便攜式電子秤的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 1頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 目 錄 1 緒 論 . 1 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) . 2 統(tǒng)方案設(shè)計(jì) . 2 計(jì)方案框圖 . 2 3 硬件部分 . 3 案論證 . 3 據(jù)傳輸方案 . 3 控芯片選型 . 4 機(jī)驅(qū)動(dòng)選型 . 6 體設(shè)計(jì)方案 . 7 統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)選型 . 7 塊選型和制作 . 7 控芯片選型 . 11 機(jī)驅(qū)動(dòng)板 . 13 像頭及舵機(jī)組 . 17 晶顯示屏 . 18 明系統(tǒng) . 18 感器選型 . 18 4 軟件部分 . 19 序設(shè)計(jì)思路 . 19 序設(shè)計(jì)框圖 . 20 結(jié) 論 . 21 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 2頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 參考文獻(xiàn) . 22 致 謝 . 22 附件 1：原理圖 . 24 附件 2：程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板原理圖 . 25 附件 3：程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板 . 26 附件 4：源程序清單 . 27 附件 5：作品實(shí)物圖 . 32 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 1頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 1 緒 論 質(zhì)量是測量領(lǐng)域中的一個(gè)重要參數(shù) ,稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視。公元前，人們?yōu)榱藢ω浳锝粨Q量進(jìn)行估計(jì)，起初采用木材或陶土制作的容器對交換物進(jìn)行計(jì)量，以后，又采用簡單的秤來測定質(zhì)量，據(jù)考證，世界上最古老的計(jì)量器具出土于中東和埃及，最古老的衡器和砝碼出自于埃及。秤是最普遍、最普及的計(jì)量設(shè)備，電子秤取代機(jī)械秤是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然規(guī)律。低成本、高智能化的電子秤無疑具有極其廣闊的市場前景。 本章簡述稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展過程，論述提出新型便攜式電子秤的意義，介紹項(xiàng)目研究背景、關(guān)鍵技術(shù)等。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 2頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 火場探測小車采用 片機(jī)為控制核心，通過 客戶端通信。小車上安裝攝像頭、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F傳感器等，主控芯片采集各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上并通過 C 機(jī)客戶端； 客戶端通過 小車發(fā)送指令，當(dāng)小車接收到相應(yīng)的指令后，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其其他設(shè)備。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用自行設(shè)計(jì)的程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，這樣可 以更加方便的對小車進(jìn)行控制，減輕主控芯片的壓力，讓主控芯片專注于與 客戶端的數(shù)據(jù)傳輸和處理。 計(jì)方案框圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 3頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 3 硬件部分 案論證 據(jù)傳輸方案 方案一：采用 稱 稱 n 標(biāo)準(zhǔn)，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高，可以達(dá)到 150 其主要特性為：速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為 76 米到 122 米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。 線保真技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有 50 英尺左右約合 15 米，而 半徑則可達(dá) 300 英尺左右約合 100 米，辦公室自不用說，就是在整棟大樓中也可使用。最近，由 司推出的一款新型交換機(jī)。據(jù)悉，該款產(chǎn)品能夠把目前 00英尺，接近 100 米的通信距離擴(kuò)大到 4英里約 里。目前由于電子元件集成度的提高， 塊的成本以大幅降低。 方 案二：采用藍(lán)牙傳輸方式 藍(lán)牙（ ：是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換（使用 段的 線電波）。藍(lán)牙可連接多個(gè)設(shè)備，克服了數(shù)據(jù)同步的難題。