半自动化机械手臂.docx

2.1.2作品设计原理图动力部分电路图说明：舵机需要5伏电压，舵机电路板需要12伏电压，蓝牙模块需要3.3伏电压。因此设计的电路板要满足以上要求，设计的电路图的如上图所示。电源是12伏动力电池，这样的电池能够使得输出电流更加稳定，性能更加完美，电路主线路中有一防反接的二极管，这样即使因为不小心电源接反，也没有烧坏芯片的危险，更加安全；主线路上有一二极管，此二极管就是电源指示，同时也能判断电池电量是否充足，避免电池过放，对电池造成伤害;接下来主线路接有一个LM2596的芯片，此芯片是一个能将12伏电压转化为5伏的芯片，此芯片有很好的输出性能，最大可输出3A的电流，这样能够为更多的舵机提供电压使其稳定工作，此芯片配合合适的接法，还能够输出稳定的电压，图中的接法就能满足这种要求，正是这样的芯片和合适的接法，使得舵机能够稳定有效长期的工作;接下来输出5伏的线路上接有一个ASM1117的芯片，此芯片的主要功能是将5伏的电压转化为3.3伏的电压，此芯片同样具有良好的性能，稳定输出3.3伏自然不在话下，这样能够使得蓝牙工作更加稳定，这是保证数据传输的前提，其次3.3伏的主线路上接有一个保险丝，此保险丝主要是保证蓝牙不会因为某些原因电流过大而烧坏，简单来说，就是具有限流的功能，我们采用的可更换的保险管插座形式，这样即使保险丝因为某些原因而烧断，也可以更换而继续使用，更加方便；电路板的另一特色是电源插头多元化，我们采用两种电源接口，这样能适用更多的电源，使的以后使用更加方便的使用；以上几部分是电源部分的主要组成部分，电路板还有一些必不可少的部件，六口的插口是蓝牙与此电路板连接的通道，两个两口插口分别是5伏电源和12伏电源的接口，以上就是电源部分的基本情况。信息采集及处理部分电路图说明： 信息采集我们用的是利用电阻条的变化值转化成电压的变化，然后用ADC0809采集电压，最后将采集到的数据送给单片机处理，这就是我们的基本思路。首先如何将电阻的变化转化为电压的变化，我们经过讨论后采用图中的方式，将可变电阻与与一固定电阻串联，根据电阻电压电流的关系很容易将电阻的变化转化为电压的变化，去电源负极为参考零点电压，取可变电阻与固定电阻之间任一点为采集点，这样就将电阻的变化转化为电压的变化。如何将采集出来的电压“变”为单片机能够识别的信号？我们首先想到的是使用AD，ＡＤ能够实现模拟信号转换为数字信号，我们决定采用ＡＤＣ０８０９芯片，ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。此芯片由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。芯片的基本情况就是这样。信息采集出来的八根线分别接ＡＤＣ０８０９的 IN0-IN7－8位模拟量输入引脚。接下来就是ＡＤＣ０８０９与外设和单片机的接线，首先要能是芯片工作就需要５伏的电源，即所谓的ＡＤＣ０８０９的引脚VCＣ接+5V工作电压，ＧＮＤ接负极 。 GND：地。ＡＤＣ０８０９的ＡＢＣ分别接单片机的Ｐ０＾０，ｐ０＾１，ｐ０＾２，是取地址，所谓的取地址，就是选择要转换的通道，ＡＬＥ接单片机的ＣＬＫ，这样才能进行地址锁存，只有单片机给出信号，才能对地址进行锁存，为后续的转换做好准备。ＡＬＥ与ＳＴ相连，这样只要开始转换，就同时对地址进行锁存。ＶＲＥＦ＋就是所谓的参考高电平，接电源正极，ＶＲＥＦ－接电源负极。ＡＤＣ０８０９的Ｄ０－Ｄ７是数据输出口接单片机的对应接口，软件部分已给出。电路的单片机部分电路应用典型的单片机接法，对应口接上拉电阻，对应口就晶振，单片机能工作的最小系统，此处不再赘述。需要说明的是，单片机的ＴＸ，ＲＸ分别外接出来，这样方便蓝牙的连接和程序的烧录，此电路图还有一个５伏转３.３伏的模块，同样我们还是采用ＡＳＭ１１１７，此芯片的优点，已经在上边说明，此处不再赘述。此电路图还有电源指示的二极管，这样不仅能够很明确的看出是否电源接通，而且还能防止电源反接，致使芯片烧坏，可谓一举两得，同时还节约啦材料，减小啦板子的尺寸等优点。以上是信息采集和处理部分的电路图的主要内容。