【正文】 足這要求。由于13003開(kāi)關(guān)管需要較大的驅(qū)動(dòng)電流，因此增加了一個(gè)Q1三極管與其構(gòu)成達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)管，Q3為控制管，當(dāng)DY引腳為低電平同時(shí)總開(kāi)關(guān)K1閉合時(shí)電源部分才能正常供電。DY為高電平時(shí)電機(jī)供電部分停止工作。 U4單獨(dú)為兩個(gè)減速電機(jī)和邊刷提供5V電源，由于需要輸出較大的電流，輸入壓降又比較大，因此在輸入端加了一個(gè)分壓電阻，降低U4上的電壓，從而降低管耗。U5為MCU和傳感器電路提供穩(wěn)定的5V工作電壓。在正常開(kāi)機(jī)后連續(xù)保持輸出。電源電路如圖22所示。 圖22電源電路 總控制電路 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。1)特性1　 8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間。2　 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。3　 內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間。4　 可直接使用串口下載。2)參數(shù)1　 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，工作電壓：～。2　 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051 的0～80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz。用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)。3　 片上集成512 字節(jié)RAM。4　 通用I/O 口（32 個(gè)），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。5　 ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。6　 具有EEPROM 功能。7　 共3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、TT2。8　 外部中斷4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。9　 通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。10　 工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）。11　 PDIP封裝。 3) 引腳介紹　　STC89C52有PDIP、PLCC、TQFP三種封裝方式，其中最常見(jiàn)的就是采用40Pin封裝的雙列直封裝，外形結(jié)構(gòu)下圖。芯片共有40個(gè)引腳，引腳的排列順序?yàn)閺目啃酒娜笨冢ㄈ鐖D23）左邊那列引腳逆時(shí)針數(shù)起，依次為4。40，其中芯片的1腳頂上有個(gè)凹點(diǎn)。在單片機(jī)的40個(gè)引腳中，電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，控制引腳4根以及4組8位可編程I/O引腳32根。VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V電源GND(Pin20)：接地線XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。 STC89C5單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、PPP3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。每一根引腳都可以編程，比如用來(lái)控制電機(jī)、交通燈、霓虹燈等，開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)就是利用這些可編程引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)我們想要的功能，盡情發(fā)揮你的想象力吧，實(shí)現(xiàn)你想要的：） 強(qiáng)大無(wú)比?！?PO口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，～　 P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ 　 P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ 　 P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～上面就是STC89C5單片機(jī)引腳的簡(jiǎn)單介紹，其它51系列家族的單片機(jī)80380589C51等引腳和89S51兼容，只是個(gè)別引腳功能定義不同。如圖53為51單片機(jī)的引腳分布圖。圖23 51單片機(jī)引腳圖 總控制電路的設(shè)計(jì) 1)I/O口定義1　 P00、P0P0P1P1P14為掃地機(jī)器人防撞信號(hào)輸入引腳；2　 P0P0P05為防跌落信號(hào)引腳；3　 P10為電機(jī)電源控制型號(hào)（低電平有效）；4　 P1P12為電池電壓檢測(cè)信號(hào)輸入引腳，P11為過(guò)放檢測(cè)，P12為過(guò)充檢測(cè)；5　 P2P2P2P26為充電時(shí)位置檢測(cè)信號(hào)輸入引腳；6　 P3P3P3P35為電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，P3P35控制左電機(jī)正反轉(zhuǎn)，P3P35 控制左電機(jī)正反轉(zhuǎn)；7　 P20為兩邊刷電機(jī)控制信號(hào)；8　 P21為吸塵器電機(jī)控制信號(hào)；9　 P3P37為晶振信號(hào)輸入引腳10　 REST引腳為復(fù)位信號(hào)輸入引腳 2)復(fù)位電路設(shè)計(jì) 51單片機(jī)高電平復(fù)位。