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 4頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 藍(lán)牙特點(diǎn)參數(shù)如下： 表 3射功率 類別 最大功率容量 射程范圍 （ m） （ （ 1 100 20 100 2 10 3 1 0 1 表 3據(jù)傳輸速率 版本 數(shù)據(jù)率 最大應(yīng)用吞吐量 s 80 s s 80 s 4 s 請參考 4 s 請參考 E 從上表可以看出，藍(lán)牙的通信距離和速率都比較低，但是對于工業(yè)應(yīng)用，藍(lán)牙的成本比較低，適合大批量生產(chǎn)。 經(jīng)過以上方案論證與市場調(diào)查， 對于其他無線傳輸方式具有傳輸速度快、穩(wěn)定，且距離上占有很大優(yōu)勢，特別適合大量的數(shù)據(jù)傳輸，比如本次設(shè)計(jì)中要傳輸視頻，另外，在成本上，由于芯片的集成度越來越高，價(jià)錢越來越低， 以本次設(shè)計(jì)采用 控 芯片選型 方案一： 8k 字節(jié) 256字節(jié) 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4位電路，3個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 52 單片機(jī)可降至 0態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 5頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 止工作，允許 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， 蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止，最高運(yùn)作頻率 356T/12 目前 52 單片機(jī)已經(jīng)生產(chǎn)十年之久，很多技術(shù)上已經(jīng)落后于新興單片機(jī)，在程序 存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器上，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)限制和成本原因，這兩者的容量都比較小。 方案二： 系列單片機(jī)是 司生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期的單片機(jī)，是高速 、高可靠 、 低功耗 、 超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，采用 密難度很高，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但是速度快 8內(nèi)集成高精度 R/C 時(shí)鐘， 程時(shí)可以設(shè)置時(shí)鐘頻率，可省掉傳統(tǒng)單片機(jī)外部時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。該系列的單片機(jī)還具有很豐富的片上外設(shè)，包括： 3 路 8 路高速 10 位 個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)串口、一組高速同步串行通信端口 ，片上集成 61以存儲(chǔ)更多的程序和運(yùn)算單片機(jī)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，讓單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。該系列單片機(jī)采用的是 高速同樣的時(shí)鐘頻率下，速度又比早期的 1T 系列單片機(jī)（ 20%。 在片上外設(shè)方面， 片機(jī)集成的多個(gè)串口、定時(shí)器，和 口，并且擁有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)更多的程序和運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)，并且集成的復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，不需要外部昂貴的電路。 在價(jià)格上， 經(jīng)過以上方案論證與市場調(diào)查， 15單片機(jī)相對于傳統(tǒng)的 52 單片機(jī)具有速度快（同樣晶振 頻率下快 10 倍左右），片上外設(shè)更加豐富，內(nèi)部畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 6頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 集成 52 單片機(jī)所需的外圍電路，并且擁有容量更大的存儲(chǔ)器，可以運(yùn)行更多功能的程序，在價(jià)格上， 3元至 10 元的價(jià)格更是可以與傳統(tǒng)的 52單片機(jī)媲美，本芯片抗干擾能力超強(qiáng)，綜上所述，本次設(shè)計(jì)選用功能強(qiáng)大，且價(jià)格低廉的 機(jī)驅(qū)動(dòng) 選型 方案一： 如圖 3298用 司原裝全新的 用 用高質(zhì)量鋁電解電容，使電路穩(wěn)定工作。可以直接驅(qū)動(dòng)兩路 3流電機(jī)，并提供了 5V 輸出接口（輸入最低只要 6V），可以給 5V 單片機(jī)電路系統(tǒng)供電（低紋波系數(shù)） ,支持 以方便的控制直流電機(jī)速度和方向，也可以控制 2 相步進(jìn)電機(jī)， 5線 4相步進(jìn)電機(jī)。 