示信號，提醒人們及時更換電池或及時對電池進行充電。當電壓長久得不到提高，便會發(fā)出復(fù)位信號，使系統(tǒng)復(fù)位。在采樣過程中，模擬輸入信號將連接到A/D內(nèi)核的電容陣列，所以電容網(wǎng)絡(luò)的充電將由模擬信號源提供。電容網(wǎng)絡(luò)的充電將在采用期間完成。那么，模擬信號源的內(nèi)阻，動態(tài)阻抗以及電容網(wǎng)絡(luò)的容量應(yīng)該與采樣周期相匹配，以保證能達到10位轉(zhuǎn)換精度。系統(tǒng)中的電容器當電壓變化過大時起到緩沖作用，如果電壓電壓基本沒有變化，它視為斷路。具體接線如圖7所示

6.4 編程接口電路

此編程接口電路屬于標準器件，在N4腳上外接一電阻R16和發(fā)光二極管LEDI，具體接法如圖8所示，當需要控制器輸入程序時，線路接通后發(fā)光二極管便會點亮。這樣做的目的是當接口出現(xiàn)問題時，便于檢查和維

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計思路

程序設(shè)計實質(zhì)上是按照一定的原則、一定的思想和方法將這些指令組織起來，CPU按設(shè)計者的思想執(zhí)行指令，實現(xiàn)一定的功能，最終解決所需要解決的問題?？梢允褂媚K化的程序結(jié)構(gòu)組織指令和編寫程序。MSP430程序設(shè)計除了可使用匯編語言外，使用C語言更能提高設(shè)計效率，加快開發(fā)進度。MSP430 C語言編譯環(huán)境提供了大量的標準庫函數(shù)。要使用這些標準庫函數(shù)，只要在程序的開頭聲明要使用的庫函數(shù)所在的文件開頭，之后在程序中就可以直接調(diào)用了，因此使用起來十分的方便。具體主程序流程圖見圖9所示

四、 方案可行性分析

（1）我們的指導老師楊老師多年致力于機器人的研究開發(fā)及教育，多次以機器人教練的身份參加“青少年機器人大賽”，作品多次獲得不同層次的獎項。

（2）我們社團從成立至今，多次跟隨楊老師進行機器人開發(fā)|組裝和創(chuàng)新。在此期間學到了很多關(guān)于機械機構(gòu)的使用和應(yīng)用方面的知識，會員們也通過自己親手的實習了解到理論和實踐相結(jié)合的重要性，同時也了解了像超聲波傳感器和紅外線傳感器單片機的很多未知知識等。

（3）我們協(xié)會還有來自計算機專業(yè)、物理專業(yè)、數(shù)學專業(yè)的一些會員，他們之中有很多現(xiàn)在已經(jīng)能夠熟練的掌握關(guān)于編程和機器人構(gòu)造方面的技術(shù)了，具備較強的動手能力和創(chuàng)新能力，他們的加入可以說對我們協(xié)會帶來了不少的驚喜和意外，特別是有時候的一些奇思妙想更是讓我們受益匪淺??！

（4）另外還有我們機電系的幾位機械設(shè)計方面的老師、PLC編程老師、單片機老師更是為我們這個協(xié)會注入了強大的生命力和雄厚的師資力量和技術(shù)支持，使我們在這個探索的過程中少走了不少的彎路,受益頗多。