以當(dāng)前使用較多的STC89系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，在復(fù)位腳加高電平2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)振蕩周期）可使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位后，主要特征是各IO口呈現(xiàn)高電平，程序計(jì)數(shù)器從零開(kāi)始執(zhí)行程序。3）復(fù)位方式有兩種：1　 手動(dòng)復(fù)位：按鈕按下，復(fù)位引腳得到VCC的高電平，單片機(jī)復(fù)位，按鈕松開(kāi)后，單片機(jī)開(kāi)始工作。2　 上電復(fù)位：上電后，電容電壓不能突變，VCC通過(guò)復(fù)位電容給單片機(jī)復(fù)位腳施加 高電平5V，同時(shí)，通過(guò)電阻向電容器反向充電，使復(fù)位腳電壓逐漸降低。經(jīng)一定時(shí)間后復(fù)位腳變?yōu)?V，單片機(jī)開(kāi)始工作。本復(fù)位電路采用上電自動(dòng)復(fù)位電路，電阻和電容的阻值根據(jù)時(shí)間常熟τ=RC求出電阻和電容的阻值分別為10K與10uF。復(fù)位電路如圖24。晶振電路設(shè)計(jì)理論上來(lái)說(shuō)，振蕩頻率越高表示單片機(jī)運(yùn)行速度越快，但同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)器的速度和印刷電路板的要求也就越高。如同木桶原理。同時(shí)單片機(jī)性能的好壞，不僅與CPU運(yùn)算速度有關(guān)，而且與存儲(chǔ)器的速度、外設(shè)速度等都有很大關(guān)系。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)上STC89系列單片機(jī)最高頻率可達(dá)到40MHZ，但頻率越高就越不穩(wěn)定，最終根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)所推薦使用12MHZ，這以常見(jiàn)的晶振。并聯(lián)諧振電路對(duì)電容的值沒(méi)有嚴(yán)格要求，但兩個(gè)電容必須，不然會(huì)影響振蕩器的穩(wěn)定、振蕩器頻率高低、起振快速性等，所以一般CC2選值30pF。晶振電路如圖24。 4)I/O電路設(shè)計(jì)P0口是雙向指的是它被用作地址/數(shù)據(jù)端口時(shí)，只有在這個(gè)時(shí)候，P0口才處于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管推挽狀態(tài)，當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管都關(guān)閉時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)高阻狀態(tài)。當(dāng)P0口用于一般I/O口時(shí)，內(nèi)部接VCC的那個(gè)開(kāi)關(guān)管是與引腳（端口）脫離聯(lián)系的，這個(gè)時(shí)候，只有拉地的那個(gè)開(kāi)關(guān)管起作用，P0口作為輸出，是必須外接上拉電阻的，不然就無(wú)法輸出高電平。因此在P0口上加上一個(gè)10K說(shuō)的排阻。I/O口如圖24。圖24總控制電路 防跌落電路防跌落電路用于檢測(cè)掃地機(jī)器人機(jī)身前方是否處于懸空狀態(tài)，當(dāng)出于懸空狀態(tài)時(shí)，防跌落電路會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平給CPU,CPU做出相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)控制兩個(gè)輪子的電機(jī)，使機(jī)身始終處于非懸空狀態(tài)。LM393/339是高增益,寬頻帶器件，像大多數(shù)比較器一樣,如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時(shí)，輸出電壓過(guò)渡的間隙，電源加旁路濾波并不能解決這個(gè)問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)PC板的設(shè)計(jì)對(duì)減小輸入—輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號(hào)，而且增加甚至很小的正反饋量(~10mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換，使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩。除非利用滯后,否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入—輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號(hào)是脈沖波形，并且上升和下降時(shí)間相當(dāng)快,則滯回將不需要。比較器的所有沒(méi)有用的引腳必須接地。 LM393/339偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V無(wú)關(guān)。通常電源不需要加旁路電容。差分輸入電壓可以大于VCC并不損壞器件。LM393/339的輸出部分是集電極開(kāi)路，發(fā)射極接地的 NPN輸出晶體管，可以用多集電極輸出提供。輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上,不受 VCC端電壓值的限制。此輸出能作為一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)地SPS開(kāi)路(當(dāng)不用負(fù)載電阻沒(méi)被運(yùn)用)，輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動(dòng)和器件的β值所限制。當(dāng)達(dá)到極限電流(16mA)時(shí)，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的γSAT限制。當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí)，輸出