圖 3298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 7頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 方案二：程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊需要主控芯片發(fā)送脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，需要占用單片機(jī)的定時(shí)器資源或者是用延時(shí)，在不加操作系統(tǒng)，單線程運(yùn)行的話會(huì)影響到主控芯片對其他數(shù)據(jù)的處理，在現(xiàn)在的市場上有一種串行通信的程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，驅(qū)動(dòng)板本身集成微控制器，主控芯 片只需要對其發(fā)送指令，電機(jī)控制部分完全有驅(qū)動(dòng)板本身的微控制器處理和控制。 程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板主要有以下優(yōu)點(diǎn)：采用獨(dú)立的微控制器，減輕主控芯片的壓力，使其可以更專注于設(shè)計(jì)整體的控制；采用串行通信方式，方便控制；電機(jī)控制精確；在同樣的驅(qū)動(dòng)芯片情況下，實(shí)際有用輸出功率更大。 經(jīng)過以上幾種方案論證、開發(fā)難度比較，參考實(shí)際應(yīng)用效果，使用程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板具有比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)板開發(fā)難度低、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板更和適合本次設(shè)計(jì)。 綜合以上三點(diǎn)方案論證，本次設(shè)計(jì)采用 為數(shù)據(jù)傳輸媒介，以價(jià)格低廉、 性能優(yōu)異的 片機(jī)為主控芯片，程控電機(jī)驅(qū)動(dòng)板為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，配合攝像頭及舵機(jī)組、電源、液晶顯示屏、照明系統(tǒng)等部分設(shè)計(jì)完成火場探測小車，實(shí)現(xiàn)火場探測的功能。 統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)選型 塊選型和制作 現(xiàn)在市面上有很多類型的 信模塊，比如 是這些 如通信速率低、操作繁瑣、價(jià)格昂貴等等，本次設(shè)計(jì)并沒有選擇常見的 塊，而是采用路由器改裝方式制作 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 8頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 路由器本質(zhì)上是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)部有 配 信的射頻電路，組成我們常見的路由器，在這個(gè)硬件系統(tǒng)中也有軟件的支持，就是路由器的操作系統(tǒng)，在這個(gè)前提下，我決定采用改裝路由器的方式制作 改裝路由器的兩個(gè)主要步驟：改裝系統(tǒng)，改裝硬件。 （ 1）改裝系統(tǒng) 以被描述為一個(gè)嵌入式的 行版，（主流路由器固件主要有 類）而不是試圖建立一個(gè)單一的、靜 態(tài)的系統(tǒng)。 應(yīng)用程序供應(yīng)商提供的選擇和配置，并允許您自定義的設(shè)備，以適應(yīng)任何應(yīng)用程序。 對于開發(fā)人員， 使用框架來構(gòu)建應(yīng)用程序，而無需建立一個(gè)完整的固件來支持；對于用戶來說，這意味著其擁有完全定制的能力，可以用前所未有的方式使用該設(shè)備。 度自動(dòng)化的嵌入式 有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)組件和擴(kuò)展性，常常被用于工控設(shè)備、電話、小型機(jī)器人、智能家居、路由器以及 備中。 同時(shí)，它還提供了 100 多個(gè)已編譯好的軟 件，而且數(shù)量還在不斷增加，而 簡化了開發(fā)軟件的工序。 是一個(gè)從零開始編寫的、功能齊全的、容易修改的路由器操作系統(tǒng)。實(shí)際上，這意味著您能夠使用您想要的功能而不加進(jìn)其他的累贅，而支持這些功能工作的遠(yuǎn)比絕大多數(shù)發(fā)行版來得新。 綜上所述， 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 9頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 （ 2）改裝硬件 出于成本和 選擇了價(jià)格比較便宜的水星是這款路由器的 以需要更換路由器的 適應(yīng)運(yùn)行 改裝后路由器多了一個(gè) 攝像頭使用）、串口（和單片機(jī)通信）。 圖 3由器主板正面 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 10頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 圖 3由器主板背面 圖 3裝后的路由器 正面圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 11頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 3裝后的路由器側(cè)面 控芯片選型 3列單片機(jī)官方系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 12頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 片機(jī)特點(diǎn) 1. 