智能寻迹避障小车系统硬件设计(最终版)

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1、智能寻迹小车设计与制作（硬件电路设计）湖南信息职业技术学院信息工程系辅讲：蒲茂主讲：雷道仲要点电机控制电路设计寻迹电路设计避障电路设计显示电路设计湖南信息职业技术学院信息工程系根据系统设计方案可知，智能寻迹小车主要由以下几个模块电路构成要点声控电路设计报警电路设计LED彩灯控制电路设计系统整体电路设计系统整体原理介绍Proteus软件使用介绍湖南信息职业技术学院信息工程系1.1电机控制电路湖南信息职业技术学院信息工程系1.1.1电机控制原理电路1.1电机控制原理电路湖南信息职业技术学院信息工程系1.1.2驱动芯片L293D工作原理1、引脚

2、功能说明1.2L293D封装及引脚排列引脚功能如下表所示：湖南信息职业技术学院信息工程系1、引脚功能说明引脚名称引脚功能2、7、10、15信号输入引脚3、6、11、14信号输出引脚4、5、12、13散热器和接地1、9信号使能控制脚，输入1，电机全速旋转；0，停止16电源电压8电机驱动电压，用于调速表1—1L293D引脚功能说明湖南信息职业技术学院信息工程系2、内部结构图1.3L293D内部结构图湖南信息职业技术学院信息工程系3、逻辑图1.4L293D逻辑图湖南信息职业技术学院信息工程系4、真值表表1—2L293D真值表输入输出YAENHH

3、HLHLXLZ5、功能描述湖南信息职业技术学院信息工程系L293D四倍高电流H桥驱动程序。L293是提供双向驱动电流高达1A，电压是从4.5V至36V的；L293D提供双向驱动电流高达600毫安，电压是从4.5V至36V的。两个设备是专为驱动等感性负载继电器，电磁阀，直流双极步进和马达，也可以给其他高电流/高电压提供电源负载。兼容所有的TTL输入。每个输出都是推拉式驱动电路，与达林顿三极管和伪达林源。5、功能描述湖南信息职业技术学院信息工程系启用1,2EN驱动器和3,4EN驱动器。当使能输入为高电平时，相关联的驱动器被启用和他们的输出处于

4、活动状态，并在其输入端的同相。当使能输入为低，这些驱动器被禁用其输出关闭，在高阻抗状态1,2EN为1和2的使能端（高电平使能）；3,4EN同理。用适当的数据输入端，每对驱动程序的形式一个完整的H桥可逆驱动器适用于电磁阀或电机应用。1.1.3直流电机H桥驱动电路湖南信息职业技术学院信息工程系本设计中直流电机H桥驱动电路由上述所介绍的驱动芯片L293D完成，在L293D内部形成一个H桥型的驱动驱动电路，类似如图1.5所示。1.1.3直流电机H桥驱动电路湖南信息职业技术学院信息工程系1.5H桥驱动电机电路湖南信息职业技术学院信息工程系从图中可以

5、看出，其形状类似于字母“H”，而作为负载的直流电机是像“桥”一样架在上面的，所以称之为“H桥驱动”。4个开关所在位置就称为“桥臂”。从电路中不难看出，假设开关A、D接通，电机为正向转动，则开关B、C接通时，直流电机将反向转动。从而实现了电机的正反向驱动。借助这4个开关还可以产生电机的另外2个工作状态：1.1.3直流电机H桥驱动电路湖南信息职业技术学院信息工程系（1）刹车——将B、D开关（或A、C）接通，则电机惯性转动产生的电势将被短路，形成阻碍运动的反电势，形成“刹车”作用。（2）惰行——4个开关全部断开，则电机惯性所产生的电势将无法形成

6、电路，从而也就不会产生阻碍运动的反电势，电机将惯性转动较长时间。1.1.3直流电机H桥驱动电路湖南信息职业技术学院信息工程系细分下来，晶体管有双极性和MOS管之分，而集成电路（例如L293D）只是将它们集成而已，其实质还是这两种晶体管，只是为了设计、使用方便、可靠而做成了一块电路。实际使用的时候，用分立元件制作H桥是很麻烦的，现在市面上有很多封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了，在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。1.1.3直流电机H桥驱动电路2

7、.1寻迹电路湖南信息职业技术学院信息工程系2.1.1寻迹电路原理图2.1寻迹电路原理图湖南信息职业技术学院信息工程系本车红外对管设计是红外发射管一直发射信号，接收管时刻准备接收信号。两对对着地的红外管发射红外信号，信号在白色的地面上反射回接收管，通过接收管把信号送回单片机进行处理，完成相应的动作。假如在黑色的地面上，信号被地面吸收，就无信号返回，单片机检测到无信号，根据程序也会做出相应的动作。2.1.2寻迹电路原理3.1避障电路湖南信息职业技术学院信息工程系3.1.1避障原理图3.1避障电路原理图湖南信息职业技术学院信息工程系避障电路由单

8、片机、比较芯片L393、红外发射对管等元器件构成。电路工作过程如下：首先，比较芯片的2脚为比较基准电压输入，该引脚通过电源串联分压，取得一个大约2.5V基准电压作为比较电压。比较芯片的3脚为比