LG9110电机控制驱动芯片
基于单片机的智能灭火小车设计与实现
摘要：该设计应用AT89C51，可以与数码显示管、电路等相结合的元件作为小车的控制核心，可以与数码显示管、电路等相结合。
基于单片机设计，AT89C51作为报警装置的控制器，可以充分运用AT89C51的数据处理和实时控制功能，让小车处于最好的状态。
当电机信号产生驱动灭火小车行进时，根据寻迹模块的红外对管能否寻到黑线产生的高低电平信号再传送到单片机，单片机根据程序设计要求做出相应的判断送给电机驱动模块.让小车在黑线上实现运行及转向的功能。
通过超声波传感器接受到障碍物信号，实现超声波避障功能。
通过红外传感感知温度，实现小车的灭火功能。
关键词：单片机路况检测报警超声波灭火Speech Control Robot based on STM32Author: LiuPeng: Tutor：WangChengJunMajor in Mechanical & Electronic Engineering, Graduated in 2019 Abstract：This design USES AT89C51 as the control core of the car, and digital display tube, circuit, etc. Based on MCU design, AT89C51 as the controller of the alarm device, can fully AT89C51 data processing and real-time control functions. Keep the car in top condition. When the motor signal is generated to drive the fire fighting cart, the high-low level signal generated by the black line can be detected by the infrared pair tube of the tracing module and then transmitted to the MCU, which makes the corresponding judgment according to the program design requirements and sends it to the motor drive module to realize the function of running and turning on the black line. Ultrasonic obstacle avoidance function is realized by receiving the obstacle signal through ultrasonic sensor. The fire extinguishing function of the car is realized by sensing the temperature with the infrared sensor.Key words：Single chip microcomputer tracking alarm ultrasonic目录前言 (2)1 方案设计 (4)1.1 方案论证 (4)1.1.1 控制器的选择与论证 (4)1.1.2 电机驱动芯片的选择与论证 (4)1.1.3 显示器件的选择与论证 (5)1.1.4 路况检测模块 (5)2 系统硬件电路与实现 (5)2.1 红外遥控及解码模块 (5)2.2 红外遥控模块及解码模块 (6)2.2.1 二进制信号的调制 (6)2.2.2 二进制信号的解调 (7)2.2.3 二进制信号的解码 (7)2.3 单片机红外硬件电路的实现 (8)2.4 电机驱动智能灭火模块 (8)2.5 路况检测模块 (11)2.6 智能防撞报警模块 (12)3 系统软件设计及实现 (14)3.1 红外整体程序 (14)3.2 红外遥控的解码和实现 (15)3.3 电机驱动灭火 (16)3.4 小车防撞报警 (17)4 系统调试 (18)4.1 遥控发送接收调试 (19)4.2 灭火驱动调试 (20)5 总结 (22)前言在现代社会，单片机技术发展迅速，机械电子技术逐步融合，自动控制技术在工业中的地位已经变得非常重要。
基于GSM的远程智能温控系统
．一＠ＣＳＭ通信模块
。电源模块
图１系统方框网 Ｆｉｇ．１ Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ
并具有５ｌ的内核，加密性很强。采用ＩＳＰ下载的方式简单易 用，且存储容量较大．很适合于做开发设计使用。
在本设计中ＳＴＣ８９Ｃ５１６ＲＤ＋单片机担当了控制核心．首 先通过前向通道对外部的各种感应器进行数据采集．然后通 过各输入模块不同的自适应算法将其与内部参考数据进行 分析与比对．再通过ＧＳＭ／ＣＤＭＡ网络向汽车用户发送警示 短信，汽车用户也可以通过ＧＳＭ，ｃＤＭＡ网络向系统发送查 询与控制的各种信息。 １．２．２温度模块
收稿日期：２０１ ｌ＿ｏｌ—０４
稿件编号：２０１ １０１００７
作者简介：刘丽莎（１９７归），女，湖南湘潭人，硕士，讲师。研究方向：计算机控制技术，ＬＥＤ大屏幕控制系统，数字逻辑系统设计。
－１５６－
万方数据
刘丽莎．等基于ＧＳＭ的远程智能温控系统
⑦温度模块 ＠光强模块
④显示模块
…．Ｑ…．１
Ｉ
ＳＴｏ单氍片嚣机６ＲＤ＋卜＿—。叫Ｉ石＝三电：：机＝驱：：动＝：ｊ磊：
ＴＣ３５采用的是ＲＳ２３２的电平接口．可以与ＰＣ机直接相 连。在本设计中，需要主控ＣＰＵ的ＵＡＲＴ和Ｔｃ３５之间连接 一个ＪｌｆｒＬ转ＲＳ２３２电平电路。 １．２．７电源模块
电源模块采用ＬＭ２５７６ＤＣ，ＤＣ直流降压开关电源，能 将＋１２ Ｖ的点烟器直流电压降至＋５ Ｖ和＋３．３ Ｖ等多种直流 电压，以供电给其他模块旧。 １３软件流程