主要特性 （ 1） 時(shí)鐘 /機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051； （ 2）工作頻率范圍： 0當(dāng)于普通 8051的 0 420 （ 3）用戶應(yīng)用程序空間 61K 字節(jié) （ 4）片上集成 2K 字節(jié) （ 5）通用 I/O 口 (38/40/44 個(gè) )，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉 (普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口 )，可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻，開漏，每個(gè) I/0 （ 6） 系統(tǒng)可編程 )/應(yīng)用可編程 )，無需專用編程器，無需專用仿真器 可通過串口 (接下載用戶程序； （ 7） （ 8）內(nèi)部集成 （ 9）外部掉電檢測電路 :在 有一個(gè)低壓門檻比較器， 5V 單片機(jī)為 （ 10）時(shí)鐘源：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器 (溫漂為 +/ +/內(nèi) )，用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 /時(shí)鐘 （ 11）共三個(gè) 16 位定時(shí)器：兩個(gè)與傳統(tǒng) 8051 兼容的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ,16 位定時(shí)器 一個(gè) 16位定時(shí)器 12） 2個(gè)時(shí)鐘輸出口：可由 溢出在 0輸出時(shí)鐘，可由溢出在 1輸出時(shí)鐘 ; （ 13）外部中斷 I/O 口 7 路：傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,并新增支持上升沿中斷的 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 13頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 （ 14） 路 )/編程計(jì)數(shù)器陣列 ,2路 ) （ 15） A/D 轉(zhuǎn)換： 10 位精度 8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá) 300K/S(每秒鐘 30 萬次 ) （ 16） 列有雙串口 2. 1 單片機(jī)的特點(diǎn) （ 1） 同樣晶振的情況下，速度是普通 51 的 812倍 （ 2） 有 8 路 10位 3） 多了一個(gè)定時(shí)器，帶 （ 4） 有 口 （ 5） 有 6） 多一個(gè)串口 （ 7） 可以定義，有四種狀態(tài) 機(jī)驅(qū)動(dòng)板 1. 驅(qū)動(dòng)板整體設(shè)計(jì)方案 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)共分為三個(gè)模塊：微控制器核心、 動(dòng)模塊和電源模塊。 （ 1） 單片機(jī)采用 （ 2） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片選用雙 298動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 3） 電源部分選擇 3串 12模塊為整個(gè)驅(qū)動(dòng)板提供電源。 2. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板主控芯片 驅(qū)動(dòng)板主要是為了要驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作和與其他模塊通信，所以要選擇一款方便設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)板的芯片，該芯片應(yīng)當(dāng)具備成本低、可靠性強(qiáng)、具有者定時(shí)器功能、具有一定的通信接口，在這個(gè)前提下我選擇了畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 14頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 款經(jīng)典的單片機(jī)，該單片機(jī)具有定時(shí)器及串口等我們需要的片上外設(shè)。 3. 司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用 15 腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W。內(nèi)含兩個(gè) H 橋 的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。 圖 3298N 實(shí)物圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 15頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 圖 3298N 應(yīng)用電路圖 4. 驅(qū)動(dòng)板電源設(shè)計(jì) (小車電源也由本部分提供） 電池： 鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、 使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池來自于偉大的發(fā)明家愛迪生，使用以下反應(yīng)：反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。 本次設(shè)計(jì)選用自制的鋰電池，采用三洋 芯配合鋰電池專用保護(hù)板組成三串 12V 鋰電池組，為整個(gè)系統(tǒng)提供電能。 