【正文】 流，防止損壞 LED 燈。但電池的在電電壓是隨電量消耗而減小的，且由于電池內(nèi)阻的因素，電池的電壓隨著消耗而減小。如圖 49所示。 (2）惰行 —— 如果 4個(gè)開(kāi)關(guān)全部都斷開(kāi)，那么電機(jī)慣性所產(chǎn)生的電勢(shì)就將無(wú)法形成一個(gè)完整的電路，這就使得電機(jī)將慣性轉(zhuǎn)動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間。利用單片機(jī)調(diào)整出 PWM 脈沖和高低電平對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制。在本設(shè)計(jì)中我利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N，一款集成的 H 橋芯片。 LCD1602 顯示電路 本設(shè)計(jì)利用 LCD1602 顯示電路。 單片機(jī)利用計(jì)時(shí)器統(tǒng)計(jì)超聲波發(fā)射和接受的時(shí)間再經(jīng)過(guò)換算，得出小車(chē)距離障礙物的距離，通過(guò) LCD 顯示當(dāng)前距離值。 7~ 14腳為 8位雙向數(shù)據(jù)端 D0~ D7； 15~ 16腳為背燈電源或空腳： 15腳為背光正極， 16腳為背光負(fù)極。~ 的芯片工作電壓， ()工作電流，模塊最佳工作電壓是 。 超聲波測(cè)距原理 超聲波測(cè)距的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)發(fā)射器發(fā)射出長(zhǎng)約 6mm、頻率為 40KHZ 的超聲波信號(hào)，接收頭接收到被物體反射回來(lái)的超聲波，并且產(chǎn)生毫伏級(jí)的微弱電壓信號(hào)，計(jì)算出時(shí)間差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。低于 15 度的感應(yīng)角度，探測(cè)距離為 到，探測(cè)精度保持在 +1%。分別為 M1和 M2，引腳 A， B用于控制電機(jī)的速度通過(guò) PWM脈寬調(diào)制信號(hào)的輸入。 ATmega16 的工作電壓為 ~，速度等級(jí)是 0~16 MHz，在 1MHz， 3V， 25℃ 時(shí)的功耗：在正常模式下是 mA，空閑模式下為 mA，掉電模式則小于 1μA。通過(guò)電容進(jìn)行濾波，并且安置撥碼開(kāi)關(guān)，使小車(chē)運(yùn)行的開(kāi)關(guān)更加方便、穩(wěn)定。主要功能是單片機(jī)當(dāng)接收到避障模塊返回的數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車(chē)輪調(diào)節(jié)小車(chē)的行駛速度，然后改變兩個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速差，利用萬(wàn)向輪，調(diào)節(jié)行駛方向。 顯示模塊設(shè)計(jì)方案論證 方案一：采用七段 LED 數(shù)碼管顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)， 舵機(jī)是一種精度很高的位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)最大角度不能超過(guò) 180 度 ，適用于那些需要角度不斷變化并可以停滯的驅(qū)動(dòng)當(dāng)中。紅外線具有可見(jiàn)光直線傳播、反射、折射等特性。故本設(shè)計(jì)選擇使用直流電機(jī)。 L298N 模塊做成的驅(qū)動(dòng)電路可實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的控制，可配合 PWM 調(diào)速機(jī)制（即脈沖寬度調(diào)制方式）調(diào)速。 電機(jī)的選擇方案論證 直流電 機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的選擇： 電機(jī)是系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源，電機(jī)有著不同的類型，其中步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)最為常用。對(duì)于 超聲波模塊，頻繁的中斷觸發(fā)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)時(shí)不準(zhǔn)，使得換算出來(lái)的距離具有一定的誤差。能夠使用 外接 A/D， D/A 轉(zhuǎn)換電路與運(yùn)放芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)采集傳感器傳送信息的功能，且能夠通過(guò)以點(diǎn)陣或 LCD 液晶以及外接按鍵實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互 [1] ，能通過(guò)內(nèi)部眾多 I/O 端口與步進(jìn)電機(jī)連接來(lái)對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行精確操控。 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 任務(wù)要求 （ 1） 檢測(cè)障礙物并且避障：由超聲波和紅外探頭共同實(shí)現(xiàn)； （ 2） 小車(chē)電機(jī)由 L298N 驅(qū)動(dòng)； （ 3） 速度由單片機(jī)輸出的 PWM 波控制； （ 4） 超聲波能實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的測(cè)距， LCD 屏顯示了超聲波檢測(cè)到前方的距離。超聲波避障的研究對(duì)于我國(guó)智能車(chē)的普及有一定的指導(dǎo)作用并且有著深遠(yuǎn)的意義， 同時(shí)小車(chē)也成為現(xiàn)代智能玩具的一種良好的發(fā)展對(duì)象，為中國(guó)玩具市場(chǎng)技術(shù)含量的缺乏進(jìn)行一定的彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益，形成商業(yè)價(jià)值。 Smart car in the field of military application。 自主智能尋跡 避 障小車(chē)是 通過(guò) 單片機(jī)、傳感器、信號(hào)處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及自動(dòng)控制等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知和自動(dòng) 行駛相結(jié)合 的高新技術(shù)綜合體，隨著不斷提高企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及不斷加深對(duì)自動(dòng)化技術(shù) 的 要求，智能車(chē)已廣泛的應(yīng)用 于 許多工業(yè)部門(mén)。以 ATmega16 為主控芯片，利用超聲波傳感器對(duì)距離的檢測(cè)，將前方障礙探測(cè)出，并且通過(guò)超聲波的傳回?cái)?shù)據(jù)以及紅外線傳感器對(duì)小車(chē)兩側(cè)的障礙物位置的確定，進(jìn)行判斷， 1602 液晶顯示所測(cè)距離，然后由 ATmega16 單片機(jī)發(fā)出指令，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用常用的 PWM 方式進(jìn)行電機(jī)的調(diào)速控制。 Obstacle avoidance 目 錄 引言 ........................................................................................................................................... 1 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................................................................... 