智能环保卫士机器人白色垃圾拾取系统毕业论文(编辑修改稿)

智能环保卫士机器人白色垃圾拾取系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

v+5v+5v+5vHREFFODDVSYNCPWDNGNDGNDGNDGNDGNDVTO+5VRSTSDASCLY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7PCLKVACAP2 VACAP3VACAP1FREXMULTAGCENIICBASUBAGNDSGNDADGNDDEGNDDOGNDDGND1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 24JP9HREFPODDVSYNCPWDN+5VC SDACHSYNCY0Y2Y4Y6GNDVT0RSTC SCLGNDY1Y3Y5Y7PCLK1KR12+5V100pFC10100pFC9VREF1KR13+5V1KR301KR3212JP12100pFC33100pFC32CANH7CANL6RS8GND2TXD1RXD4VREF5VCC3u4PCA82C250CANTXDCANRXDVCC1KR31100pFC31+5v100pFC34+5VCLKRSTC/CCH/FVREFMI SENAMI SENB+5vMI SENAMI SENB1 2 3 4JP11SYNC1HOME2GND3SENSE24SENSE15INH16INH27A8B9C10D11VDD12CONTROL13OSC14ENABLE15VREF16CW/CCW17CLOCK18HALF/FULL19REST20D10L297SEN B1SEN A2GND3OUT 14OUT 25OUT 36OUT 47EN B8EN A9IN 110IN 211IN 312IN 413VSS14VS15*D1L298EAABAB100pFC39100pFC35100pFC3610mHL3+5V100pFC37Cap100pFC3810mHL4+5V12JP13Header 2+5v100pFC44100pFC40100pFC4110mHL5+5V100pFC42Cap100pFC4310mHL6+5V100pFC49100pFC45100pFC4610mHL7+5V100pFC47Cap100pFC4810mHL8+5VVRLC C/CC5GNDC C/CC3 图 23 系统 总体硬件电路图 7 主控器模块 本系统 以 MC9S12XEP100 为核心控制器的控制板原理图 ，从而协调控制各个模块之间的工作，如图 24 是主控芯片电路原理图。 1234JP10100pFC19100pFC18SCK0MK1KR241KR18+5VVRHVDDA1AN17PAD14PAD15AN16PAD13 PAD14PAD15PAD05 PAD19 PAD09 PAD08VTO GND VDD PD7 PD5PD6 PCLK VDDX3 GNDY7 Y5Y6Y0Y1Y2Y3Y4W D5W D6W D7W OPM1W OPM2W OPM0W SENW SCSW MOS0W MOS1W MISOXCLKSMODBMODAECLKGNDVDDX2RESETVDDRGNDGNDEXTALXTALVDDPLLVSYNCHREFLED 4L HSYNCCHSYNCPODDPWDNRSTTRQROMCTLVDDX1C C/CC1C C/CC3C CTLC H/FC SDAC SCLTESTSSOSCK0MOS10MISO0PS2PS3AN18AN19AN20AN21AN22AN23GNDPP31PP22PP13PP04PJ25PK66PK37PK28PK19PK010PT011PT112PT213PT314VDDP15VSS116PT417PT518PT619PT720PK521PK422PJ123PJ024MODC25VDDX426VSSX427PC028PC129PC230PC331PB032PB133PB234PB335PB436PA073PA174PA275PA376PA477PA578PA679PA780VSSX381PD483PD584PD685PD786VDD87VSS288AN0089AN0890AN0191AN0992AN0293AN1094AN0395AN1196AN0497AN1298AN0599AN13100AN06101AN14102AN07103AN15104AN16105AN17106VDDA1107VRH108VDDX382PB537PB638PB739PC440PC541PC642PC743PH744PH645PH546PH447PE748PE649PE550PE451VSSX252VDDX253RESET54VDDR55VSS356VSSPLL57EXTAL58XTAL59VDDPLL60PH361PH262PH163PH064PD065PD166PD267PD368PE369PE270PE171PE072VRL109VSSA1110PAD18111PAD19112PAD20113PAD21114PAD22115PAD23116PM7117PM6118PS0119PS1120PS2121PS3122PS4123PS5124PS6125SS0126TEST127PJ7128PJ6129PJ5130PJ4131PM5132PM4133PM3134PM2135PM1136PM0137VSSX1138VDDX1139PK7140PP7141PP6142PP5143PP4144U1MC9S12XEP100+5VCANTXDCANRXD12Y116MHZ22pFC2322pFC20VRLC