[计划]模拟赛场显示系统,Atmega16,ST188,直流电机,液晶12864,无线模块 2

[计划]模拟赛场显示系统,Atmega16,ST188,直流电机,液晶12864,无线模块 2 模拟赛场显示系统(E题)设计报告 1. 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计与论证 1.1独立模块方案设计 1.1.1直流电机速度采集部分 方案一:制作一个圆纸板，模拟自行车的车轮，至少要在圆纸板上均匀的钻50个孔,才能使测速误差小于2%，然后使用光耦开关H2210检测圆纸板的转速。这种 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 虽灵敏度高，但是要在一定大小的圆纸板上均匀的钻上50个孔，很难操作。 方案二:用excel制作一个如上图所示的黑白相间的圆纸板，然后使用ST188红外发射接收传感器测量自行车的转速。这种方案简单易行，同时能达到较高精度。 综合考虑上述两个方案，我们决定采用方案二。 1.1.2直流电机的驱动 单片机I/O口输出电流较小，不能直接驱动直流电机，必须采用器件提高驱动能力。 方案一:采用ULN2003a驱动，达林顿管能提高驱动能力。 方案二:采用L298驱动。 方案三:采用三极管驱动。三极管具有电流放大能力，用三极管驱动简单易行，PCB布局简便。 上述三种方案都能实现驱动直流电机的目的，三极管较L298和ULN2003a价格低廉，驱动电路简单，PCB布局方便。因此，我们才用三极管来驱动直流电机。 1.1.3显示屏的选择 模拟赛场显示系统需要将赛车的速度，名次，里程，赛程时间显示在大屏幕上。可供选择的大屏幕包括LED点阵屏，液晶模块12864。 方案一:使用LED点阵屏显示赛车的各种参数。点阵屏耗电低，数据显示醒目。电路设计复杂，占用较多I/O口。 方案二:使用液晶模块LCD 12864，屏幕大，能显示较多参数，电路简单，便于操作。 综上所述，我们选择LCD 12864。 1.2总设计方案及框图 我们用直流电机模拟比赛的自行车，用ST188红外发射接收传感器检测直流电机的转速，将转速传入Atmega16单片机，经过适当的程序编写，能够计算自行车的实时速度，名次，累计里程，赛程时间，单片机向无线发射模块传输数据，无线接收模块从发射模块处接得数据，将其显示到大屏幕上。此外，可以通过按键实现直流电机任意转速设置和其他调节功能。 液晶12864 直流电机 ST188红外发单片机单片机按键 Atmega16 Atmega16 射接收传感器 无线发射模块 无线接收模块 2.电路设计 2.1单元电路设计 2(1(1红外测速 因为黑线对光的吸收比较强，红外发射管对准黑线时，红外线大部分被吸收，接收管反向接入电路，因为接收不到红外线，电路呈截止状态，PD2和PB2产生标准高电平给单片机。当红外发射管对准板面时，红外线经过反射使接收管导通，PD2和PB2产生标准低电平给单片机。当圆纸板转动时，ST188红外发射接收传感器将变化的高低电平传给单片机外部中断口PD2和PB2，通过程序设计便能实现测速。 图1 2(1(2液晶LCD_12864显示 此电路由12864液晶和滑动变阻器R9组成，通过调节滑动变阻器R9可以调节液晶背光。液晶LCD_12864用于显示实时速度，名次，累计里程，赛程时间。PD6,PC1,PC0做液晶的控制口，PORTA做液晶的数据口。 图2 2(1(3直流电机驱动 我们用两个直流电机来模拟两辆自行车。单片机的I/O口电流较小，不能驱动直流电机，因此，我们采用三极管驱动，三极管驱动简单易行，PD4,PD5为单片机PWM波输出口，通过调节PWM占空比可以调节直流电机转速。 图3 2(1(4按键 我们采用四个独立按键，对直流电机做简单的控制，具有转速任意设置和调节功能，S1,S2分别可以实现自行车2加速，减速;S3,S4分别可以实现自行车1减速，加速。 