遥控机器人行走电路设计开题报告.doc

中文题目： 遥控机器人行走电路设计 英文题目： WALKING ROBOT CIRCUIT DESIGN 院 系： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 开题时间： 一、课题背景及意义（包括课题现状、发展趋势以及研究的意义等） 随着社会的发展与科技水平的不断提高，促使人们对于科技应用于生活的要求不断的增加。可以自行行走的机器人电路设计是基于目前学过的课程要求设计的，能过自行的前进和后退，并且可以自行调节前进与后退的时间，同时，机器人电路还可以改进成其它的器件，满足日常生活的轻便的事情，给平常的生活带来方便，而且让科技更加贴近人们的生活，也有利于发掘自己的潜能和创新意识，锻炼自己的能力和思维方式。 机器人行走电路由驱动电路和直流电机的正反转电路两个单元构成。电路通过运用555构成的多谐振荡电路，同步计数器74LS196，七段译码器74LS248，双JK触发器等基本单元电路，通过上述基本电路的级联组合，构成机器人行走电路。电路有效地实现机器人的行走与后退，通过调节阻值的大小而控制行走的时间，时间在数码显示管显示。利用三极管的导通和截止控制机器人的行走方向，从而满足设计电路的要求。 二、研究内容及目标 本课题的训练内容主要包含：了解机器人技术的基本知识，将所学的电子技术知识，以及自学的有关单片机知识运用到设计中来。把理论与实际相结合，能够更好的掌握单片机的应用，同时提高自己的动手能力。同时结合电子技术基础知识设计电路，提高自己的运用，思考能力。让电子科技更加接近我们的生活，挖掘我们的潜能和创新意识。 2.1设计原理分析 1、 方波信号发生器 集成单稳态触发器在没有触发信号输入时，电路输出Q=0，电路处于稳态；当输入端输入触发信号时，电路由稳态转入暂稳态，使输出Q=1；待电路暂稳态结束，电路又自动返回到稳态Q=0。集成单稳态触发器有非重触发和可重触发两种，74LS123是一种双可重触发的单稳态触发器。 1、74LS123管脚图 图1：74LS123管脚图 2、74LS123功能图 图2：74LS123功能图 说明： 1.外接电容接在 Cext（正）和 Rext/Cext（正）之间 2.为了改善脉冲宽度的精度和重复性，可在 Rext/Cext 和 Vcc 之间接外接电阻。 3.为了得到可变脉冲宽度，可在 Rext/Cext 和 Vcc 之间接 接可变电阻。 4.在Cext1000pF时，输出脉冲宽度tw≈0.45Rext Cext。 器件的可重触发功能是指在电路一旦被触发（即Q=1）后，只要Q还未恢复到0，电路可以被输入脉冲重复触发，Q=1将继续延长，直至重复触发的最后一个触发脉冲的到来后，再经过一个tw（该电路定时的脉冲宽度）时间，Q才变为0，如图3所示： 图3：输出脉冲周期图 3、74LS123的使用方法： （1）有A和B两个输入端，A为下降沿触发，B为上升沿触发，只有AB=1时电 路才被触发。 （2）连接Q和A或Q与B，可使器件变为非重触发单稳态触发器。 （3）CLR=0时，使输出Q立即变为0，可用来控制脉冲宽度。 （4）按图6连接电路，可组成一个矩形波信号发生器，利用开关S瞬时接地，使电路起振。 图4：矩形波信号发生电路 三、初步研究方案 3、1 74LS192减计数器构成数码显示电路 1、74LS192管脚图 图5：74LS192管脚图 2、74LS192功能表： 图6：74LS192功能图 说明： CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。LD为预置输入控制端，异步预置。CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。为进位输出：1001状态后负脉冲输出，为借位输出：0000状态后负脉冲输出。 图7：数字显示电路 3.2 直流电机正反转驱动电路 原理说明： JK触发器的时钟信号为下降沿触发，74LS192减计数到0时产生下降沿脉冲，通过信号的翻转控制电机的正反转，这样就能实现机器人的前进和后退了。如图10所示。 1）当输入为高电平时，Q1,Q4导通，Q2,Q3截止，A点为低电平，B点为高电平，通过仿真U(AB)=-4.93v,直流电机反转，机器人后退。 2）当输入为底电平时，Q1,Q4截止，Q2,Q3导通，A点为高电平，B点为低电平，通过仿真U(AB)=4.95v，直流电机正转，机器人