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｒｅｍｏｔｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＳＭ ａｎｄ ＣＤＭＡ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｗｉｔｈ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏＨｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ．Ｗｈｅｎ ｐａｒｋｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｎ．ｉｔ ｗｉｌｌ ｆｅｅｌ ｈｏｔ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｓｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｏｏ ｌｉｇｈｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｌｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｓｅｎｄ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ ｕｓｅｒ８．Ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ａｌｓｏ Ｕｓｅ ｔｈｅ ＧＳＭ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｇｅｔ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｅａｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｌｉｇｈｔ，ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ。ｃｕｒｔａｉｎｓ’ｓｔａｔｅ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ａｌｓｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｉｒ－－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｔａｉｎｓ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ，ｓｈａｄｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈａｔ ｅａｒ ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ｉｎｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒ ｗｉｔｈ ｕｎｌｉｍｉｔｅｄ ＧＳＭ／ＣＤＭＡ ｍｏｂＲｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｙｗｈｅｒｅ．
LG9110电机驱动芯片介绍
LG9110电机驱动芯片介绍
陌尘
【期刊名称】《《电子制作》》
【年(卷),期】2004(000)011
【摘要】LG9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电
路器件．将分立电路集成在单片IC之中．使外围器件成本降低．整机可靠性提高。
该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性：两个输出端能直接驱动电机的正反向运动．它具有较大的电流驱动能力．每通道能通过750—800mA的持续电流，
【总页数】1页(P45)
【作者】陌尘
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.53
【相关文献】
1.电机控制集成电路的选用——第二十讲内置译码器的步进电机微步进驱动芯片
A3977 [J], 杨旭强;吴红星
2.大联大推出第三代智能车用电机驱动芯片的电机控制器解决方案 [J], ;
3.TFT LCD液晶监视器驱动芯片Source driver介绍（上） [J], 谢崇凯
4.将直流电机驱动芯片应用于开环式高精度步进电机细分控制 [J], 刘佳
5.基于A3988电机驱动芯片的电机控制电路设计 [J], 王烁;田书林;戴志坚
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电机驱动芯片
马达专用控制芯片LG9110芯片特点：低静态工作电流；宽电源电压范围：2.5V-12V ；每通道具有800mA 连续电流输出能力；较低的饱和压降；TTL/CMOS 输出电平兼容，可直接连CPU ；输出内置钳位二极管，适用于感性负载；控制和驱动集成于单片IC 之中；具备管脚高压保护功能；工作温度：0 ℃-80 ℃。
描述：LG9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。
该芯片有两个TTL/CMOS 兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750 ～800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5 ～2.0A ；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。
LG9110 被广泛应用于玩具汽车电机驱动、步进电机驱动和开关功率管等电路上。
