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[求助]基于arduino Uno R3的“小白鼠跑步机”控制程序

令狐冲010 2015-02-03 浏览量:4604
各位大神,小弟想做一个小滚轮系统,用于做生物学实验,不过由于小弟初学嵌入式开发,不懂编程,向各位大神求助,望大家能给我提供一个能实现这一功能的控制程序模板,先行谢过啦! 
         我想做的整个装置有点像跑步机,我想为小白鼠做个跑步机,来检测小白鼠的神经系统和运动能力。整个的实验过程如下:将5只小白鼠放到以2rpm低速旋转的滚轮上(各老鼠跑道相互隔离,互不干扰),然后缓慢的匀加速或者以6秒为间隔逐步加速,当滚轮达到一定速度时,某一个小白鼠会从滚轮上掉下来,掉下来的小白鼠踩在其所在跑道内的微动开关,这时需要记录以下信息,第几跑道、当前滚轮速度和滚轮加速所用的时间,并将此信息显示到OLED显示屏上。类似的其他几只老鼠会陆续掉下来,同样记录相关信息,并输出到显示屏上。 
         我初步想用arduino Uno R3开发板,L298N驱动器,rotary 增量型编码器,OLED显示屏等模块,小型微动开关(类似于鼠标的点按器),直流减速电机等搭建一个小的反馈系统,实现滚轮的速度调节、速度测量以及速度、时间等的显示。各自参数如下: 
1.arduino Uno R3 
(1).基本配制和参数 
处理器 ATmega328 
工作电压 5V 
输入电压(推荐) 7-12V 
输入电压(范围) 6-20V 
数字IO脚 14 (其中6路作为PWM输出) 
模拟输入脚 6 
IO脚直流电流 40 mA 
3.3V脚直流电流 50 mA 
Flash Memory 32 KB (ATmega328,其中0.5 KB 用于 bootloader) 
SRAM 2 KB (ATmega328) 
EEPROM 1 KB (ATmega328) 
工作时钟 16 MHz 
  
(2)输入输出 
  
14路数字输入输出口:工作电压为5V,每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻(默认不连接)。除此之外,有些引脚有特定的功能 
串口信号RX(0号)、TX(1号): 与内部 ATmega8U2 USB-to-TTL 芯片相连,提供TTL电压水平的串口接收信号。 
外部中断(2号和3号):触发中断引脚,可设成上升沿、下降沿或同时触发。 
脉冲宽度调制PWM(3、5、6、9、10 、11):提供6路8位PWM输出。 
SPI(10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK)):SPI通信接口。 
LED(13号):Arduino专门用于测试LED的保留接口,输出为高时点亮LED,反之输出为低时LED熄灭。 
6路模拟输入A0到A5:每一路具有10位的分辨率(即输入有1024个不同值),默认输入信号范围为0到5V,可以通过AREF调整输入上限。除此之外,有些引脚有特定功能 
TWI接口(SDA A4和SCL A5):支持通信接口(兼容I2C总线)。 
AREF:模拟输入信号的参考电压。 
Reset:信号为低时复位单片机芯片。 
  
(3)通信接口 
  
串口:ATmega328内置的UART可以通过数字口0(RX)和1(TX)与外部实现串口通信;ATmega16U2可以访问数字口实现USB上的虚拟串口。 
TWI(兼容I2C)接口: 
SPI 接口: 
  
  
2.L298N驱动器 
产品参数:
 
(1).驱动芯片:全新原装L298N双H桥直流电机驱动芯片 
(2).驱动部分端子供电范围Vs:+5V~+35V ;如需要板内取电,则供电范围Vs:+7V~+35V 
(3).驱动部分峰值电流Io:2A 
(4).逻辑部分端子供电范围Vss:+5V~+7V(可板内取电+5V) 
(5).逻辑部分工作电流范围:0~36mA 
(6).控制信号输入电压范围: 
    低电平:-0.3V≤Vin≤1.5V  
    高电平:2.3V≤Vin≤Vss 
(7).使能信号输入电压范围: 
    低电平:-0.3≤Vin≤1.5V(控制信号无效) 
    高电平:2.3V≤Vin≤Vss(控制信号有效) 
(8).最大功耗:20W(温度T=75℃时) 
(9).存储温度:-25℃~+130℃ 
(10).驱动板尺寸:53mm*43mm 
(11).驱动板重量:35g 
(12).其他扩展:控制方向指示灯、逻辑部分板内取电接口。 
  
驱动直流电机 
由于本模块是2路的H桥驱动,所以可以同时驱动两个电机 
使能ENA ENB之后, 
可以分别从IN1 IN2输入PWM信号驱动电机1的转速和方向 
可以分别从IN3 IN4输入PWM信号驱动电机2的转速和方向 
信号如表所示: 
直流电机    旋转方式    IN1    IN2    IN3    IN4    调速PWM信号 
                                      调速端A 调速端B 
M1              正转    高    低    /    /    高        / 
               反转    低    高    /    /    高        / 
               停止    低    低    /    /    高        / 
M2              正转    /    /    高    低    /       高 
               反转    /    /    低    高    /       高 
               停止    /    /    低    低    /       高 
  
  
3.rotary 增量型编码器 
型号:增量型旋转编码器,AB两相。通过旋转的光栅盘和光耦产生可识别方向的计数脉冲信号。 
性能:600P/R-600脉冲每转。DC5-24V供电。最大机械转速6000转/分,响应频率:0-20KHz; 
输出:AB两相输出矩形正交脉冲,电路输出为NPN集电极开路输出型。 
接线输出:A相,B相,Vcc正电源,V0地。 
  
4.OLED显示屏等模块 
各引脚:VCC:3.3-5V,GND,SCL:串行时钟,SDA:串行数据 
  
5.直流减速电机 
DC: 12V  160rpm       扭矩:  0.5kg.cm     电流:0.3A 
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