课程设计--灭火机器人设计报告.docVIP

目 录 1. 概述 1 2. 作品的总体设计 1 2.1系统功能及技术指标 1 2.2系统的构成 3 2.3主要设备及元器件选型 3 2.4系统核心处理策略 4 3. 作品的详细设计 5 3.1硬件设计 5 3.1.1传感器与A/D转换 5 3.1.2电机驱动 7 3.1.3灭火 9 3.1.4控制系统 10 3.1.5电源 11 3.1.6系统原理图及元器件清 12 3.1.7 PCB设计 13 3.1.8系统硬件资源清单 15 3.2软件设计 15 3.2.1程序流程图 15 3.2.2传感器及A/D转换程序设计 16 3.2.3电机驱动程序设计 17 3.2.4完整程序代码 18 3.3外形设计 23 4. 调试与测试 25 5. 结论 25 6. 感想（小组成员心得体会） 26 7. 参考文献 27 概述 一直以来， 恶劣环境下的工作一直影响着人们的身心健康， 很多人希望用机器来取代人类， 这种迫切的需要促使机器人诞生。 2.3主要设备及元器件选型 1、远红外火焰传感器：灵敏度高、响应速度快、输出信号大、寿命长、工作稳定可靠。 2、红外光电传感器：灵敏度高、响应速度快、检测距离可调、寿命长、工作稳定可靠。 3、Atmel89S52单片机：一种低功耗高性能的CMOS8位微控制器，内置8KB可在线编程闪存。电路简单，使用比较方便是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN 达林顿管组成采用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器 3.1.1传感器与A/D转换 远红外火焰传感器可以用来探测火源或其它一些波长在760纳米～1100纳米范围内的热源；远红外火焰传感器能够探测到波长在760纳米～1100纳米范围内的红外光，探测角度为60，其中红外光波长在940纳米附近时，其灵敏度达到最大；远红外火焰探头的工作温度为-25摄氏度～85摄氏度；火焰传感器模组（JNHB2004）是组合好的模组，能将探测到的火焰信号转为0-5V的电压信号，红色线接DC5V，黑色线接GND?绿色线信号输出，可直接输入IC。 红外光电传感器是一种红外光漫反射式光电传感器，它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当前面有被检测物体时，物体将发射器发出的红外光线反射回接收器，于是光电传感器就“感知”了物体的存在，产生输出信号 图3-2 ADC0804原理图 图3-3 ADC0804和单片机间的连接原理图 3.1.2电机驱动 电机驱动采用恒压恒流桥式2A驱动芯片L298内部包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号而且电路简单，使用比较方便。L298可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7 V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2．5～46 V。输出电流可达2．5 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EA，EB接控制使能端，控制电机的停转。 图3-4 L298封装图 下面是L298与直流电机的电路连接图： 图3-5 驱动电路图 其中D1~D2为1n4007二极管。通过单片机发出电平信号，可以很容易控制电机正转、反转。 3.1.3灭火 灭火部分风扇驱动主要采用5V电磁继电器作为电源控制开关，当单片机接收到火焰传感器检测到有火焰信号时，发出指令给电磁继电器来控制电磁继电器闭合，接通风扇驱动部分电路，使风扇转动来实现灭火功能。 电磁继电器主要一般由控制线圈、铁芯、衔铁、触点簧片等组成，控制线圈和接点组之间是相互绝缘的，因此，能够为控制电路起到良好的电气隔离作用。当我们在继电器的线圈两头加上其线圈的额定的电压时，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的接通、切断的开关目的 图3-6 继电器电路图 其中UM2003 是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN 达林顿管组成采用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在