图4 2(1(5无线发射/接收模块 无线发射模块由发射模块和LM117组成，负责将实时速度，名次，累计里程，赛程时间远传给接收模块显示在大屏幕上。 无线接收模块由接收模块和LM117组成，负责从发射模块接收实时速度，名次，累计里程，赛程时间显示在大屏幕上。 LM1117将5V转化成3.3V，给无线模块(24L01) 提供电源。 图5 2.2总的电路设计 发射模块 接收模块 图6 3.测试方法与结果 3.1测试仪器:万用表、示波器。 3.2测试方法与结果:首先将做好的电路板做短路测试，然后分各个模块测试，包括红外测速，液晶屏LCD_12864，直流电机驱动，按键，无线发射模块，无线接收模块，然后整机调试。 3(2(1红外发射接收器调试 将ST188红外发射接收传感器连接好，将ST188分别对准黑区和白区，用万用表测试PB2和PD2的电平，若对准黑区，是高电平;对准白区，是低电平，则ST188红外发射接收传感器能检测到黑白区。 3(2(2液晶LCD_12864调试 用万用表按照原理图确认液晶LCD_12864连接正确以后，往液晶里面写一串字符，同时通过滑动变阻器R9调节背光，能显示我们预先设置的字符，则说明液晶LCD_12864能正常使用。 3(2(3直流电机调试 通过PD4，PD5向直流电机驱动电路输出我们预先设置好的PWM波，电机能够转动，并且能够按照PWM波占空比的增加减少相应地加速减速。 3(2(4按键 编写独立按键扫描程序，将4个按键分别编码为1,2,3,4，按下按键，在液晶屏上显示相应的数字，则说明独立按键能正常使用。 5无线发射/接收模块 3(2( 编写无线模块程序，发射模块向接收模块发射一串字符，接收模块将字符显示在液晶屏上，若能显示，则无线发射/接收模块正常。 3(2(6整机调试: (1)基础部分: 刚开始时将单片机，电机，红外发射接收器，按键，液晶LCD_12864做在一块电路板上，测得直流电机速度，将电机转速，累计里程显示在液晶屏上，并且能任意设置电机转速和一些别的调节功能。 (2)发挥部分: 将发射部分和接收部分分成两个模块，分别制一块电路板，两个模块测试完毕后，编写程序，通过无线模块除了能实现电机转速，累计里程显示外，还能显示名次，速度，里程，赛程时间。 4.结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 在液晶屏上能同时显示两辆赛车的实时速度，名次，赛程时间，累计里程，通过按键S1,S2,S3,S4可以调节两辆赛车的速度。 开始 程 初始化 序 流 输出PWM驱动输出PWM驱动 直流电机1转动 直流电机2转动 程 ST188测速 ST188测速 图 Atmega16 (测速块) Y 自行车2按键S1 加速 无线模块 N (发射)24L01 按键扫描 无线模块 (接收)24L01 Y 自行车2按键S2 减速 Atmega16 N (显示块) 按键扫描 LCD_12864 Y 自行车1 按键S3 减速 N 按键扫描 Y 自行车1按键S4 加速 N 按键扫描 5(元器件统计 器件名 个数 作用 LM1117 2 为无线发射/接收模块提供3.3V电源 Atmega16 2 主芯片，负责控制发射模块，接收模块 无线发射/2 将测得的数据进行无线传输 接收模块 红外发射接2 用于测电机转速 收传感器 ST188 直流电机 2 用于模拟比赛的自行车 LCD_12864 1 显示自行车的各种参数 三极管 2 提高单片机驱动能力，用于驱动直流电机 按键 4 用于调节自行车转速，及其他调节功能 其它元件 若干 电路连接必需 6(参考文献: 文献名称 作者 出版社 《电子线路》第四版 梁明理著 高等教育出版社 《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实马潮著 北京航空航天大 践》 学出版社 《新型常用集成电路速查手册》 赵文博著 人民邮电出版社 《AVR单片机应用设计》 李长林著 电子工业出版社 《传感器应用技巧141例》 松井邦彦著 科学出版社