本小车采用自制车体,四轮驱动,差动转向,动力装置为两减速电机,以ATMENGA16为主控芯片,用两水银开关作为平衡检测单元,用RPR220光电对管作为边缘检测传感器,并结合合理的电路设计与编程,能够实现使跷跷板平衡等功能。
经上述论证,我们采用AVR系列的ATMEGA16芯片作为主控芯片,其主要完成以下任务:电机的转速及转向控制、数码管显示控制、读回平衡检测传感器数据等。 根据题目的要求,我们制作了ATMEGA16的最小系统板,其主要包括:电源、ISP下载接口、晶振电路、复位电路。具体最小系统板电路原理图见附录。
2.4 电机驱动模块设计
我们用一片L298来驱动两个直流电机。 L298N的5、7、10、12四个引脚接到单片机上,通过对单片机的编程就可以实现两个直流电机的PWM调速以及正反转等功能。为保证L298N正常工作,我们加装片外续流二极管IN4007。具体电路见附录。
2.5 数码显示模块设计
显示部分采用数码管动态扫描显示的方法实现。为了减少IO口的占用,合理分配IO口,我们采用PB口为数据口,并配合PA2,PA3使能段选和位选。动态扫描过程通过控制锁存器74HC573的所存控制,减少了IO口的占用。数据显示过程如下:选通位选,送位选数据,锁存位选;选通段选,送出数码管段选数据,锁存数据。并要合理的设计其段选和位选的选通时间,实现动态扫描显示。
具体电路图见附录。
2.6 平衡检测模块设计
我们将两个普通的水银开关固定在一块万用板上,把两个水银开关的一端连起来作为公共端,经过大量实验,调整好两水银开关的水平角度以提供合适的灵敏度,这样便构成了平衡检测传感器,其示意图如图3所示。
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