管脚定义：1 A路输出管脚、2和3 电源电压、4 B路输出管脚、5和8地线、6 A路输入管脚、7 B路输入管脚恒压恒流桥式1A驱动芯片L293L293是著名的SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
其后缀有B、D、E等，除L293E为20脚外，其它均为16引脚。
其额定工作电流为1A，最大可达1.5A，Vss电压最小4.5V，最大可达36V；Vs电压最大值也是36V，但经过我的实验，Vs电压应该比Vss电压高，否则有时会出现失控现象。
恒压恒流桥式2A驱动芯片L298NL298也是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。
1、15脚是输出电流反馈引脚，其它与L293相同。
在通常使用中这两个引脚也可以直接接地。
图样见附件。
L298N逻辑功能ENA(B)H H H L INl(IN3)H L同IN2(IN4)X IN2(IN4)L H同INl(IN3)X电机运行情正转反转快速停止停止况。
L9110S 电机驱动芯片资料
引出端排列按下图的规定。引出端排列为俯视图。
序号
1 2 3 4
符号
OA VCC VCC OB
功能 A路输出管脚 电源电压
电源电压 B路输出管脚
序号
5 6 7 8
符号
GND IA IB GND
功能
地线 A路输入管脚 B路输入管脚
地线
极限值
符号
参数
VCC IMax VHIN VLIN Pd max Topr
参数
静态电流 操作电流 输出饱和压降 IOUT=500mA 输出饱和压降 IOUT=200mA 持续输出电流 电流峰值
范
围
最小 典型 最大
－
0.1 2.0
－
100 200
－
1.00 1.15
单位
uA uA V
－
0.75 0.85
V
750 800 850 mA
－
1500 2000 mA
逻辑功能真值表
IA
具备管脚高压保护功能； 工作温度：-20℃-80℃。
描述：
L9110 是 为控 制和 驱 动电 机设计 的 两 通道 推 挽式 功率 放大专 用 集 成 电路 器件 ， 将分 立 电 路 集 成 在 单 片IC之 中 ， 使 外 围 器 件 成 本 降 低 ， 整 机 可 靠 性 提 高 。 该 芯 片 有 两 个 TTL/CMOS 兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的 正反向运动及刹车，它具有较大的电 流驱动 能力， 每通 道能 通 过750～ 800mA的持 续 电 流， 峰值 电流能力可达1.5～2.0A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能 释放感性负载的反向冲击电流 ，使它在驱动 继电器、直 流电 机、步进电机或 开关功率 管 的 使 用 上 安 全可靠。L9110被广泛应用于保险柜、玩具汽 车的电机驱动、步进电机驱 动和开关功率管等电路上。
两路电机驱动H桥L9110 步进电机电机驱动模块
{ digi talW rite (IN 3, L O W ; digitalWrite(IN4,HIGH; } } void aa()//先正轉1秒停1秒後反轉1秒 { //正轉 digitalWrite(IN3,LOW; digitalWrite(IN4,HIGH; digitalWrite(IN1,LOW; digitalWrite(IN2,HIGH; delay(1000); //暫停一秒 stopMotor(true); delay(1000); stopMotor(false);//恢復電機使能端高電 //反轉 digitalWrite(IN3,HIGH); digitalWrite(IN4,LOW); digitalWrite(IN1,HIGH); digitalWrite(IN2,LOW); delay(1000); // 暫停 stopMotor(true); delay(1000); stopMotor(false); } void stopMotor(boolean r)//電機停轉 { if (r) { } } void setup( { int i; for (i=4;i<=7;i++) //為Ardunio 電機驅動版 pinMode(i,OUTPUT); //設置數字端口4,5,6,7為輸出模式 for (i=4;i<=7;i++) digitalWrite(i,OUTPUT); //設置數字端口4,5,6,7为HIGH,電機保持不動 Serial.begin(9600); } void loop() { aa();//兩個直流電機正轉1秒 暫停一秒 反轉一秒 }
IA 1 輸入低電平， IA 1 輸入高電平， 【 OA 1 O2】 電機正轉；IA2 輸入低電平， IA2 輸入高電平，【OA2 OB2】 電機反轉；
基于单片机技术的智能巡检小车的设计
自动巡检智能搭载小车的设计与实现摘 要：目前各大企业的仓库和厂房都采用人工巡检，存在很多漏洞。
危险场合人工巡检，存在人身安全隐患。
本文以单片机技术为控制核心，设计了一款按预定轨道行驶的自动巡检搭载小车，取代人工巡检。
实验表明：所设计的自动巡检智能搭载小车能按预定轨道自动寻迹和避障。
无使用条件限制，达到设计目标。
关键词：AT89S51；红外传感器；直流电机；自动控制 中图分类号： 文献标识码：1 引言各大企业的仓库和厂房都采用人工巡检，既浪费了人力又存在很多隐患，而对于一些恶劣环境场合，例如：高温烘干室、防爆化学反应室等，还可能对巡检人员的人身安全造成危害。
据统计每年企业的仓库未能定期巡检所造成的损失占据企业成本的5%左右[1]。
作者基于单片机技术设计了一款按预定轨道行驶的自动巡检智能搭载小车，搭载摄像头完成自动巡检，不受环境条件限制，代替工人巡检，消除隐患，防患于未然。
2 结构及原理自动巡检智能搭载小车的结构原理如图1。
主要包括红外检测模块、电机驱动模块、指示灯模块和A T89S51单片机控制模块。
图1 自动巡检智能搭载小车的结构原理图当红外检测模块检测到小车偏离轨道或前方有障碍时，向控制模块发送信号，控制模块处理该信号后，向驱动模块发送相应的驱动信号，经放大，驱动电机M1和M2转动，实现小车自动寻迹和避障，同时指示灯模块点亮相应指示灯指示。
