灭火机器人报告

灭火机器人报告

学院：主动化学院

班级：

姓名：

指导师长教师：

2010年9月——2010年11月

目次

第一章引言 0

1.1课题背景 0

1.2实现功能 0

1.3仿照房子介绍 0

第二章体系整体筹划设计 (1)

2.1体系硬件设计 (1)

2.2体系软件设计 (1)

第三章硬件设计 (2)

3.1电源治理模块 (2)

3.1.1稳压芯片LM7805CV (2)

3.1.2电源模块电路道理图 (2)

3.2电机驱动芯片L298N (3)

3.2.1 L298N的逻辑功能： (3)

3.2.2外形及封装： (3)

3.2.3 L298N电路道理图： (4)

3.3避障检测传感器HS0038 (4)

3.3.1 HS0038简介： (4)

3.3.2 HS0038特点： (4)

3.3.3 检测道理： (5)

3.3.4 HS0038与单片机连接道理图： (5)

3.4地面灰度检测传感器ST188 (5)

3.4.1 ST188特点： (5)

3.4.2 检测道理： (5)

3.4.3 应用范畴： (6)

3.4.4 外形尺寸（单位mm）： (6)

3.4.5 ST188道理图： (6)

3.5火焰传感器 (7)

3.5.1火焰传感器应用 (7)

第四章软件设计 (7)

4.1灭火机械人行进路线分析 (7)

4.2软件流程图 (9)

第五章调试记录及实验心得 (10)

5.1调试记录 (10)

5.2实验心得 (10)

参考文献 (13)

附录1: 法度榜样清单 (29)

附录2: 灭火机械人什物图及灭火场地 (29)

第一章引言

1.1课题背景

跟着社会的进步，机械人技巧的赓续成长使得机械人的应用范畴赓续扩大，从以往多应用于工业范畴而逐步融入人们的生活。灭火机械人作为消防部队中的新兴力量，参加了抢险救灾的行列。灭火机械人是一个集旌旗灯号检测、传输、处理和操纵于一体的操纵体系，代表了智能机械人体系的成长偏向。

1.2 实现功能

制造一个自立操纵的机械人在一间平面构造房子模型里活动，找到一根蜡烛并尽快将它熄灭，那个工作受地面摩擦、机械人惯性、机械人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变更等多个身分阻碍，它仿照了实际家庭中机械人处理掉火的过程，蜡烛代表家里燃起的火源，机械人必须找到并熄灭它。

1.3 仿照房子介绍

仿照房子平面图单位：mm

图1.1 灭火机械人竞赛场地（国际赛制）

竞赛场地的墙壁33cm高，由木头做成。墙壁刷成白色。竞赛场地的地板将是被漆成黑色的滑腻木制别处。在所有的房间和走廊的地板上，可能会铺有小地毯，可不能有粗毛

地毯。场地中所有的走廊和门口宽差不多上46cm。门口并没有门，而是一个46cm的开口，将会有一个白色的2.5cm宽的白色带子或白漆印迹表示房间进口。

第二章体系整体筹划设计

2.1 体系硬件设计

本次设计的目标是设计一个在规定区域能自立搜刮火源并实施灭火的智能机械人小车，本次设计应用的主控芯片应用了STC89C52单片机，因此设计重点在传感器和电机驱动上。体系总体设计框图如图2.1：

图2.1 体系总体设计框图

2.2 体系软件设计

软件设计筹划是以上述硬件电路为差不多的，包含电机操纵模块、传感器模块的法度榜样设计与实现。法度榜样设计采取C说话编写，编程情形是集成Keil C51编译器的集成编译情形。灭火机械人设计的软件设计构造框图如图2.2所示。

图2.2 体系软件设计框图

第三章硬件设计

3.1电源治理模块

电源是任何一个体系稳固运行的前提早提，为了使机械人运行稳固，单片机和电机的供电体系采取自力供电的方法。

3.1.1稳压芯片LM7805CV、LM7812CV

LM7805CV的技巧指标如下表：

表3-1 稳压芯片7805参数

LM7812CV的技巧指标如下表：

表3-2 稳压芯片7812参数

3.1.2电源模块电路道理图

因为单片机及所有的传感器体系供电采取的是5V的电源，而车体要优胜的运行电机的供电电压应当达到12V，因此在电源的处理上采取了稳压芯片7805CV和7812CV。

图3.1 电源部分电路图

3.2电机驱动芯片 L298N

L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大年夜电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平旌旗灯号，可驱动46V、2A以下的电机。其引脚分列如图1中U4所示，1脚和15脚可零丁引出连接电流采样电阻器，形成电传播感旌旗灯号。L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电念头。5、7、10、12脚接输入操纵电平，操纵电机的正反转，ENA，ENB接操纵使能端，操纵电机的停转。也应用单片机产生PWM 旌旗灯号接到ENA，ENB端子，对电机的转速进行调剂。

3.2.1 L298N的逻辑功能：

表3-3 SHARP GP2D12什物图

3.2.2外形及封装：

图3.2 L298N什物图

3.2.3 L298N电路道理图：

因为一片L298N能够直截了当驱动两个电机，然则为了加大年夜驱动力，我们采取两路并联的方法来驱动电机。

图3.3 L298N电路图

3.3避障检测传感器 HS0038

3.3.1 HS0038简介：

HS0038B -系列微型接收机红外遥控器操纵体系。PIN二极管和前置上组装引线框架，环氧包被设计成红外过滤器。该解调输出旌旗灯号可直截了当解码的微处理器。HS0038B是标准的红外遥控接收器系列，支撑所有重要传输代码。

3.3.2 HS0038特点：

1、光检测器和放大年夜器一体封装

2、内部可集成PCM频率过滤器

3、与TTL和CMOS电平兼容

4、改进的樊篱电场，抗干扰才能强