普通直流电动机.doc

总体设计v 智能小汽车系统是一个自动控制系统,具有输入（霍耳传感、光电传感器件进行信号检测） 、信息处理（脉冲计数、判断、运算）、输出（电动机驱动、速度控制、前后车灯控制等）基本功能。由于电动小汽车纯硬件控制有很多缺点，并且不宜实现复杂运动的智能控制功能，而单片机具有体积小、重量轻、功耗小、功能强、控制方便等优点。所以为了实现小汽车的自动往返和智能控制，一般的智能小汽车系统以单片机为核心，运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动加速、限速、减速、前进、后退、自动往返等功能。其实，智能小汽车可以算是我们经常在报纸和杂志上看到的机器人中的一员。 设计任务及内容v 本设计的内容就是设计并制作一个自动往返于起跑线与终点线之间的小汽车。跑到的A、B、C、D、E各点处画有2厘米宽黑线。距离关系：AB=DE BC=CD v 小汽车在起点和终点各停5秒，从起点线向终点线运动时在AB段加速前进，BC段慢速前进，CD段加速，DE段减速到停止。返回时，ED段加速后退，DC段慢速后退，CB段加速后退，BA段减速到停止。自动往返小汽车的整体设计方案v 整体设计方案见下图。采用单片机89C51为主控制器，采用C 语言进行软件编程实现各种算法和逻辑控制。红外光电检测到的信号作为中断源, 送入89C51 中断源INT1 ; 89C51 再对中断请求做出响应, 并在P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6口输出控制驱动电路的脉冲; 驱动电路控制直流电机的转速和转向。 下图为系统总体结构框图。标志线的红外检测信号单片机模块直流电机驱动模块直流电机机总设计图分模块介绍直流电动机的控制1. 直流电动机是最早出现的电动机，它具有调速性能好，启动转速大，运动效率高，无励磁损耗，控制简单等特点。直流电动机转速表达式为n=（UIaRa）/（Ce）电动机驱动电路设计与实现方案：采用四个大功率晶体管组成H桥式电路，四个大功率晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制使之工作在开关状态，进而控制电机的运行。该控制电路由于四个大功率晶体管只工作在饱和与截止状态下，效率非常高，并且大功率晶体管开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的电路。我们选择了四个大功率晶体管组成H桥式电路的293集成芯片。使用原理293集成芯片由四大功率管组成H桥式电路。是十六脚封装的直流电机驱动电路芯片，能够同时驱动两个直流电机。我们可以使用293集成芯片了。293的使用非常简单，如图1-9所示，管脚1、2、7、9、10、15是用来控制电机动、停的关键，是由单片机的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6控制的。前三个管脚是用来控制。第一个电机，后三个是用来控制第二个电机的。当使能端1或9脚接收到单片机发送的高电平时，芯片就可以由2、7或10、15脚分别控制两个电机正反转。如果，2、7同时为高或低电平时电机停止运转。只要这两个管脚电平不同电机就可以运转，10、15两个管脚同2、7一样。293芯片的输出分别是3、6脚和11、14脚。其余的4、5、12、13是接地用的，VSS、VS分别接5V、8V。四大功率管分为两组，交替到通截止，以保证小车完成前进和后退、左、右转弯等运行动作。原理图如1-9-2所示。是具体的电路连接图，各个管脚都有标注，电机分别连接在out1、out2和out3、out4其余分别于单片机和电源部分连接。单片机的INT1端口接红外线检测模块的输出端，根据检测到黑线的条数单片机调用不同程序给直流电机驱动模块控制电机使小汽车实现自动往返。具体设计为单片机的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6分别接电机控制芯片293的使能端1、2、7、使能端9、10、15号端口。当红外线检测模块检测到黑线时就会给单片机的INT1外部中断端口一个下降沿触发信号，当单片机接收到一个中断信号时计数器就加1，调用不同程序通过单片机的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6端口给电机控制芯片信号实现电机的正转、反转、停止以实现自动往返。直流电机控制芯片所需信号为正转：P1.1=1、P1.2=1、P1.3=0、P1.4=1、P1.5=1、P1.6