【正文】 單獨(dú)對其進(jìn)行供電；而其它模塊則需要通過較大的電流，而 LM25965，轉(zhuǎn) 換效率高，帶載能 力大，缺點(diǎn)是其紋波電壓大，不適合做單片機(jī)電源，不過對其它模塊供電還是能保證充電的電源。 所以就利用 7805 和LM25965 對控制系統(tǒng)和執(zhí)行部分開供電，可以有效地防止各器件之間發(fā)生干擾，以及電流不足的問題，使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地工作。 另外，選用 伏可充放電的鎳氫電池作為電源供電。 路況檢測模塊的選擇 方案 1：用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管避障傳感器。 紅外發(fā)射管能發(fā)出在光譜中波長自 至 400 微米的一段稱為紅外線的光，而紅外線接收頭經(jīng)過技術(shù)的處理，它能接收到紅外信號給出的高電平（接近 工作電壓），無紅外信號低電平（約 ）。 但是工作不夠穩(wěn)定，容易受外界光線的影響，并且能檢測的距離也有限，達(dá)不到小車避障所需要的效果，因此我們放棄了這個(gè)方案。 方案 2：用超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭，自己制作超聲波測距模塊。用單片機(jī)控制發(fā)射探頭發(fā)出約 40KHz 的超聲波，超聲波遇到障礙物就會(huì)發(fā)生反射，在一定的范圍內(nèi)，接受探頭能夠接收其反射回來的超聲波，并通過技術(shù)處理，傳化為信號（高低電平）。 而且其工作比較穩(wěn)定，不容易受到外界的影響，雖然能檢測的距離也有一定的限制，但已達(dá)到小車所需的效果，因此，我們選測了 這個(gè)方案。 第三 章 躲避障礙物小車 機(jī)械設(shè)計(jì) 根據(jù)一開始的設(shè)想，小車驅(qū)動(dòng)用的是直流電機(jī)跑動(dòng)，通過對兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制，再加上一個(gè)萬向輪，就可以控制小車的直走和轉(zhuǎn)向?；谝陨蠗l件，我們就在商店里購買了一輛車模，實(shí)物圖如下： 在機(jī)械設(shè)計(jì)方面上，遇到最大問題是，一個(gè)小小的超聲波模塊，它所能檢測的范圍是有限的。所以說，我們一開始實(shí)驗(yàn)做了一塊 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只設(shè)計(jì)超聲波放在小車的前面，進(jìn)行避障時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生 兩邊的盲區(qū)。 最后 達(dá)不到避障的理想效果。設(shè)計(jì)圖如下： 后來，經(jīng)過三個(gè)人的努力，把小車設(shè)計(jì)成用三塊超聲波模塊和兩塊單片機(jī)來控制。設(shè)計(jì)圖如下： 預(yù)期的 機(jī)械設(shè)計(jì)還會(huì)存在不足的地方，最后還需要結(jié)合后面的 發(fā)射 接 收 調(diào)試階段進(jìn)行改進(jìn)。 第四 章 躲避障礙物小車硬件電路設(shè)計(jì) 小車的控制模塊 51單片機(jī)最小系統(tǒng) 5l系列單片機(jī)中典型芯片 (AT89C51)采用 40引腳雙列直插封裝形式，內(nèi)部由 CPU， 4kB的 ROM， 256 B的 RAM， 2個(gè) 16b的定時(shí)／計(jì)數(shù)器 TO和 T1， 4個(gè) 8 b的工／ O端 I： IP0， P1， P2， P3，一個(gè)全雙功串行通信口等組成。特別是該系列單片機(jī)片內(nèi)的 Flash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器 (E~PROM)，使其在實(shí)際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。該系列單片機(jī)引腳與封裝如 圖 5l系列單片機(jī)提供以下功能： 4 kB存儲(chǔ)器； 256 BRAM； 32條工／O線； 2個(gè) 16b定時(shí)／計(jì)數(shù)器； 5個(gè) 2級中斷源； 1個(gè)全雙向的串行口以及時(shí)鐘電路?？臻e方式： CPU停止工作，而讓 RAM、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 掉電方式：保存 RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他 功能直到下一次硬件復(fù)位。 5l系列單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。 