3 电路的设计本文主要设计小车的红外检测电路、电机驱动电路和控制电路。
其中，控制电路采用单片机最小系统[2]，电路比较简单，在此不多作介绍。
3.1寻迹避障检测电路设计红外检测电路的设计如图2所示。
图2 红外检测电路设计红外检测信号D1、D2和D3分别通过P3.5，P3.6, P3.7端口送入单片机，根据信号电平高低，判断小车的运行状况。
当P3.5端口输入为高电平，说明小车左侧偏离轨道，需要右转。
当P3.6端口信号为高电平，说明小车右侧偏离轨道，需要左转。
当P3.7端口信号为高电平，说明小车前有障碍物，需后退3s 后停止，等待人工命令。
智能循迹小车设计
智能寻迹小车设计与实现摘要:本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实验，设计主要有三个模块，包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。
小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
采用L298电机驱动及PWN电机调速，利用红外对管传感器检测黑线达到循迹目的，以及自动停车，自动循迹。
整体系统的电路结构简单，可靠性高。
关键词：AT89C52单片机 L298电机驱动及PWN电机调速自动循迹Smart car tracingAbstract：This subject is the design and experiment of intelligent car based on AT89C52 single-chip microcomputer, the design has three main modules, including the module of signal detection module, main control module, motor. The main function of the car is able to independently identify black guide line and according to the black line to achieve rapid and stable line running. Using L298 motor and PWN motor, the tube sensor to detect black line to tracking objective using infrared, and automatic stop, automatic tracking. The circuit construction of whole system is simple, high reliability.Keyword ：AT89S52 Microcomputer L298 motor and PWN motor automatic tracking目录第一章前言..................................... 错误！未定义书签。
直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择L90L298NLMD18200
直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择
L90L298NLMD18200
当S1和S4开关管闭合，同时S2和S3开关管断开时，电流从电源的正极流向电机的一个端口，同时从另一个端口流向地。
这导致电机顺时针旋转。
当S2和S3开关管闭合，同时S1和S4开关管断开时，电流从电源流向电机的另一个端口，同时从另一个端口流向地。
这导致电机逆时针旋转。
1.L9110驱动芯片
L9110是一种常用的直流电机驱动芯片，具有双H桥驱动功能。
L9110通常用于小功率的直流电机，它的结构简单、价格低廉，在一些小型机器人等应用中使用广泛。
2.L298N驱动芯片
L298N是一种经典的直流电机H桥驱动芯片，适用于大功率直流电机的驱动。
L298N具有较高的性能和可靠性，可以承受较高的电流和电压，广泛应用于工业控制、机器人、车辆等领域。
选择合适的直流电机H桥驱动电路需要考虑以下几个因素：
1.电流需求：根据直流电机的功率和电流需求选择驱动芯片，确保驱动芯片能够承受电机所需的最大电流。
2.电压需求：根据直流电机的工作电压选择驱动芯片，确保驱动芯片能够承受电机所需的最大电压。
3.控制信号：根据控制信号的类型选择合适的驱动芯片，例如PWM信号控制电机转速。
4.保护功能：一些高级驱动芯片具有过流保护、过温保护等功能，可以保护驱动器和电机免受损坏。
5.成本和体积：根据应用需求选择合适的驱动芯片，平衡性能、成本和占用空间。
总结：直流电机H桥驱动器是控制直流电机转向和速度的关键组件，选择合适的驱动芯片是确保直流电机正常工作的关键。
根据电机的功率、电流需求，以及驱动器的性能、特性和成本等因素进行合理选择。
基于GSM的远程智能温控系统
基于GSM的远程智能温控系统作者：杨世杰来源：《电子世界》2011年第24期【摘要】本文主要阐述了通过GSM室内智能温控系统的实现，系统能将室内的超标信息通过GSM网络自动的传送至用户终端，也可以由用户在远程的查询和控制，克服了用户和房间之间的距离所带来的操作上的不便性。
【关键词】GSM；智能温控1.系统原理与结构1.1 系统功能介绍本系统能以10次/s的速度自动采集现场的环境温度和光照强度、采集空调和窗帘的开闭状态，并通过LCD液晶屏实时地显示出来。
温度的感应范围-55～+125℃，精度为±0.5℃。
光强的强度范围分为强、较强、中、较弱、弱5档。
空调和窗帘的状态为开或者关。
用户可以通过手机或者小灵通等终端与GSM模块连接的系统之间进行无线通信，通信范围为移动网络覆盖的所有范围，做到了真正的通信范围无穷大。