1 任務(wù)要求 ............................................................................................................................ 1 總體設(shè)計(jì) ............................................................................................................................ 1 2 方案論證 .......................................................................................................................... 2 系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì)方案論證 ............................................................................................ 2 電機(jī)的選擇方案論證 ........................................................................................................ 3 避障模塊設(shè)計(jì)方案論證 .................................................................................................... 4 顯示模塊設(shè)計(jì)方案論證 .................................................................................................... 5 直流調(diào)速方案設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 5 電源模塊設(shè)計(jì)方案論證 .................................................................................................... 5 3 元器件介紹 ...................................................................................................................... 6 AVR 單片機(jī)主控芯片介紹 ................................................................................................. 6 L298N 驅(qū)動(dòng)芯片 ................................................................................................................. 6 驅(qū)動(dòng)芯片介紹 ....................................................................................................... 6 驅(qū)動(dòng)芯片特點(diǎn) ....................................................................................................... 6 直流電機(jī) ............................................................................................................................ 6 超聲波傳感器 .................................................................................................................... 7 超聲波傳感器概述 ......................................................................................................... 7 接口說(shuō)明 ......................................................................................................................... 8 超聲波測(cè)距原理 ............................................................................................................. 8 光電傳感器 ........................................................................................................................ 8 LCD1602 液晶顯示 ............................................................................................................. 9 液晶顯示 LCD 實(shí)物圖 ..................................................................................................... 9 液晶顯示原理 ................................................................................................................. 9 管腳功能 ......................................................................................................................... 9 4 系統(tǒng)單 元電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 10 超聲波收發(fā)電路 .............................................................................................................. 10 紅外線收發(fā)電路 .............................................................................................................. 10 單片機(jī)主控電路 .............................................................................................................. 11 電源電路 .......................................................................................................................... 11 LCD1602 顯示電路 ........................................................................................................... 12 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 .........................................................................................