根據(jù)小車的設(shè)計(jì)要求，做的電路圖和其封裝圖如下： 做成的實(shí)物圖如下： 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 一個(gè)電動(dòng)小車整體的運(yùn)行性能，首先取決于它的電源模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的主要功能：驅(qū)動(dòng)小車輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，使得小車前進(jìn)。 而電動(dòng)小車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般由控制器 、功率轉(zhuǎn)換器機(jī)電動(dòng)機(jī)三個(gè)主要部分組成。電動(dòng)小車的驅(qū)動(dòng)不但要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、款調(diào)速范圍、高可靠性，而且電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 —— 轉(zhuǎn)速特性手電源功率的影響，這就要求驅(qū)動(dòng)具有盡可能寬的高效率區(qū)。我們所使用的電機(jī)一般為直流電機(jī)，主要用到永磁直流電機(jī)、伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)三種。直流電機(jī)的控制很簡單，性能出從，直流電源也容易實(shí)現(xiàn)。并且這種直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片有 L297/298， MC33886， ML4428 等。而我們的躲避障礙物小車用的的是 L298進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的電機(jī)。 其實(shí)物及引腳圖如下所示： 引腳圖如下： L298內(nèi)部的原理圖 如下： L298的邏輯功 IN 1IN 2E N AOUT 1 OUT 2 OUT 3 OUT 4IN 3IN 4E N B6 V 動(dòng)力電源IN1 IN2 ENA 電機(jī)狀態(tài) 1 1 0 停止 0 1 1 逆時(shí)針 1 0 1 順時(shí)針 X X 0 停止 0 0 0 停止 根據(jù)需求所設(shè)計(jì)的 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接圖 如下： L298有兩路電源分別為邏輯電源和動(dòng)力電源，上圖中 6V為邏輯電源，12V 為動(dòng)力電源。 P6 接入邏輯電源， P5 接入動(dòng)力電源， P2 與 P3 分別為單片機(jī)控制兩個(gè)電機(jī)的輸入端， P1 與 P4 分別與兩個(gè)電極的正負(fù)極相連。ENA 與 ENB直接接入 6V 邏輯電源也就是說兩個(gè)電機(jī)時(shí)刻都 工作在使能狀態(tài)，控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)只有通過 P2 與 P3兩個(gè)接口。由于我們使用的電機(jī)是線圈式的，在從運(yùn)行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)和從順時(shí)針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到逆時(shí)針狀態(tài)時(shí)會(huì)形成很大的反向電流，在電路中加入二極管的作用就是在產(chǎn)生反向電流的時(shí)候進(jìn)行泄流，保護(hù)芯片的安全。 最后，根據(jù)小車的實(shí)際模型，設(shè)計(jì)出 PCB電路板如下圖所示： 做成的事物圖如下： 電源模塊的硬件設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓電源芯片 7805 屬于線性穩(wěn)壓電源芯片， 7805 的經(jīng)典電路圖如下： 用 7805 主要穩(wěn)壓給 AT89C51 單片機(jī)，而不太適合大功率的消耗。所以另外用 LM15965 開關(guān)型穩(wěn)壓芯片來給其他模塊提供電源，如超聲波模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。 LM25965 的經(jīng)典電路圖如下： 7805 和 LM25965 對控制系統(tǒng)和執(zhí)行部分開供電，可以有效地防止各器件之間發(fā)生干擾，以及電流不足的問題，使得系統(tǒng)能夠 更加 穩(wěn)定地工作。 所以綜合各個(gè)模塊所需的電源，設(shè)計(jì)了以下電源模塊的電路圖： 電源模塊的 PCB 封裝圖如下：