具体的通信为：（1）当系统检测到温度和光强超过设定的标准值时，会自动的发送超标的中文提示短信至用户的手机。
（2）用户可以向系统发送中文短信，实时的查询+++++++++++++++的温度、光强、空调、窗帘的情况。
（3）用户可以发送控制信号控制室内的2种动作：①拉上窗帘和拉开窗帘。
拉窗帘是由单片机给予高电平给LG9110，驱动马达，通过马达正转和反转来实现拉上窗帘和拉开窗帘的动作。
②启动空调和停止空调。
通过单片机给予LG9110高电平，驱动直流电机上的扇叶，以此来模拟空调启动和停止。
1.2 系统方案本设计硬件电路包括电源模块、控制模块、温度模块、光强模块、显示模块、电机驱动模块和GSM通信模块等7部分组成。
各模块之间的关系如图1所示。
1.2.1 主控系统模块主控系统模块采用宏晶科技生产的基于51内核的STC89C516RD+单片机来完成信号采集、控制和通信功能，它有64K的片内FLASHROM和1280B的片内RAM资源，并具有51的内核，加密性很强，采用ISP下载的方式简单易用，且存储容量较大，很适合于做开发设计使用。
单片机-智能循迹机器人说明书
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章前言 (2)1.1 智能循迹机器人简介 (2)1.2 设计目的 (2)1.3 设计内容及要求 (2)第2章硬件设计及说明 (3)2.1 系统设计 (3)2.2 电机驱动部分 (4)2.3芯片AT89S51的内部资源及工作介绍 (4)第3章软件设计及说明 (6)3.1 软件系统流程图 (6)3.2 子模块的原理图及过做过程实验代码 (7)第4章智能循迹机器人的功能简介 (28)第 5章设计心得与体会 (29)参考文献 (30)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章前言1.1 智能循迹机器人简介单片机益智系类—智能循迹机器人是由益芯科技有限公司为科教方便而研发设计的。
根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。
依据提高学生实际动手能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。
智能循迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。
1.2 设计目的1．明确智能循迹机器人的设计原理。
2. 学会智能循迹机器人的组装、焊接方法。
3. 熟悉芯片AT89S51及各个子模块的使用方法，并掌握其工作原理。
4. 编写、调试各个应用程序，实现要求的各种功能。
5. 电子技术课程设计是学习电子技术十分重要的环节之一，对于巩固所学的电子技术理论知识，加强基本的技能训练具有明显的积极作用。
1.3 设计内容及要求1. 分析智能循迹机器人电路原理图、熟识各个电子元器件。
2. 主要技术要求：智能循迹机器人循迹避障、避悬崖、数码显示声控光控停止与行进及蜂鸣报警、红外线遥控等功能，3. 焊接、组装、调试智能循迹机器人4. 写出设计说明书、任务书。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第2章硬件设计及说明2.1 系统设计本组智能小车的硬件主要有以AT89S51作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。
仿生机械设计
仿生机械螃蟹的设计机械创新设计专业：机械设计制造及自动化班级：07机制（2）班姓名：***学号：************仿生机器蟹的设计方案一、仿生机器蟹的原理方案构思和拟定螃蟹以其独特的横向行走方式而标新立异于动物界，从而备受注目。
我正是捕捉到这一点，与仿生机械的创新设计联系起来，拟定做一个具有仿生功能的机器蟹。
此机器蟹首先必须仿螃蟹的横向行走，即也必须使其大腿能够抬起，而小腿能够向大腿所指方向迈出，当其脚落地时能够抓住地面，通过运动带动整个身体向一侧行进。
联想到曲柄摇杆机构，利用其在曲柄旋转时摇杆在两个极限位置摆动这一特性，恰好仿似螃蟹小腿的摆动。
蟹有八条腿，我采用了八个经过改动后的曲柄摇杆机构来模拟。
行走时四条腿着地作为支撑，并抓地向后运动而另外四条腿抬起，向前运动，当抬起运动的四条腿伸到前面最远时着地，此时抓地的四条腿运动到向后的极限处并抬起。
以此循环往复，从而实现了蟹的横向行走。
蟹遇到障碍是可以转向的，但并不象其他动物一样能立即转开，而是不断的转动很小的角度，做一个类似弧线的运动。
采用两个电机不同向旋转带动两个曲柄摇杆系统运动，从而带动身体在纵向缓慢挪动。
蟹的两个前螯能够一张一合来夹起食物，我通过一个电机拉动仿生机器蟹的两个前螯以实现其收拢与张开。
二、仿生机器蟹的原理方案初定1. 仿生机器蟹的横向行走机构：用更改后的曲柄摇杆机构来模拟蟹腿，用两个电机分别控制八条腿，每个电机控制前或后的四条腿。
一条腿的设计简图为：仿蟹腿的机械原理其中大腿的根侧与电机都连在螃蟹的身体上，这样当电机带动曲柄（曲轴）转动时，大腿能实现向上摆动，即带动小腿离地。
而在大腿摆到下面时，小腿的脚可以抓住地面。
因电机始终在旋转，则摇杆与电机的相对摆动便使电机向指定的方向运动。
2、仿生机器蟹的转向机构：我采用两个电机不同时旋转带动两个曲轴系统的不同角度旋转，（1）：前面蟹脚移动一个步距Q，后面的蟹脚移动步距P，两个电机都是正向旋转时，Q和P是不相同的，可实现边行进边转向。
AT1124_9110单通道低压H桥电机驱动芯片
AT1124/9110 包含单路 H 桥电机驱动电路。下图显示电路功能模块：
H-Bridge Circuitry
Bridge Control and Decay Modes
输入管脚 IN1 和 IN2 控制着输出管脚 OUT1 和 OUT2 的状态。下表显示了彼此间的逻辑关系。
9
管脚定义
TOP VIEW
AT1124/9110
单通道低压 H 桥电机驱动芯片
SOP-8
管脚列表
NAME 1124 9110
POWER AND GROUND
