智能扫地机器人课程设计.doc

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1、课题背景及研究的目的和意义

扫地机器人是效劳机器人的一种，可以代替人进展清扫房间、车间、墙壁等。提出一种应用于室的移动清洁机器人的设计方案。其具有实298作为移动驱动电路，选用ULN2003作为清扫电机驱动电路。

方案一：选用RF903模块，作为微功率模块，传输距离能到达500米，兼具了低功耗和远距离的要求、另外性能强大，增加了电源切断模式、可以实现硬件冷启动功能、抗干扰能力强。
方案二：选择NRF24l01无线模块，此模块的体积小，但功耗大
综上所述，选择方案一，价格低，受环境温度小，综合性能更强，所以选择。
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方案一：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比拟适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不采用此种作为显示.
方案二：采用TFT液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,显示尺寸小巧,管脚占用少，适合单片机特点。



综合扫地人的无线控制，功能模块分为清扫模式，自动充电模式，暂停三大块，所以应该有按键供选择。独立式键盘设计构造简便，设计可靠。
独立式按键比拟简单，它们各自与独立的输入线相连接，如下图。
独立式按键原理图
4 条输入线接到单片机的 IO 口上，当按键 K1 按下时，+5V 通过电阻 R1 然后再通过按键 K1 最终进入 GND 形成一条通路，那么这条线路的全部电压都加到了
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R1 这个电阻上，KeyIn1 这个引脚就是个低电平。当松开按键后，线路断开，就不会有电流通过，那么 KeyIn1和+5V 就应该是等电位，是一个高电平。我们就可以通过 KeyIn1 这个 IO 口的上下电平来判断是否有按键按下。

如下图，因GPIO口输出电流有限，而蜂鸣器在蜂鸣时需要较大的电流，GPIO输出口无法满足要求。而8550最大可提供1A的输出电流，足以驱动蜂鸣器。所以，我们用GPIO口来控制8550的导通与截止，从而来控制蜂鸣器。
当向F1写入逻辑1时，F1输出高电平〔+〕，8550的基极电流为0，此时Q1处于截止状态，电源不能加到蜂鸣器的正极上，蜂鸣器不能蜂鸣；
当向F1写入逻辑0时，F1输入低电平〔0V〕，8550的发射极和基极之间产生电流，此时Q1导通，蜂鸣器开场蜂鸣
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L298部的原理图
L298 引脚符号及功能
引脚
功能
SENSA、SENSB
分别为两个H桥的电流反应脚，不用时可以直接接地
ENA 、ENB
使能端，输入PWM信号
IN1、IN2、IN3、IN4
输入端，TTL逻辑电平信号
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OUT1、OUT2、OUT3、OUT4
输出端，与对应输入端同逻辑
VCC
逻辑控制电源，~7V
VSS
电机驱动电源，最小值需比输入的低电平电压高
GND
地
L298的逻辑功能
IN1
IN2
ENA
电机状态
X
X
0
停顿
1
0
1
顺时针
0
1
1
逆时针
0
0
0
停顿
1
1
0
停顿
当使能端为高电平时，输入端IN1为PWM信号,IN2为低电平信号时,电机正转；输入端IN1为低电平信号，IN2为PWM信号时,电机反转;;IN1与IN2一样时,电机快速停顿。当使能端为低电平时,电动机停顿转动。
在对直流电动机电压的控制和驱动中，半导体功率器件(L298)在使用上可以分为两种方式：线性放大驱动方式和开关驱动方式在线性放大驱动方式。
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半导体功率器件工作在线性区优点是控制原理简单，输出波动小，线性好，对邻近电路干扰小，缺点为功率器件工作在线性区，功率低和散热问题严重。开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉调制〔PWM〕来控制电动机的电压，从而实现电动机转速的控制。

高耐压、大电流复合晶体管IC—ULN2003，ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成
该电路的特点如下：
ULN2003