单轴双轮自平筏代步车的研究与设计Ｊ．６＂．Ｚｈａｎｇ２００９的应用。ＭＭＡ７２６０的引脚配置如表３．２所示。表３．２姗Ａ７２６０引脚功能描述引脚序号符号功能描述１ｇ－Ｓｅｌｅｃｔｌ输入逻辑电平，选择灵敏度的级别２ｇ－Ｓｅｌｅｃｔ２输入逻辑电平，选择灵敏度的级别３ＶＤＤ电源输入４ＶＳＳ电源地５．１１ＮＣ悬空１２ＳｌｅｅｐＭｏｄｅ休眠模式１３ＺＯＵＴＺ方向输出电压１４ＹＯＵＴＹ方向输出电压１５ＸｏⅥＸ方向输出电压１６ＮＣ悬空ＭＭＡ７２６０有四种可选加速度范围，分别对应不同的灵敏度，以适应不同的应用环境和系统要求，功能选择方法见表３．３所示。表３．３灵敏度选择功能表ｇ—Ｓｅｌｅｃｔ２ｇ—Ｓｅｌｅｃｔｌ量程灵敏度０Ｏ１．５９８００ｍＶ／ｇ０１２９６００ｍＶ／ｇ１０４９３００ｍＶ／ｇ１１６９２００ｍＶ／ｇ３．４．２加速度计应用电路加速度计工作电压为２．２Ｖ－３．６Ｖ，采用ＬＭＩＩＩＴ＝＂端稳压器，将５Ｖ电压变为３．３Ｖ稳定电压为其供电。单轴双轮自平囊代步车的研究与设计Ｊ．ＣＺｈ彻ｇ２００９‰牟冀…之牟二Ｔ珊１ｊＦ珊Ｔ＝＝１Ｉ图３．１１３．３Ｖ稳压电路灵敏度选择采用双跳线，可任意选择４种灵敏度；加速度计输出经过一个１Ｋ电阻和Ｏ．耻Ｆ电容的ＲＣ滤波电路减小噪声。＋３３ｖｊｒ图３．１２加速度计ｍＩＡ７２６０应用电路３．５控制器３．５．１ＡＶＲＡＴｍｅｇａｌ６Ｌ单片机简介１９９７年，ＡＴＭＥＬ挪威设计中心的Ａ先生与Ｖ先生出于市场考虑，充分发挥起Ｆｌａｓｈ技术优势，推出全新的精简指令集（ＲＩＳＣ）单片机，简称ＡＶＲ［４７１。几年来ＡＶＲ单片机已形成系列，其ＡＴｔｉｎｙ、ＡＴ９０与ＡＴｍｅｇａ分布对应低、中、高档产品。本设计中采用的ＡＶＲＡＴｍｅｇａｌ６Ｌ单片机是一款高性能、低功耗的８位ＲＩＳＣ结构单片机，主要资源如下：１）支持ＪＴＡＧ端口仿真和编程；２）３２个ＩＯＮ，８通道１０位ＡＤ转换器；３）１６ＫＳ字：节的ＦＬＡＳＨ存贮器，１ｌ泞节的ＳＲＡＭ，３２个通用寄存器，５１２字节的ＥＥＰＲＯＭ存贮器；单轴双轮自平筏代步车的研究ｓ设ｐ－Ｊ．Ｃ．Ｚｈａｎｇ２００９４）２卟中断源，每个中断有独立的中断向量入口地址；５）２个８位定时／计数器，１个１６位定时／计数器，有四个通道的ＰＷＭ；６）硬件ＵＳＡＲＴ、ＳＰＩ和基于字节处理的１２Ｃ接口；７）ＡＴｍｅｇａｌ６ＬＩ作电压２．７Ｖ－５．５Ｖ，工作频率０－８ＭＩ－Ｉｚ。ＡＶＲＡＴｍｅｇａｌ６ｌ＿，单片机作为嵌入式高效微控制器，无需额外的程序存储器、数据存储器、ＰＷＭ控制专用芯片，大大简化了系统的硬件，其内部看门狗电路及相应指令控制提高了系统的可靠性和安全性，因此本设计中的控制器和无刷电机驱动器均采用ＡＴｍｅｇａｌ６Ｌｆｌ］０作。ＡＴｍｅｇａｌ６１．具有２个８位定时／计数器，１个１６位定时／计数器，带捕捉、比较功能，有四个通道的ＰＷＭ，本设计中主要用到１６位定时器／计数器。１６位的定时器／计数器可以实现精确的程序定时（事件管理）、波形产生和信号测量。其主要特点如下：１）真正的１６位设计（即允许１６位的ＰｗＭ）；２）２个独立的输出比较单元；３）双缓冲的输出比较寄存器；４）一个输入捕捉单元；５）输入捕捉噪声抑制器；６）比较匹配发生时清除寄存器（自动重载）；７）无干扰脉冲，相位正确的ＰｗＭ；８）可变的ＰＷＭ周期；９）频率发生器；１０）外部事件计数器；１１）４个独立的中断源。通用同步和异步串行接收器和转发器ｆＯＳＡＲＴ）是一个高度灵活的串行通讯设备。主要特点为：１）全双工操作（独立的串行接收和发送寄存器）：２）主机或从机提供时钟的同步操作；３）高精度的波特率发生器；４）支持５、６、７、８或９个数据位和１个或２个停止位；单轴双轮自平餐代步车豹研究ｓ设计Ｊ．Ｃ．Ｚｈａｎｇ２００９５）硬件支持的奇偶校验操作、数据过速检测、帧错误检测；６）噪声滤波，包括错误的起始位检测，以及数字低通滤波器；７）三个独立中断：发送结束中断，发送数据寄存器空中断，及接收结束中断；８）多处理器通讯模式；９）倍速异步通讯模式。３．５．