基于51單片機(jī)的智能循跡小車設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-25 00:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 驅(qū)動(dòng)，車體尾部裝一個(gè)萬向輪。這樣，當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車不同角度的轉(zhuǎn)彎。為了電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片L298，其驅(qū)動(dòng)電流大，瞬時(shí)電流最高可達(dá)2A，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)專門設(shè)計(jì)，工作穩(wěn)定可靠。L298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。可以方便的驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。L298可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS，VSS可接4．5～7 V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46 V。輸出電流可達(dá)2．5 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 根據(jù)直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方程式： U＝CeФN＋RaIa其中:Ф為電機(jī)每極磁通量； Ce為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)； N為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)； Ia為電樞電流； Ra電樞回路電阻。電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)N為0，電機(jī)的電流急劇增加，時(shí)間過長(zhǎng)將會(huì)使電機(jī)燒壞。但電機(jī)起動(dòng)時(shí)，電機(jī)中線圈中的電流也急劇變大，因此我們必須把這兩種狀態(tài)分開。長(zhǎng)延時(shí)電路可把這兩種狀態(tài)區(qū)分出來。長(zhǎng)延時(shí)電路工作原理：當(dāng)Rs1過流U5A產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖經(jīng)過微分后，脈沖觸發(fā)555的2腳，電路置位，3腳輸出高電平，由于放電端7腳開路，C1，R5及U6A組成積分器開始積分，電容C1上的充電電壓線性上升，延時(shí)運(yùn)放積分常數(shù)為100R5C1。當(dāng)C1上充電電壓，即6腳電壓超過2／3 VCC，555電路復(fù)位，輸出低電平。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間一般小于0．8 s，C1充電時(shí)間一般為0．8～1 s。U5A輸出電平與555的3腳輸出電平經(jīng)U7相或，如果U5A輸出低電平大于C1充電時(shí)間，U7在C1充電后輸出低電平由與門U8輸入到L298的6腳ENA端使電機(jī)停止。如果U5A的輸出電平小于C1充電時(shí)間，6腳不動(dòng)作電機(jī)的正常啟動(dòng)。長(zhǎng)延時(shí)電路吸收電機(jī)啟動(dòng)過流電壓波形，從而使電機(jī)正常啟動(dòng)。L298內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。圖2是其引腳圖：圖215腳是輸出電流反饋引腳，在通常使用中這兩個(gè)引腳也可以直接接地。圖3是其與51單片機(jī)和直流電機(jī)連接的電路圖。圖3四、電路原理圖及硬件調(diào)試在安裝時(shí)我們保證兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸，當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)，左右兩驅(qū)動(dòng)輪與后萬向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過低而使左右兩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力不夠的情況。為了防止小車重心的偏移，后萬向輪起支撐作用。原理圖的繪制和注意事項(xiàng)（1）蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分：一個(gè)三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)續(xù)流二極管。蜂鳴器本質(zhì)上是一個(gè)感性元件，其電流不能瞬變，因此必須有一個(gè)續(xù)流二極管提供續(xù)流。否則，在蜂鳴器兩端會(huì)產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管，并干擾整個(gè)電路系統(tǒng)的其它部分。（2）在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)注意上拉電阻，下拉電阻的使用，在必要時(shí)要加阻值合適的電阻，是電路更加完善。 電路原理圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)原理圖（圖4）圖4蜂鳴器及倒車顯示原理圖（圖5）圖5數(shù)碼管顯示原理圖（圖6）圖6L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理
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