搬运水的机器人.docx

某某某某大学
XXXXX XXXXXXX UNIVERSITY
XXXXXX学院
电子综合实践
姓名 唐龙 学号 0000000000
姓名 李四 学号 0000000000
年级 07级 专业电子科学工程
题目 运水机器人 离控制的距 离的目的，进而达到要求。缺点：增加成本，增加软件设计难度，制作较为困难。 优点：距离控制精确，易于自动控制。由于本设计对距离有较高的要求，故采用 此方案。
m、总体设计
经过对各个方案分析比较，最终确定总方案如图3-1所示。该系统所有模块 都由主单片机控制。其中，设计各个模块，包括单片机、显示模块、电机驱动、 光电探测由四节AA电池供电。电机驱动采用L298驱动芯片控制。用光电传感器 对边线的探测来控制距离。通过单片机的机器周期计算时间计数周期，以达到计 时目的。
图3-1系统方案图
3. 1系统硬件电路设计
1. 1探测传感器
探测传感器采用CNY-70反射式光电开关。红外线光电开关属于光电接近开 关，它利用被测物体对红外光束的遮光或反射，对所有能反射光线的物体均可检 测，根据检测方式的不同，分为漫反射式、镜反射式、对射式、槽式、光纤式光 电开关等。图3-2为CNY-70的输入输出特性曲线：
95 11065 Ip — Forward Current ( mA )
图3-2 CNY70特性曲线
(VE)c<ulm)」sH=ooIn
从图3-2可以看出，随着发光管电流逐渐增加，输出电流逐渐变大，因此我 们选择输入电流为20mA。CNY-70的发光管的导通压降大约为1. 5V,输入电压选 择5V,因此电阻我们选择200。。
图3-3探测传感器
通过电压比较器，将传感器的输出电压转换成逻辑电平，通过单片机判断探 测是否有黑线，然后通过软件调整，使小车能够完成B区的动作。由于CNY-70 受自然光影响，因此在使用时比较器比较电压采用电位器调节，通过手动调节适 应不同的光照环境。
1. 2电机驱动模块
L298芯片是一种高电压、大电流、高功率驱动器，其设计是为接受标准TTL 逻辑电平信号和驱动电感负载的，例如继电器、圆筒形线圈、直流电动机和步进 电动机。每桥的三级管的射极是连接在一起的，相应外接线端可用来连接外设 传感电阻。可安置另一输入电源，使逻辑能在低电压下工作。
L298芯片是具有
3. 2系统软件设计
3.
单片机内部定时器有4种工作模式，方式0是13位计数器，由于计时时间 过短，中断频率高，所以不选用此模式；方式2是自动重装式计数器，是8位计 数器，同样中断频率过高；方式3也是8位计数器；方式1是16位计数器，综 合考虑，选用方式1做精确计时。
由于51单片机是12分频，因此机器周期=晶振频率/12。在该设计中，选用 频率为12MHz的晶振，因此机器周期=luso定时Is需要1000000个机器周期， 因此通过20次定时器中断完成Is的定时，每次完成50000个周期的定时，因此 每次给定时器的初值应该是TH0=B0H, TL0=3CHo
3.
图3-5系统流程图
IV、测试结果及结果分析
4. 1测试仪器及工具
测试仪器及工具：100ml量筒两个，卷尺（两米以上）一把，黑色电胶布一 卷，大号水桶两个，水量充足。
4. 2测试步骤
4. 2. 1测试前预备工作
、用卷尺在地面标出两米距离，并用黑色电胶布在两米的两端各粘贴一条 纵边线。
、将水桶装满水，置于A端，量筒也置于A端，空水桶置于另外C端。
、根据测试场地光照条件，将小车的探测器调试到最佳状态。
2. 2正式测试
、将小车置于初试边线，即有水的水桶的一端，启动小车电源。
、用量筒量取100ml水置于小车上的水杯里。按下出发键，同时秒表开始 计时。小车从A端，经过B区域到C端停止。
、小车在C端停止后，数码管显示卸水倒计时8S,此时，取下车上的水, 倒入空桶内，并将水杯放回小车，8S结束后，小车返回，数码管显示小车前进 时间与卸水时间(8S)之和，并在此基础上继续计时。
、小车返回A端后，秒表停止计时。
、循环②-③-④步骤若干次。
、关闭电源，清空水杯中的水。清理测试现场。
4. 3测试结果如下表
目
趟
小车显示运行一个
周期时间(S)
实际运行一个
周期时间(S)
运水量(mL)
第一趟
14S

lOOmL
第二趟
14S

100mL
第三趟
15S

lOOmL
第四趟
14S

lOOmL
第五趟
14S

lOOmL
第六趟
14S