智能小车吸尘器.doc

- z. 智 能 吸 尘 器 报 告 2011级民生自动化 赵召龙 **：1103643031 智能吸尘器 智能全自动吸尘器初步实现了无人情况下的自主工作方式。它自带电源，利用了超声波测距的原理，通过向前进方向发射超声波脉冲，并接收相应的返回声波脉冲，对墙壁等进展判断；通过以单片机为核心的控制器实现对超声发射和接收的选通控制，并在处理返回脉冲信号的根底上加以判断，选定相应的控制策略； 该智能吸尘器利用了超声波测距的原理，通过向前进方向发射超声波脉冲，并接收相应的返回声波脉冲，对障碍物进展判断；通过以单片机为核心的控制器实现对超声发射和接收的选通控制，并在处理返回脉冲信号的根底上加以判断，选定相应的控制策略；通过驱动器驱动两步进电机，带动驱动轮，从而实现避障功能与此同时，由其自身携带的小型吸尘部件，对经过的地面进展必要的吸尘清扫。整个吸尘器原理上可以分为五个主要局部：传感器局部、控制器局部、驱动局部、吸尘局部和电源局部。我在本次工程工程中主要负责的是控制器局部、电机驱动局部和电源局部 我们使用了单片机51芯片、最小系统、驱动、两个电机、吸尘部件等。 对于电机，我们用的是步进电机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停顿的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。步进电机在构造上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进展高精度控制。当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该矢量场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而到达准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差的特点，广泛应用于各种开环控制。在程序的编制中，要特别注意步进电机在换向时的处理。为使步进电机在换向时能平滑过渡，不至于产生错步，应在每一步中设置标志位。其中20H单元的各位为步进电机正转标志位;21H单元各位为反转标志位。在正转时，不仅给正转标志位赋值，也同时给反转标志位赋值;在反转时也如此。这样，当步进电机换向时，就可以上一次的位置作为起点反向运动，防止了电机换向时产生错步。 因此，控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角，称为一步。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，在供应连续脉冲时，就能一步一步地连续转动，从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数一样，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。在非超载的情况下，电机的转速、停顿的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差，精度高，步进电动机可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制等，这是步进电动机最突出的优点。 正是由于步进电机具有突出的优点，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的开展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。比方在数控系统中就得到广泛的应用。目前世界各国都在大力开展数控技术，我国的数控系统也取得了很大的开展，我国已经能够自行研制开发适合我国数控机床开展需要的各种档次的数控系统。优点明显的步进电机被广泛应用在电子计算机的许多外围设备中。 当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度〔称为“步距角〞〕，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而到达准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其精度高等特点，广泛应用于各种工业控制系统中。采用单片机来控制步进电机，实现了软件与硬件相结合的控制方法。用软件代替环形分配器，到达了对步进电机的最正确控制。系统中采用单片机接口线直接去控制步进电机各相驱动线路。由于单片机的强大功能，还可设计大量的外围电路，键盘作为一个外部中断源，设置了步进电机正转、反转、档次、停顿等功能，采用中断和查询相结合的方法来调用中断效劳程序，完成对步进电机的最正确控制，显示器及时显示正转、反转