智能寻迹避障小车系统硬件设计(最终版)

湖南信息职业技术 学院信息工程系
2、内部结构图
1.3 L293D内部结构图
湖南信息职业技术 学院信息工程系
3、逻辑图
1.4 L293D逻辑图
湖南信息职业技术 学院信息工程系
4、真值表
表1—2 L293D真值表 输入 A EN 输出 Y
H
L X
H
H L
H
L Z
湖南信息职业技术 学院信息工程系
5、 功能描述 L293D四倍高电流H桥驱动程序。 L293 是提供双向驱动电流高达1 A，电压是从 4.5 V至36 V的；L293D提供双向驱动电流 高达600毫安，电压是从4.5 V至36 V的。 两个设备是专为驱动等感性负载继电器， 电磁阀，直流双极步进和马达，也可以给 其他高电流/高电压提供电源负载。兼容所 有的TTL输入。每个输出都是推拉式驱动 电路，与达林顿三极管和伪达林源。
湖南信息职业技术 学院信息工程系
3.1 避障电路
3.1.1 避障原理图
3.1 避障电路原理图
湖南信息职业技术 学院信息工程系
3.1.2 避障电路原理
避障电路由单片机、比较芯片L393、红外 发射对管等元器件构成。电路工作过程如下： 首先，比较芯片的2脚为比较基准电压输入， 该引脚通过电源串联分压，取得一个大约2.5V 基准电压作为比较电压。比较芯片的3脚为比 较电压的输入端，该电压取之反馈回来的红外 信号。当小车前进过程中，前方无障碍，则红 外
LED彩灯控制电路设计
系统整体电路设计 系统整体原理介绍 Proteus软件使用介绍
湖南信息职业技术 学院信息工程系
1.1 电机控制电路
1.1.1 电机控制原理电路
1.1 电机控制原理电路
湖南信息职业技术 学院信息工程系
1.1.2 驱动芯片L293D工作原理 1、引脚功能说明
1.2 L293D封装及引脚排列
湖南信息职业技术 学院信息工程系
1.1.3 直流电机H桥驱动电路 本设计中直流电机H桥驱动电路由上述 所介绍的驱动芯片L293D完成，在L293D内 部形成一个H桥型的驱动驱动电路，类似如 图1.5所示。
湖南信息职业技术 学院信息工程系
1.1.3 直流电机H桥驱动电路
1.5 H桥驱动电机电路
湖南信息职业技术 学院信息工程系
湖南信息职业技术 学院信息工程系
1、引脚功能说明
引脚功能如下表所示：
表1—1 L293D引脚功能说明
引脚名称 2、7、10、15 3、6、11、14 4、5、12、13 1、9 16 8 引脚功能 信号输入引脚 信号输出引脚 散热器和接地 信号使能控制脚，输入1，电机全速旋转；0，停止 电源电压 电机驱动电压，用于调速
2.1 寻迹电路
2.1.1 寻迹电路原理图
2.1 寻迹电路原理图
湖南信息职业技术 学院信息工程系
2.1.2 寻迹电路原理
本车红外对管设计是红外发射管一直发Fra Baidu bibliotek射信号，接收管时刻准备接收信号。 两对对着地的红外管发射红外信号，信 号在白色的地面上反射回接收管，通过接 收管把信号送回单片机进行处理，完成相 应的动作。 假如在黑色的地面上，信号被地面吸收 ，就无信号返回，单片机检测到无信号， 根据程序也会做出相应的动作。
湖南信息职业技术 学院信息工程系
1.1.3 直流电机H桥驱动电路 细分下来，晶体管有双极性和MOS管 之分，而集成电路（例如L293D）只是将 它们集成而已，其实质还是这两种晶体管 ，只是为了设计、使用方便、可靠而做成 了一块电路。 实际使用的时候，用分立元件制作H桥 是很麻烦的，现在市面上有很多封装好的H 桥集成电路，接上电源、电机和控制信号 就可以使用了，在额定的电压和电流内使 用非常方便可靠。比如常用的L293D、 湖南信息职业技术 L298N、TA7257P、SN754410等。 学院信息工程系
湖南信息职业技术 学院信息工程系
5、 功能描述
启用1,2 EN驱动器和3,4 EN驱动器。 当使能输入为高电平时，相关联的驱动器 被启用和他们的输出处于活动状态，并在 其输入端的同相。当使能输入为低，这些 驱动器被禁用其输出关闭，在高阻抗状态 1,2EN为1和2的使能端（高电平使能）； 3,4EN同理。用适当的数据输入端，每对 驱动程序的形式一个完整的H桥可逆驱动器 适用于电磁阀或电机应用。
湖南信息职业技术 学院信息工程系
3.1.2 避障电路原理
接收管的阻值会很大，从而输出一个高电 平（约5V）给比较芯片的3脚，这样经过比较 芯片的比较，在比较芯片的2脚输出一个高电 平给单片机P3.7引脚。单片机根据接收到的电 平就可以判别前方有无障碍。当前方有障碍时 V2的阻值会很小，输出低电平给比较芯片的3 脚，比较芯片从而输出低电平给单片机P3.7。
1.1.3 直流电机H桥驱动电路 从图中可以看出，其形状类似于字母 “H”，而作为负载的直流电机是像“桥” 一样架在上面的，所以称之为“ H 桥驱动 ”。4个开关所在位置就称为“桥臂”。 从电路中不难看出，假设开关A、D接 通，电机为正向转动，则开关B、C接通时 ，直流电机将反向转动。从而实现了电机 的正反向驱动。借助这4个开关还可以产生 电机的另外2个工作状态：
湖南信息职业技术 学院信息工程系
1.1.3 直流电机H桥驱动电路 （1） 刹车 —— 将B 、D开关（或A、C） 接通，则电机惯性转动产生的电势将被短 路，形成阻碍运动的反电势，形成“刹车 ”作用。 （2） 惰行 —— 4个开关全部断开，则电机 惯性所产生的电势将无法形成电路，从而 也就不会产生阻碍运动的反电势，电机将 惯性转动较长时间。
智能寻迹小车设计与制作 （硬件电路设计）
主讲：雷道仲 辅讲：蒲 茂
湖南信息职业技术 学院信息工程系
要点
根据系统设计方案可知，智能寻 迹小车主要由以下几个模块电路构成
电机控制电路设计
寻迹电路设计 避障电路设计
显示电路设计
湖南信息职业技术 学院信息工程系
要点
声控电路设计 报警电路设计
湖南信息职业技术 学院信息工程系
4.1 显示电路设计
4.1.1 数码管内部结构及封装图
g f gnd a b 7 6 a f e d 1 2 3 e d gnd g c h 4 5 c h b a b 10 9 8 c d e f g h a b c d e f g h