GND
6
5
GND
7
8
VM
1
2
VM
4
3
CONTROL
IN1
2
6
IN2
3
7
SLP
-
-
OUTPUT
OUT1
8
1
OUT2
5
4
1124LP
6 7 1 -
2 3 4
8 5
9110LP
5 8 3 -
6 7 2
1 4
Pin Description 器件地 电源
H桥输入1 H桥输入2
H桥输出1 H桥输出2
EXTERNAL COMPONENTS OR CONNECTIONS
所有地管脚需连到系统地。
电源，做好滤波，最小0.1uF电容到地，建议 10uF。 其中任意一个VM可选择NC 逻辑输入，控制H桥输出状态，内部下拉。
1
1.5
mA
0.5
10
uA
IN1，IN2 SLP(AT1124LP/9110LP)
0.7
HR9110 玩具单通道直流电机驱动器说明书
描述HR9110是应用于直流电机方案的单通道H桥驱动器芯片。
HR9110的H桥驱动部分采用低导通电阻的PMOS和NMOS功率管。
低导通电阻保证芯片低的功率损耗，使得芯片安全工作更长时间。
此外HR9110拥有低待机电流、低静态工作电流。
这些性能使能HR9110易用于玩具方案。
HR9110内部含有过温关断保护。
当负载电机是低阻抗的，或者输出端短路，这样使能HR9110的输出电流急剧上升，同时内部温度也急剧上升。
当芯片温度超过最大温度阈值（典型150℃），HR9110会关断所有的输出，防止潜在安全隐患。
只有当确认了芯片回归到安全的工作温度，内置温度迟滞电流才重新控制驱动电路。
应用锂电池直流电机驱动玩具机器人控制型号选择Part Number Package HR9110S SOP8 HR9110D DIP8特点●内置PMOS、NMOS的单通道H桥驱动器●四种驱动功能：正传、反转、停转和刹车功能●低RDS(ON)电阻（0.3Ω），连续输出电流1.2A●低待机电流（0.01uA）和低静态工作电流（0.2mA）●低工作电压●宽电压供电，1.8V-6.8V●内置过温关断保护电路●符合RoHS标准封装形式SOP8DIP8功能模块示意图电路工作极限at Ta=25°CParameter Symbol Conditions Ratings UnitLogic Supply Voltage VCC 5.5VLoad Supply Voltage VM 6.8VLogic Input voltage V IN VCC VOutput Current I OUT±1.2APeak Out Current Iop3A Operating Ambient Temperature T A Range S-20to85°C Maximum Junction T J(max)150°CStorage Temperature T stg-55to150°C推荐工作条件at Ta=25°CMin NOM Max Unit Logic Supply Voltage Range VCC 1.8-5VLoad Supply Voltage Range VM 1.8-6VLogic Input Voltage Range VIN0-VCC V Continuous RMS or DC output current per bridge IOUT-1200+1200mA电特性at Ta=25°C,VCC=3V，VM=3V，RL=15Ω，unless otherwise noted。
小功率直流电机驱动芯片-LG9110
驱动和开关功率管等电路上。
管脚定义： 序号 符号
功能
器件管脚图
1
OA
A 路输出管脚
2
VCC
电源电压
OA
GND
3
VCC
电源电压
4
OB
B 路输出管脚
VCC
IB
5
GND
地线
VCC
IA
6
IA
A 路输入管脚
7
IB
B 路输入管脚
OB
GND
8
GND
地线
地址：深圳南油大道创世纪滨海花园 4 栋 6D 邮编：518054 TEL:0755-26965868 FAX:0755-26549868 Email: Asic@
马达控制驱动芯片
特点： n 低静态工作电流； n 宽电源电压范围：2.5V-12V； n 每通道具有 800mA 连续电流输出能力； n 较低的饱和压降； n TTL/CMOS 输出电平兼容，可直接连 CPU； n 输出内置钳位二极管，适用于感性负载； n 控制和驱动集成于单片 IC 之中； n 具备管脚高压保护功能； n 工作温度：0℃-80℃。
机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过 750～800mA 的持续
电流，峰值电流能力可达 1.5～2.0A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位
二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或
开关功率管的使用上安全可靠。LG9110 被广泛应用于玩具汽车电机驱动、步进电机
输出 A 输出 B
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智能寻迹机器人实验指导书
简介单片机益智系列——智能寻迹机器人是由益芯科技有限企业为科教以便而研发设计。
根据现代学校对嵌入式系统开发旳需求。
根据提高学生实际动手操作能力和思索能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统旳应用为参照。
智能寻迹机器人全新旳设计模式，良好旳电路设计，一体化旳机电组合，智趣旳系统开发，更是成为加强学生学习爱好旳总动源。
智能寻迹机器人采用目前较为流行旳8位单片机作为系统大脑。
以8051系列家族中旳AT89S51/AT89S52为主芯片。
40脚旳DIP封装使它拥有32个完全IO(GPIO—通用输入输出)端口，通过对这些端口加以信号输入电路，控制电路，执行电路共同完毕寻迹机器人。
P0.0，P0.1，P0.2，P0.3分别通过LG9110电机驱动来驱动电机1和电机2。