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)： 由于本次設(shè)計(jì)中用到的模塊比較多，并且本次設(shè)計(jì)中用到了路由器，路由器是需要一個(gè)非 常穩(wěn)定的電壓才能正常工作，所以在供電和穩(wěn)壓電畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 16頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 路選型和設(shè)計(jì)上需要采用大電流、穩(wěn)壓性能好的穩(wěn)壓電路，本次設(shè)計(jì)中，我采用了美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 列是具有 3A 電流輸出能力的降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)含固定頻率振蕩器 (52基準(zhǔn)穩(wěn)壓器 (并具 有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。這正適合本次設(shè)計(jì)，所以本次設(shè)計(jì)采用 本次設(shè)計(jì)用到了 12V 電源和 5V 電源，由于鋰電池就是 12V 的，所以只需要一路 5體電路圖如圖 3示： 圖 3用電路 5. 作 本次設(shè)計(jì)采用 5 設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)板，由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作需要大電流，需要對布線進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訉?；電機(jī)驅(qū)動(dòng)板在工作的過程中畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 17頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 會(huì)有高電壓產(chǎn)生，所以應(yīng)該注意保護(hù)電路；由于驅(qū)動(dòng)板需要與主控芯片進(jìn)行通信，所以在通信部分線路布線的時(shí)候應(yīng)該注意數(shù)據(jù)線之間的干擾。 計(jì)過程： 像頭及舵機(jī)組 1. 像頭 本次設(shè)計(jì)視頻采集部分采用 中兩根是用來傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另外兩根線為電源線，通信速率可以達(dá)到 12以更加快速的傳輸視頻，并且驅(qū)動(dòng)程序比較成熟，對本次設(shè)計(jì)中的視頻采集十分有利。 2. 舵機(jī)組 舵機(jī)內(nèi)部采用直流減速電機(jī)，依據(jù)物理學(xué)原理，具有減速齒輪的電機(jī)更有力量，且可以精確的控制轉(zhuǎn)角，對于組成可以帶動(dòng)攝像頭在空間內(nèi)定向的活動(dòng)十分方便。所以本次設(shè)計(jì)采用舵機(jī)構(gòu)成多機(jī)組舵機(jī)為求轉(zhuǎn)速快、耗電小，于是將細(xì)銅線纏繞成極薄的中空圓柱體，形成一個(gè)重量極輕的無極中空轉(zhuǎn)子，并將磁鐵置於圓柱體內(nèi)，這就是無核心馬達(dá)。 規(guī)劃電路板 板層設(shè)置 手工調(diào)整布 線 自動(dòng)布線 規(guī)則設(shè)置 增加安裝孔 手工調(diào)整 元件布局 載入網(wǎng)絡(luò)表和元件 載入元件庫 繪制邊界 參數(shù)設(shè)置 創(chuàng)建 檔 設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 18頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 在火災(zāi)現(xiàn)場，攝像頭應(yīng)該能觀察到各個(gè)方向，所以設(shè)計(jì)小車的時(shí)候應(yīng)該讓攝像頭可以向空間任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以本次設(shè)計(jì)采用兩個(gè)舵機(jī)組成可以在水平方向和垂直方向活動(dòng)的舵機(jī)組。 晶顯示屏 現(xiàn)在市場上有很多液晶 模塊， 常用的液晶，主要有以下特點(diǎn)：具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體、中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) 符集 令簡單，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。應(yīng)用于本次設(shè)計(jì)比較適合。 明系統(tǒng) 由于小車工作在惡劣條件下，可能沒有光照，所以在小車上安裝了，在沒有光照的情況下或者是光照強(qiáng)度較弱的情況下可以幫助攝像頭采集火災(zāi)現(xiàn)場的圖像。 照明的器件選用 光燈， 度高，功耗低，適合完成在惡劣環(huán)境下工作：控制 用繼電器，這樣做的目的是為了給 供一個(gè)較大的電流。 感器選型 由于火場環(huán)境復(fù)雜多變，所以需要實(shí)時(shí)了解火場的環(huán)境的各種參數(shù)，比如溫度、火焰強(qiáng)度、煙霧濃度等等，這樣可以給人們提供一個(gè)參考，更快的撲滅火災(zāi)，最大程度上保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。 溫度傳感器采用數(shù)字溫 度傳感器 焰?zhèn)鞲衅鞑捎枚嗷鹧娌ㄩL敏感的光電三極管，煙霧傳感器采用 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 19頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 4 軟件部分 序設(shè)計(jì) 思路 如果說硬件是人的軀體，那么軟件就是這個(gè)人的靈魂，沒有軟件驅(qū)動(dòng)的硬件，是不能工作的。本次設(shè)計(jì) 采用 C 語言來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)， C 語言有功能豐富的庫函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。 