咱们制造的轨道传感器外形如下:
3.1 硬件规划
3.1.1 采样器规划
为了便于精确的判别出轨道的状况,考虑用4个光电采样器对轨道进行采样,4个采样器的安置如下:
图中1、2号采样器担任检测是否脱离轨道,3、4号采样器担任检测轨道的穿插。这样安置的要求是:
- 1、2号采样器距离小于轨道宽度,一起要平行;
- 3、4号采样器距离要大于线宽1.5 – 2 倍,也要平行;
- 一起,前后两组的采样平行线距离要小于轨道宽度。
由于采样器首要意图是监测轨道,所以在采样电路上作了一些处理,以减小环境光的搅扰。
采样器的电路如下:
采样器解剖图:
采样器外形:
3.1.2 CPU的挑选
依据规划方针,一起为了简化体系的硬件,缩小体积,便于封装在LEGO积木块中,选用了PHILIP的LPC917 单片机作为处理芯片。
LPC917 具有:
- 4路AD输入;
- 2路PWM输出;
- 256字节RAM;
- 2K字节FALSH ROM,支撑ICP,更新程序非常便利;
- FLASH ROM还支撑IAP,能够作为备份数据存储;
- 内置上电复位、RC振荡器,可完结零外部器材作业;
- 2周期高速51内核,弥补了本来51系列单片机慢的缺点;
- 16脚小体积封装,只要5 X 6 mm ,便于缩小PCB。
之所以挑选LPC900 系列单片机,首要是由于它是51系列单片机,51系列在国内是一个最遍及的单片机种类,触及51的资源最为丰厚,选用51系列为运用者二次开发供给了便利。
其次是LPC900系列速度快,是本来规范51的6倍。
第三是LPC900系列均支撑ICP方法编程,而运用USB的ICP下载线本钱不高,零售价只要120元,这关于寻求小体积而不得不运用表贴器材的用户来说,应该是个不错的挑选。%&&&&&%P方法相关于IAP更牢靠一些。
程序下载示意图:
第四便是LPC900系列的种类比较完全,关于单一功用性的运用均能够找到适宜的标准,咱们所选的917便是看中了其4路AD输入和2路PWM输出。
3.1.3 电路规划
由于RCX输进口的电源负载才能有限,为防止不牢靠,轨道传感器自供电,一方面减少了不确定要素,另一方面能够运用RCX的通用输入形式,添加输入的分辨率,RCX的通用输入数值规模为 0 – 1024 (10位AD)。
为了减小体积,采用了升压电路,将一节7号电池的电压升高到5V,作为传感器的电源。
一切的功用均由LPC917 完结,运用其4路AD输入将采样器的信号转换为数字值,经内部软件处理后,依据成果用PWM方法转换为模拟量输出给RCX。
由于体系的牢靠性、速度要求不高,所以运用了LPC917的内部复位电路和内部的RC振荡器,作业频率为7.3MHz。CPU作业无外部器材。