由电机旳正转与反转来完毕机器人旳前进，后退，左转，右转，遇障碍物绕行，避悬崖等基本动作。
在机器人前进时假如前方有障碍物，由红外发射管发射旳红外信号被反射给红外接受管，红外接管将此信号通过P3.7传送入AT89S52中，主芯片通过内部旳代码进行机器人旳绕障碍物操作，同步主芯片将P3.7旳信号状态通过P2.5旳LED指示灯显示出来。
机器人行走时会通过P3.5与P3.6旳红外接受探头来进行检测。
当走到悬崖处时，P3.5或P3.6将收到一种电平信号，此电平信号将通过对应端口传送入主芯片中，主芯片通过内部代码完毕机器人旳避悬崖操作。
同步P3.5与P3.6旳信号状态将通过P2.6/P2.7显示出来。
在机器人旳左转，右转，后退旳过程，可以通过观看以P2.0/P0.7为指示灯旳运行状态。
P0.4为机器人旳声控检测端口，在运行为前进状态时，可以能过声控(如拍手声)来控制它旳运行与停止。
P0.6为机器人旳声音输出端。
在机器人碰到障碍物时。
进行绕障碍物与避悬崖时可以通过此端口控制蜂鸣器发出报警声。
当为白天或黑夜时可以通过P0.5端口中旳光敏电阻来进行判断，以以便完毕机器人夜间自动照明等功能。
SA9110 12V 1.2A H桥马达电机驱动芯片 兼容L9110S
SA9110描述SA9110是为低电压下工作的系统而设计的单通道低导通电阻直流电机驱动集成电路。
集成了电机正转/反转/停止/刹车四个功能SA9110内置温度保护功能，当芯片温度超过内部温度保护电路设置得最高温度点后，内部电路关断内置的功率开关管，切断负载电流，避免温度过高造成塑料封装冒烟、起火等安全隐患。
特性⚫ 工作电压范围 2.5-12.0V ⚫ 最大持续电流1.2A,峰值2.0A ⚫低待机电流 (typ.0.1uA)⚫ 低静态工作电流（typ.200uA ） ⚫ 集成过温保护功能; ⚫SOP8封装典型应用⚫ 直流马达驱动 ⚫ 脉冲电磁阀驱动 ⚫ 步进马达驱动 ⚫ 开关功率管SA9110封装和简单应用电路订购信息应用参考电路芯片使用注意事项：1.以上推荐电路及参数仅适用于普通遥控车玩具，其他玩具及电机驱动在使用SA9110时请根据实际情况来使用。
2.持续电流驱动能力受封装形式、VM、芯片差异及环境温度、PCB 材料及厚度等因素影响，规格书给出参数仅供参考。
在实际使用中请根据产品考虑一定的余量。
3.SA9110功率电源端附近的去耦电容必须就近连接，必须添加，否则容易造成电路击穿；功率电源对地去耦电容容值可根据电机适当调整，图中给出的电容值为参考值。
4.OUTA与OUTB端连接到地的104电容为旁路电容，在三节及三节以上电池的应用条件下建议添加，该电容可有效改善因电机快速正、反转切换而引起的电压尖峰击穿输出端口问题。
5.SA9110采用MOS 工艺设计制造，对静电敏感，要求在包装、运输、加工生产等全过程中需注意做好防静电措施。
6.马达启动瞬间的电流值建议不要超过2.0A。
脚位定义 TYPE DESCRIPTION1 OUTA O 输出OUTA2 VM P 电源输入脚，连接10uF或更大电容在VM和地之间3 VM P 电源输入脚，连接10uF或更大电容在VM和地之间4 OUTB O 输出OUTB5 GND P 功率地6 INA I 逻辑输入INA7 INB I 逻辑输入INB8 GND P 功率地绝对最大定额值V输入电压INA,INB -0.3 7.0静电保护（人体模型）VM, INA,INB,OUTA,OUTB 6 kV工作温度T J-40 150C存储温度T stg-65 150热阻θJA100 °C/W 推荐工作范围参数最小最大单位电源电压VM 3.0 12.0V输入电压INA,INB 0 7.0输出电流I OUTA, I OUTB0 1.2 A 电气特性（VM=6.0V, Ta=25゜C）参数测试条件最小值典型值最大值单位导通阻抗R DSON I OUT=0.8A 0.45 0.65 ΩINA/INB高电平输入电压V INH 2.0 7.0V 低电平输入电压V INL0 0.8高电平输入电流I INH25 50uA 低电平输入电流I0 1功能框图输入-输出逻辑表INA INB OUTA OUTB 工作状态工作电流L L Hi-Z Hi-Z 待命状态I VM_OFFH L H L 前进I VM_ONL H L H 后退I VM_ONH H L L 刹车I VM_ON 输入-输出波形应用说明1、基本工作模式a)待机状态在待机状态下，INA=INB=L。
基于单片机控制的智能自动往返小汽车设计
基于单片机控制的智能自动往返小汽车设计随着现代科技的发展和自动化水平的提高，智能小汽车作为生活中的常用工具，人们对其智能性、可靠性等提出了越来越高的要求，因此需要对智能小汽车进行优化设计. 本文对硬件系统和主要功能模块进行了规划，设计了一个基于单片机控制的自动往返小汽车系统，以STC89C52 单片机为核心器件，可实现电动小汽车的速度控制、自动停车、往返控制等功能，从而满足人们对小汽车智能化功能的要求.1 系统总体设计系统设计以单片机STC89C52 芯片为核心控制部件，LG9110 作为电机驱动芯片，利用传感器检测技术原理、AD 画图、KEIL 软件编程，将程序烧录到单片机中，实现各个子模块的功能. 此外，系统采用红外探测法来检测实时路况信息，并通过PWM 调制自动调节电机转速. 系统总体设计框图如图1 所示.图1 系统总体设计框图2 系统硬件设计系统硬件模块设计主要包含电机驱动模块、路况检测模块、智能防撞报警模块、寻迹模块等.2.1 电机驱动模块电机驱动模块是目前遥控小车普遍采用的驱动模块[3]. 直流电机有两个控制端，通过设置输入电平值来改变电机的运转，单片机通过控制引脚电平的高低来控制直流电机的转速. 由于单片机自身管脚输出的高电平电压很小，不足以驱动电机进而带动整个小车运行，因此最适合小车驱动的是运用电机驱动芯片来完成，我们采用的是电机驱动芯片LG9110.2.2 路况检测模块该模块使用红外探测法. 由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，故可根据接收到反射光的强弱来判断路面情况和前方是否存在障碍物. 