智能尋跡避障小車系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分解課件.ppt

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1、智能尋跡小車設(shè)計(jì)與制作（硬件電路設(shè)計(jì)）湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司主講：雷道仲要點(diǎn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)尋跡電路設(shè)計(jì)避障電路設(shè)計(jì)顯示電路設(shè)計(jì)湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可知，智能尋跡小車主要由以下幾個(gè)模塊電路構(gòu)成要點(diǎn)聲控電路設(shè)計(jì)報(bào)警電路設(shè)計(jì)LED彩燈控制電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體原理介紹Proteus軟件使用介紹湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司1.1電機(jī)控制電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司1.1.1電機(jī)控制原理電路1.1電機(jī)控制原理電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司1.1.2驅(qū)動(dòng)芯片L293D工作原理1、引腳功能說(shuō)明1.2L293D封裝及引腳排列引腳功能如下表所示：湖

2、南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司1、引腳功能說(shuō)明引腳名稱引腳功能2、7、10、15信號(hào)輸入引腳3、6、11、14信號(hào)輸出引腳4、5、12、13散熱器和接地1、9信號(hào)使能控制腳，輸入1，電機(jī)全速旋轉(zhuǎn)；0，停止16電源電壓8電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓，用于調(diào)速表1—1L293D引腳功能說(shuō)明湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1.3L293D內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司3、邏輯圖1.4L293D邏輯圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司4、真值表表1—2L293D真值表輸入輸出YAENHHHLHLXLZ5、功能描述湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司L293D四倍高電流H橋驅(qū)動(dòng)程序。L293是提供雙向驅(qū)

3、動(dòng)電流高達(dá)1A，電壓是從4.5V至36V的；L293D提供雙向驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)600毫安，電壓是從4.5V至36V的。兩個(gè)設(shè)備是專為驅(qū)動(dòng)等感性負(fù)載繼電器，電磁閥，直流雙極步進(jìn)和馬達(dá)，也可以給其他高電流/高電壓提供電源負(fù)載。兼容所有的TTL輸入。每個(gè)輸出都是推拉式驅(qū)動(dòng)電路，與達(dá)林頓三極管和偽達(dá)林源。5、功能描述湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司啟用1,2EN驅(qū)動(dòng)器和3,4EN驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)使能輸入為高電平時(shí)，相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器被啟用和他們的輸出處于活動(dòng)狀態(tài)，并在其輸入端的同相。當(dāng)使能輸入為低，這些驅(qū)動(dòng)器被禁用其輸出關(guān)閉，在高阻抗?fàn)顟B(tài)1,2EN為1和2的使能端（高電平使能）；3,4EN同理。用適當(dāng)?shù)?/p>

4、數(shù)據(jù)輸入端，每對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的形式一個(gè)完整的H橋可逆驅(qū)動(dòng)器適用于電磁閥或電機(jī)應(yīng)用。1.1.3直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司本設(shè)計(jì)中直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路由上述所介紹的驅(qū)動(dòng)芯片L293D完成，在L293D內(nèi)部形成一個(gè)H橋型的驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路，類似如圖1.5所示。1.1.3直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司1.5H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司從圖中可以看出，其形狀類似于字母“H”，而作為負(fù)載的直流電機(jī)是像“橋”一樣架在上面的，所以稱之為“H橋驅(qū)動(dòng)”。4個(gè)開(kāi)關(guān)所在位置就稱為“橋臂”。從電路中不難看出，假設(shè)開(kāi)關(guān)A、D接通，電機(jī)為正向轉(zhuǎn)動(dòng)，則開(kāi)關(guān)B、C

5、接通時(shí)，直流電機(jī)將反向轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的正反向驅(qū)動(dòng)。借助這4個(gè)開(kāi)關(guān)還可以產(chǎn)生電機(jī)的另外2個(gè)工作狀態(tài)：1.1.3直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司（1）剎車——將B、D開(kāi)關(guān)（或A、C）接通，則電機(jī)慣性轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電勢(shì)將被短路，形成阻礙運(yùn)動(dòng)的反電勢(shì)，形成“剎車”作用。（2）惰行——4個(gè)開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)，則電機(jī)慣性所產(chǎn)生的電勢(shì)將無(wú)法形成電路，從而也就不會(huì)產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的反電勢(shì)，電機(jī)將慣性轉(zhuǎn)動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間。1.1.3直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司細(xì)分下來(lái)，晶體管有雙極性和MOS管之分，而集成電路（例如L293D）只是將它們集成而已，其實(shí)質(zhì)還是這兩種晶體管，只是為

6、了設(shè)計(jì)、使用方便、可靠而做成了一塊電路。實(shí)際使用的時(shí)候，用分立元件制作H橋是很麻煩的，現(xiàn)在市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機(jī)和控制信號(hào)就可以使用了，在額定的電壓和電流內(nèi)使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。1.1.3直流電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路2.1尋跡電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司2.1.1尋跡電路原理圖2.1尋跡電路原理圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司本車紅外對(duì)管設(shè)計(jì)是紅外發(fā)射管一直發(fā)射信號(hào)，接收管時(shí)刻準(zhǔn)備接收信號(hào)。兩對(duì)對(duì)著地的紅外管發(fā)射紅外信號(hào)，信號(hào)在白色的地面上反射回接收管，通過(guò)接收管把信號(hào)送回單片機(jī)進(jìn)行處理，完成

7、相應(yīng)的動(dòng)作。假如在黑色的地面上，信號(hào)被地面吸收，就無(wú)信號(hào)返回，單片機(jī)檢測(cè)到無(wú)信號(hào)，根據(jù)程序也會(huì)做出相應(yīng)的動(dòng)作。2.1.2尋跡電路原理3.1避障電路湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司3.1.1避障原理圖3.1避障電路原理圖湖南創(chuàng)博龍智信息科技有限公司避障電路由單片機(jī)、比較芯片L393、紅外發(fā)射對(duì)管等元器件構(gòu)成。電路工作過(guò)程如下：首先，比較芯片的2腳為比較基準(zhǔn)電壓輸入，該引腳通過(guò)電源串聯(lián)分壓，取得一個(gè)大約2.5V基準(zhǔn)電壓作為比較電壓。比較芯片的3腳為比較電壓的輸入端，該電壓取之反饋回來(lái)的紅外信號(hào)。當(dāng)小