２ＲＳ４８５通信由于ＲＳ２３２接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：１）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与’１１工电平不兼容故需使用电平转换电路方能与Ｔ】亿电路连接；２）传输速率较低，在异步传输时，波特率为２０Ｋｂｐｓ；３）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱；４）传输距离有限，最大传输距离，５辞米左右。针对ＲＳ２３２的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，ＲＳ４８５就是其中之一，它具有以下特点：１）ＲＳ４８５的电气特性：逻辑“１一以两线间的电压差为＋（０．２．６＞Ｖ表示；逻辑“０’’以两线间的电压差为（０．２．６）Ｖ表示。接口信号电平比ＲＳ２３２降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与ＴＴＬ电平兼容，可方便与，ｒ］吼电路连接；２）ＲＳ４８５的数据最高传输速率为１０Ｍｂｐｓ；３）ＲＳ４８５接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好；４）ＲＳ４８５最大的通信距离约为１２１９ｍ，最大传输速率为１０Ｍｂ／Ｓ，传输速率与传输距离成反比，在１００Ｋｂ／Ｓ的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加４８５中继器。ＲＳ４８５总线一般最大支持３２个节点，如果使用特制的ＲＳ４８５芯片，可以达到１２８个或者２５６个节点，最大的可以支持到４００个节点。单轴双轮自平钠代步车的研究ｓ设ｉ－ｌ－Ｊ．Ｃ．Ｚｈａｎｇ２００９因ＲＳ４８５接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。由ＲＳ４８５接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以ＲＳ４８５接口均采用屏蔽双绞线传输。在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用ＲＳ４８５串行总线标准。ＲＳ４８５采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加之总线收发器具有高灵敏度，能检测低至２００ｍＶ的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。ＲＳ４８５采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。ＲＳ４８５用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用ＲＳ４８５可以联网构成分布式系统，其允许最多并联３２台驱动器和３２台接收器。但ＲＳ２３２、ＲＳ４８５只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序。在ＲＳ２３２或ＲＳ４８５设备联成的设备网中，如果设备数量超过２台，就必须使用ＲＳ４８５做通讯介质，ＲＳ４８５网的设备间要想互通信息只有通过搿主（Ｍａｓｔｅｒ）＂设备中转才能实现，这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是从（Ｓｌａｖｅ）设备。ＳＰ４８１、ＳＰ４８３和ＳＰ４８５是美国知名半导体制造商Ｓｉｐｅｘ公司基于差分信号传输原理的ＲＳ４８５／４２２通信专用芯片。该系列为半双工收发器，性能完全满足ＲＳ４８５和ＲＳ４２２规范。它们的ＢｉＣＭＯＳ设计可实现低功耗操作，但不影响其它特性。ＳＰ４８１和ＳＰ４８５满足ＲＳ４８５和ＲＳ４２２规范，数据传输速率高达５Ｍｂｐｓ。另外，ＳＰ４８１、ＳＰ４８３含有低功耗关断模式。ＳＰ４８３通过限制内部的电压变化速度来降低ＥＭＩ，它满足ＲＳ４８５和ＲＳ４２２规范，数据传输速率高达２５０ｋｂｐｓｌ２６１。表３．４ＳＰ４８５Ｒ芯片引脚描述引脚序号１２３４５符号ＲＯ功能接收器输出／ＲＥＤＥ１）ＩＧＮＤ接收器输出使能发送器输出使能发送器输入地３１
单轴双轮自平衡代步车的研究与设计 - 图文