红外发射管发射红外信号，经路面反射后传给红外接收管进行判断处理. 上电后，红外发射管导通，向地面以及前方发射红外信号，当遇到白色路面时，红外信号经白色路面进行漫反射，这时红外接收探头刚好接收到红外信号，探头导通，将低电平送给单片机进行判断处理.2.3 智能防撞报警模块智能小车能够自动识别前方的障碍物，如果有障碍物则调节小车的运动轨迹来避开障碍物，同时在遇到障碍物时，能够报警提示.2.4 寻迹模块所谓寻迹，就是在一条有弯曲黑线的白纸跑道上，利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点来改变小车的运行轨迹. 小车在行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，而当红外光遇到黑色地面时，不产生反射. 如果小车右边稍微跑出黑色跑道，发出的红外光就会遇到白色地面而产生漫反射，这时旁边的黑色接收探头接收到反射信号后会导通. 探头接收到红外信号，会产生一个低电平，送给单片机处理，使小车进行左转操作；同理，当小车左边跑出黑线时，左侧探头识别之后给小车低电平，提示小车右转，这样就完成了小车的自动寻迹功能.3 系统软件设计在系统软件设计时，我们将所有的模块程序嵌入到单片机中，这种嵌入式设计主要是为了便于控制，且不占用CPU 资源，因为寻迹模块以及避障模块等都同时用到了实时检测扫描，这样不仅占CPU，而且多个程序同时运行还会产生冲突. 系统程序设计流程图如图2 所示.软件设计主要子模块介绍：(1) 红外解码的实现红外解码是实现小车的自动寻迹功能的前提条件，因此单片机的红外解码是贯穿整个程序设计的主线，在整个系统中起着重要作用.(2) 电机驱动从实际情况来说，在整个系统中，电机的驱动在小车运行中占据主导地位，是很重要的一部分，同时也是小车在接收到控制命令之后单片机的最终输出部分，是所有模块在执行控制命令时的外在表现.图2 系统程序设计流程(3) 小车寻迹寻迹的基本原理：黑白跑道对红外光的反射不同. 所以通过编写扫描单片机管脚值的程序，来实现相应功能. 小车寻迹模块的程序流程如图3 所示.(4) 小车防撞报警开启小车防撞功能时，主程序调用防撞报警子函数，当道路前方遇到障碍物时，小车内部的防撞函数将调用电机驱动子函数来调节小车的运行轨迹，避免小车撞击障碍物，同时报警提示.图3 寻迹程序流程图4 系统功能实现4.1 硬件作品(1) 对基于单片机控制的自动往返小汽车主要的STC89C52 核心主控模块、电机驱动模块、显示模块、避障模块进行组装，确保接线无误，完成实物的制作. 硬件作品如图4 所示.(2) 接通电源，整个小车处于启动状态，由于小车头部下方的红外探头未接收到自身发出的红外光，小车不运动，处于静止状态. 启动状态如图5 所示.图4 作品实物图5 小车启动状态(3) 在接通电源的状态下，将手放在左红外探头的下方，红外探头发出的红外光由于碰到手指发生漫反射而被探头接收，从而驱动电机驱动模块，左电机处于运行状态，左轮向前转动. 同理，右轮向前转动. 运动状态如图6 所示.图6 小车运动状态4.2 功能实现本系统实现的主要功能如下：(1)实现小汽车自动往返；(2)当小汽车偏离行驶轨道时，会及时转向，返回跑道；(3)当检测到障碍物时，能自动报警.STC89C52 芯片可以发挥数据处理与实时控制的功能，提高整个系统灵敏度. 当要驱动自动小车前进时，可以通过寻迹模块返回给单片机的信号，使单片机做出相应的控制判断，进而控制电机驱动模块，同时还需要进行PID 算法的测试，精准地控制自动小车在黑线上实现前进、后退和转向，从而实现小车自动往返.4.3 系统实现效果评价对系统功能进行了分析、拓展和延伸，其根本目的是为了实现小汽车的智能化. 通过系统调试，本设计可实现小汽车的自动寻迹和报警功能，且系统设计稳定. 实验结果与理论分析吻合较好，表明该设备在技术上有一定智能性和可靠性.5 总结本文采用的是以STC89C52 为核心的单片机，LG9110 为电机驱动芯片，利用传感器检测技术，结合硬件AD 画图及软件KEIL 的编译与烧录[5]，使单片机控制的小汽车能自动寻迹、防撞报警，从而实现小车的自动往返功能. 本设计最大的特色：无需有线或者无线遥控来控制小车的往返，只需要装上电源，其他功能都可以由单片机来实现，消除了一般玩具小车需无线或有线控制的弊端，是未来玩具小车发展的趋势；同时也可以推广至公交车，实现无人驾驶，降低安全事故的发生，既环保又安全，因此具有一定的应用价值.。
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LG9110电机控制驱动芯片
特点：
1、低静态工作电流；
2、宽电源电压范围：2.5V-12V；
3、每通道具有800mA连续电流输出能力；
4、较低的饱和压降；
5、TTL/CMOS输出电平兼容，可直接连CPU；
6、控制和驱动集成于单片IC之中；
7、具备管脚高压保护功能；
8、工作温度：0℃-80℃。
描述：
LG9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电器器件，将分立电路集成在单片IC
之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。
该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰
性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750-800mA的持
续电流，峰值电流能力可达1.5-2.0A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载
的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。
LG9110被广泛
应用于玩具汽车电机驱动、步进电机驱动和开关功率管等电路上。