C/CC5GNDC C/CC3 图 24主控器原理 图像采集 模块 本系统采用图像传感器对图像信号进行采集， 其 图像传感器 的原理 是第 二 章 环保机器人系统分析及硬件设计方案 8 利用光电器件的光电转换功能，将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的“图像”电信号的一种功能器件。 图像传感器的两大主流是 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor 金属氧化物半导体元件 )和 CCD(ChargedCoupled Device 电荷耦合元件 )。 CMOS图像传感器的发展得益于 CMOS集成电路工艺的成熟，相对于 CCD图像传感器，它具有较低的电源功耗、较高的感光度以及更灵活的图像捕获能力等特点。 随着芯片制造技术和信号处理技术的发展， CMOS图像传感器日益受到重视，其应用领域也越来越广，已成为固体图像传感器的研发热点。 CMOS图像传感器的总体结构框图如图 25所示。 它们一般由光敏像元阵列、行选通逻辑、列选通逻辑、定时和控制电路、片上模拟信号处理器 (ASP)构成，数字式 CMOS图像传感器还集成有片上模数 (A/D)转换器。 环保机器人 的图像采集系统 采用了 CMOS图像传感器 OV6620的摄像头 ，OV6620 的最大分辨率为 352 288。 OV662O 是美国 OmniVision 公司生产的CMOS图像 传感器，以其高性能、低功耗适合应用在嵌入式图像采集 系统中，本系统图像数据的输入都是通过 0V6620 采集进来的。 OV6620 集成在一个板卡上，有独立的 17 MHz 晶振。 输出 3个图像同步的时序信号：像素时钟 PCLK、帧同步 VSYNC 和行同步 HREF。 同时，还可以通过 8 位或 16 位的数据总线输出 RGB 或 YCrCb 格式的图像数据。 硬件设计上，有 2 个问题需要解决，一个是图像采集的严格时序同步，另一个就是双 CPU 共享 SRAM 的总线仲裁。 9 图 25 CMOS图像传感器的总体结构框图 同时， 为使数 字图像传感器 OV6620 工作在符合使用要求的状态下，需少量外围电路支持。 此外，单芯片图像传感器的使用必须结合透镜镜头组来实现成像功能，镜头组的合理安装也是值得注意的问题。 这里根据 系统要求设 计了一个摄像头模块，模块包括一块安装 了 OV6620 图像传感器的40*28mmPCB、外围电路以及一个定焦镜头。 第 二 章 环保机器人系统分析及硬件设计方案 10 OV6620数字图像传感器的外围电路主要分为时钟输入、电源去耦两个部分 ,实际没必要对这 288行中的每一行视频信号都进行采样，如此会增大 S12存储和数据处理的负担，甚至超出 S12的处理能力。 事实上， 机器人 的定位系统 在纵向上只要有 60到 80个像素的分辨能力就足够了。 因此，我们只需对这 288行视频信号中的某些行进行采样就行了。 由于特定的白色垃圾信息相对比较简单，每行采集 100个点就足以描绘废弃物主要信息。 故每帧图像的分辨率为 100 70。 OV6620可以通过 IIC总线配置片内寄存器，以使其输出原始 RGB数据。 在同样照明条件下，各种物体的亮度决定于物体对入射光的反射能力 (郎反射系数 )。 例如 白石膏具有最大反射系数 100％，黑绒有最小反射系数 1％，因而大部分景物的对比度不超过 100。 就这个意义上讲，一般图像取样后按 256级 (8位 )灰度层量化是足够的。 图 26是基于以上原理分析和设计的 硬件 原理 电路 图。 11 100pFC27100pFC26+1 2Y3100pFC29100pFC301KR291 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748D9OV6620SGNDMULTSDASCLDEVDDDEGNDY0Y1Y2Y3Y4Y5 Y6 Y7 PCLK DOVDD DOGND DGND DVDD XCLK2 XCLK1 U0 U1U2U3U4U5U6U7HREFFODDVSYNCAGDNDADVDDVTOIICBVRCAP3VRCAP1PWDNAVDDAGNDASUBVACAP2FREXAGCENRSTSVDD100pFC251KR81KR41KR31KR1100pFC1100pFC2100pFC3123456789101112131415161718192021222324JP3+5v+5v。