带有机械臂功能的智能小车
引言
目录
引言 1
一 设计的要求及目的 1
（一）设计要求 1
（二）设计目的 1
二 Arduino的概述 2
（一）Arduino平台的特点 2
（二）Arduino的硬件结构 2
三 系统设计 5
（一）电源电路 5
（二）复位电路 6
（三）蓝牙串口电路 7
（四）电机驱动电路 8
（五）舵机的工作原理 10
（六）舵机供电电路 11
（七）蜂鸣器电路 12
（八）系统全部硬件电路模块 13
四 程序设计 14
五 软件仿真 15
六 实物安装调试 19
结语 21
参考文献 22
致谢 23
附录1 24
附录2 33
引言
机械臂，这是目前很多国家重点研究的方向，在日本，制造商Prodrone推出了一款机械臂的无人机。在美国，哈佛大学生物创新工程研究所Wyss和John A. Paulson工程与应用科学学院（SEAS）的Robert Wood团队研究出了目前移动速度最快、精度最高的机械臂。在中国，机械臂产业也在快速的发展。本系统智能小车部分采用Arduino MEGA328芯片作为智能小车的主控芯片，选用L293D芯片作为电机驱动模块，采用串口蓝牙作为无线通讯模块，将模块装载到四轮驱动机器车上，通过L293D芯片驱动直流电机带动小车行进和通过舵机带动机械臂的运行。
一 设计的要求及目的
设计要求
1、小车电机驱动模块选用L293D芯片；
2、机械臂要有适当的运动速度，惯性要尽可能小；
3、机械臂动作要灵活；
4、位置精度高；
5、工艺性好，便于维修调整；
6、舵机需要单独供电
（二）设计目的与意义
本设计是利用手机蓝牙串口通讯的原理通过Arduino驱动直流电机达到小车的各种实时控制，例如小车向前行驶、向后倒退以及向左右 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
两个方向转弯等，以及通过舵机控制机械臂的运行。这设计可以代替人类从事一些危险行业，改善我们的工作环境以及提高我们的劳动生产率，从而造福社会。
二 Arduino的概述
Arduino平台的特点
(1）应用范围广
Arduino IDE可以在很多操作系统上应用，例如美国微软公司的Windows操作系统、IBM公司的macOS High Sierra操作系统和苹果公司的Linux操作系统，而类似其他的平台仅仅限于微软公司的Windows操作系统。
（2）内容简单明了
Arduino IDE使用Processing语言进行编程，编译的时候再转换为C语言，最后上传的时候转换为机器语言。这不需要很深厚的单片机基础和汇编基础，就可以进行简单学习，甚至是进行开发。
源代码公开
Arduino无论是硬件还是软件全部都是公开的。在源代码公开协议范围内，任何人可以随意修改原始设计以及相应编程代码。
发展速度快
由于Arduino比其他类似平台拥有很多优势，使得Arduino不但很多硬件开发者
使用开发各种各样的产品，而且很多软件开发者使用Arduino进入软件开发领域，甚至在小学、中学和大学，也有Arduino的踪影。
Arduino UNO R3的硬件结构
Arduino UNO R3引脚图见图21所示：
图21 Arduino UNO R3引脚配置图
Arduino UNO是基于ATmega328P（数据表）的单片机开发板,而Arduino UNO R3是Arduino UNO最新的版本。Arduino uno R3有数字I/O接口十四个，其中六个可来脉冲宽度调制输出，用于调节电机输出脉冲宽度，六个模拟接口，一个十六兆赫兹晶体振荡器，一个通用串行总线接口，一个直流电压电源插座，一个在线串行编程插座和一个复位按钮，使Arduino重新启动，从头开始运行程序。
详细参数:
工作电压 5伏
输入电压（推荐) 712伏
输入电压（限值) 620伏
数字I/O接口 14个（其中6个可用于脉冲宽度调制输出，用于调节电机输出脉冲宽度）
PWM数字I/ O引脚 6个
模拟输入引脚 6个
3.3伏引脚的直流电流 50 毫安
闪存存储器 32KB，其中引导程序占用0.5KB
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
时钟频率 16 MHz
Arduino UNO R3工作是在外部供电电源为620伏下进行的。然而，如果供电电源低于7伏，那5伏引脚提供的电压可能比5伏低，从而可能导致Arduino UNO R3不能正常进行工作。如果供电电源高于12伏， 那电压稳压器可能会出现过热现象，从而把Arduino UNO R3烧坏。所以推荐电压范围为712伏。
电源引脚详情如下所示：VIN:Arduino UNO R3采用外部供电电源的输入电压引脚。该引脚输出出自Arduino UNO R3上稳压器的5伏稳压。可以通过直流电压电源接口（712伏）、通用串行总线接口（5伏）或Arduino UNO R3的VIN引脚（712伏）给Arduino UNO R3供电。
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