【正文】 A,IE=040V集電極發(fā)射級(jí)擊穿電壓VCE0IC=1mA,IB=025V發(fā)射極基級(jí)擊穿電壓VEBOIE=100uA,IC=05V集電極截至電流ICBOVCB=30V,IE=0200nA發(fā)射機(jī)截至電流IEBOVBE=4V,IC=0200nA直流電流增益hFEVCE=5V,IC=5mA85500集電極發(fā)射極飽和電壓VCE(SET)IC=800mA,IB=80mAV當(dāng)Q5的基級(jí)接收到CPU的發(fā)出的高電平后，Q5飽和導(dǎo)通，邊刷和吸塵器電機(jī)開(kāi)始工作。 它是一種低電壓,大電流,小信號(hào)的NPN型硅三極管。表23 電氣參數(shù)符號(hào)參數(shù)范圍單位最小典型最大VCC電源電壓612VIdd靜態(tài)電流02uAIin操作電流200350500uAIC持續(xù)輸出電流750800850mAImax電流峰值15002000mA邏輯關(guān)系如表24所示。 管腳定義如表22所示。該芯片有兩個(gè) TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò) 750～800mA 的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá) ～； 同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降； 內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的使用上安全可靠。電機(jī)實(shí)物圖如圖211所示。電機(jī)實(shí)物如圖210所示。10%負(fù)載電流≤150MA≤160MA≤180MA≤200MA負(fù)載轉(zhuǎn)速90轉(zhuǎn)/分190轉(zhuǎn)/分230轉(zhuǎn)/分300轉(zhuǎn)/分扭矩表21 減速電機(jī)參數(shù)2） 邊刷電機(jī)的選擇邊刷電機(jī)用于帶動(dòng)邊刷，將掃地機(jī)四周的灰塵聚攏至吸塵口，并不需要多大的負(fù)載能力，因此選擇了一款微型減速電機(jī)。10%11000177。圖29額定電壓3V6V9V空載電流≤90MA≤100MA≤110≤120MA空載轉(zhuǎn)速4600177。1） 輪胎減速電機(jī)的選擇本掃地機(jī)器人使用了智能小車專用減速電力，減速比為48：1可以帶動(dòng)500克的負(fù)載。防撞電路電路如圖28。當(dāng)4個(gè)接受管都接到紅外信號(hào)后，表明機(jī)身與充電座處于垂直狀態(tài)，掃地機(jī)開(kāi)始向前前進(jìn)。 電池充電電路設(shè)計(jì)4為紅外接收頭，用于接受充電座發(fā)出的紅外信號(hào)。當(dāng)掃地機(jī)器人上的紅外線接收頭接收到充電座發(fā)出的紅外信號(hào)后，向CPU發(fā)出信號(hào)，CPU控制電機(jī)，調(diào)節(jié)機(jī)身位置，進(jìn)入充電區(qū)。電壓檢測(cè)電路如圖27。，調(diào)節(jié)R43可改變過(guò)充電壓，調(diào)節(jié)R42可改變過(guò)放電壓。當(dāng)電池充滿電后，過(guò)充電路會(huì)向CPU發(fā)出一個(gè)高電平，提醒CPU電池已經(jīng)充滿電，應(yīng)停止充電。防撞電路如圖26。當(dāng)紅外線對(duì)管處于有障礙時(shí)，紅外線接收管上的阻值降低，此時(shí)R28上的電壓高于基準(zhǔn)電壓，電壓比較器反向輸入端電壓低于同向輸入端，因此輸出低電平。圖25防跌落電路 防撞落電路防撞電路作為掃地機(jī)器人的眼睛，用于檢測(cè)前方是否有障礙物，當(dāng)前方有障礙物時(shí)，相應(yīng)的探頭所連接的電路會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)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)身始終不撞向障礙物。調(diào)節(jié)電位器R3R3R38改變參考電壓，可調(diào)節(jié)光電電頭探測(cè)的距離。當(dāng)光電對(duì)管處于懸空狀態(tài)時(shí)，接收管上的阻值加大，此時(shí)R28上的電壓低于基準(zhǔn)電壓，電壓比較器反向輸入端電壓高于同向輸入端，因此輸出高電平。當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí)，輸出晶體管的低失調(diào)電壓()允許輸出箝位在零電平。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。差分輸入電壓可以大于VCC并不損壞器件。 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)。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。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。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)。因此在P0口上加上一個(gè)10K說(shuō)的排阻。 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)。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。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。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。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。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。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。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?！?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。 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。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。40，其中芯片的1腳頂上有個(gè)凹點(diǎn)。 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。10　 工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）。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。7　 共3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。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。3　 片上集成512 字節(jié)RAM。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。4　 可直接使用串口下載。2　 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。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。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。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。 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。在正常開(kāi)機(jī)后連續(xù)保持輸出。 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