智能尋跡避障小車系統(tǒng)硬件設(shè)計

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1、智能尋跡小車設(shè)計與制作（硬件電路設(shè)計）湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系主講：雷道仲要點電機控制電路設(shè)計尋跡電路設(shè)計避障電路設(shè)計顯示電路設(shè)計湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案可知，智能尋跡小車主要由以下幾個模塊電路構(gòu)成要點聲控電路設(shè)計報警電路設(shè)計LED彩燈控制電路設(shè)計系統(tǒng)整體電路設(shè)計系統(tǒng)整體原理介紹Proteus軟件使用介紹湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系1.1電機控制電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系1.1.1電機控制原理電路1.1電機控制原理電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系1.1.2驅(qū)動芯片L293D工作原理

2、1、引腳功能說明1.2L293D封裝及引腳排列引腳功能如下表所示：湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系1、引腳功能說明引腳名稱引腳功能2、7、10、15信號輸入引腳3、6、11、14信號輸出引腳4、5、12、13散熱器和接地1、9信號使能控制腳，輸入1，電機全速旋轉(zhuǎn)；0，停止16電源電壓8電機驅(qū)動電壓，用于調(diào)速表1—1L293D引腳功能說明湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1.3L293D內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系3、邏輯圖1.4L293D邏輯圖湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系4、真值表表1—2L293D

3、真值表輸入輸出YAENHHHLHLXLZ5、功能描述湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系L293D四倍高電流H橋驅(qū)動程序。L293是提供雙向驅(qū)動電流高達1A，電壓是從4.5V至36V的；L293D提供雙向驅(qū)動電流高達600毫安，電壓是從4.5V至36V的。兩個設(shè)備是專為驅(qū)動等感性負載繼電器，電磁閥，直流雙極步進和馬達，也可以給其他高電流/高電壓提供電源負載。兼容所有的TTL輸入。每個輸出都是推拉式驅(qū)動電路，與達林頓三極管和偽達林源。5、功能描述湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系啟用1,2EN驅(qū)動器和3,4EN驅(qū)動器。當(dāng)使能輸入為高

4、電平時，相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器被啟用和他們的輸出處于活動狀態(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)臄?shù)據(jù)輸入端，每對驅(qū)動程序的形式一個完整的H橋可逆驅(qū)動器適用于電磁閥或電機應(yīng)用。1.1.3直流電機H橋驅(qū)動電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系本設(shè)計中直流電機H橋驅(qū)動電路由上述所介紹的驅(qū)動芯片L293D完成，在L293D內(nèi)部形成一個H橋型的驅(qū)動驅(qū)動電路，類似如圖1.5所示。1.1.3直流電機H橋驅(qū)動電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系

5、1.5H橋驅(qū)動電機電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系從圖中可以看出，其形狀類似于字母“H”，而作為負載的直流電機是像“橋”一樣架在上面的，所以稱之為“H橋驅(qū)動”。4個開關(guān)所在位置就稱為“橋臂”。從電路中不難看出，假設(shè)開關(guān)A、D接通，電機為正向轉(zhuǎn)動，則開關(guān)B、C接通時，直流電機將反向轉(zhuǎn)動。從而實現(xiàn)了電機的正反向驅(qū)動。借助這4個開關(guān)還可以產(chǎn)生電機的另外2個工作狀態(tài)：1.1.3直流電機H橋驅(qū)動電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系（1）剎車——將B、D開關(guān)（或A、C）接通，則電機慣性轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電勢將被短路，形成阻礙運動的反電勢，形

6、成“剎車”作用。（2）惰行——4個開關(guān)全部斷開，則電機慣性所產(chǎn)生的電勢將無法形成電路，從而也就不會產(chǎn)生阻礙運動的反電勢，電機將慣性轉(zhuǎn)動較長時間。1.1.3直流電機H橋驅(qū)動電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系細分下來，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，其實質(zhì)還是這兩種晶體管，只是為了設(shè)計、使用方便、可靠而做成了一塊電路。實際使用的時候，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、電機和控制信號就可以使用了，在額定的電壓和電流內(nèi)使用非常方便可靠。比如

7、常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。1.1.3直流電機H橋驅(qū)動電路2.1尋跡電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系2.1.1尋跡電路原理圖2.1尋跡電路原理圖湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系本車紅外對管設(shè)計是紅外發(fā)射管一直發(fā)射信號，接收管時刻準備接收信號。兩對對著地的紅外管發(fā)射紅外信號，信號在白色的地面上反射回接收管，通過接收管把信號送回單片機進行處理，完成相應(yīng)的動作。假如在黑色的地面上，信號被地面吸收，就無信號返回，單片機檢測到無信號，根據(jù)程序也會做出相應(yīng)的動作。2.1.2尋跡電路原理3.1避障

8、電路湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系3.1.1避障原理圖3.1避障電路原理圖湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系避障電路由單片機、比較芯片L393、紅外發(fā)射對管等元器件構(gòu)成。電路工作過程如下：首先，比較芯片的2腳為比較基準電壓輸入，該引腳通過電源串聯(lián)分壓，取得一個大約2.5V基準電壓作為比較電壓。比較芯片的3腳為比較電壓的輸