本次設(shè)計(jì)用到的模塊比較多，對單片機(jī)的資源整合和利用有一個(gè)不小的難度。在編程方面采用模塊化編程，這樣可以使程序各個(gè)模塊分開進(jìn)行調(diào)試，讓程序更加直觀明了；在單片機(jī)的資源利用上，充分整合單片機(jī)資源，利用中斷、定時(shí)器等等降低 負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的效率，降低代碼的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的可靠性。 在程序的編寫中，首先編寫了電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的固件程序，編寫固件的時(shí)候，利用的定時(shí)器使單片機(jī)能輸出指定占空比的方波信號(hào)，用以調(diào)整電機(jī)的速度，通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的首發(fā)；然后編寫了主控芯片的程序，主控芯片是負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個(gè)模塊工作的重中之重，所 以對其編寫的程序要考慮時(shí)效性和可靠性，第一步先編寫和驅(qū)動(dòng)板通信的驅(qū)動(dòng)程序和驅(qū)動(dòng)板固件庫程序，這樣可以優(yōu)先對控制電機(jī)，提高系統(tǒng)的可靠性，在此基礎(chǔ)上編寫與 通信程序，在編寫這部分程序的時(shí)候，需要編寫一個(gè)完整的打包和拆包的協(xié)議，因?yàn)?送和接收數(shù)據(jù)都是以包的形式發(fā)送和接收的，最后編寫傳感器和其他模塊的驅(qū)動(dòng)程序，通過使用定時(shí)器、外部中斷等，將各部分程序以較高的時(shí)效性和可靠性整合在一起，完成整個(gè)小車程序的編寫。 程序先對各個(gè)模塊初始化，比如 時(shí)器和串口等 ，對其初始化完畢之后，不斷采集傳感器數(shù)據(jù)通過 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 20頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 發(fā)送到 ，同時(shí)等待 發(fā)送來的指令，如果接收到指令，就對指令進(jìn)行分許，最終得到指令要實(shí)現(xiàn)的功能并通過一定的代碼實(shí)現(xiàn)其功能，就這樣實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)。 序設(shè)計(jì)框圖 開始 傳感器數(shù)據(jù)采集、發(fā)送 處理數(shù)據(jù) 液晶屏初始化 等待 動(dòng)完成 串口初始化 定時(shí)器初始化 顯示初始化 結(jié)束 是否接收到 是 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 21頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)基于 過反復(fù)調(diào)試，反復(fù)改動(dòng)，最后能夠按照設(shè)計(jì)任務(wù)中的要求實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，從查資料、整理資料、到電路的設(shè)計(jì)以及電路的調(diào)試，都通過了方案優(yōu)缺點(diǎn)的比較，從而確定最后的設(shè)計(jì)方案。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要以 現(xiàn)了對各個(gè)模塊信號(hào)的采集和控制，包括 控電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，傳感器等。本設(shè)計(jì)從總體上說，設(shè)計(jì)要求基本達(dá)到，能夠通過 遙控、能采集視頻數(shù)據(jù)、能采集環(huán)境參數(shù)并回傳給 ，但是在細(xì)節(jié)上仍然不夠。 本次設(shè)計(jì)還讓我有了很多的體會(huì)，就是 凡事動(dòng)手，不懂就要查，再不懂就問人，這樣就一定能弄懂，世上無難事只怕有心人。在制作作品后期，遇到了很多問題，這些問題，通過與導(dǎo)師同學(xué)的交流，大部分都解決完了，而且還使得我明白了我最初設(shè)計(jì)時(shí)的很多不足之處。相信在今后的設(shè)計(jì)中，一定會(huì)在設(shè)計(jì)時(shí)，想得更好更完善。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 22頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 參考文獻(xiàn) 1袁濤 華大學(xué)出版社 2牟琦 清華大學(xué)出版社 3溫冬嬋 . 匯編語言程序設(shè)計(jì) 2014 4馬忠梅 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 20135楊幫文 . 新型繼電器實(shí)用手冊 2012 6 王長濤 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 人民郵電出版社 7李剛 北京 :電子工業(yè)出版社 8聶輝海 電子工業(yè)出版社 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 第 23頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，通過這么長一段時(shí)間的，看書、查資料、整理資料，使我對自己的畢設(shè)課題，有了更 加清楚的認(rèn)識(shí)和思路。通過查資料以及對所學(xué)知識(shí)的在整合、應(yīng)用，我最終順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，遇到了很多困難，也了解到由于自己