内容发布更新时间 : 2024/11/16 19:05:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

康虹：基于单片机的语言控制小车设计

图3.21小车左转示意图

右转：前轮电机反转，后轮电机正转，这时小车就是会在前后轮共同作用下朝右侧前进，如图 3.22所示;

图3.22小车右转示意图

2、控制板原理图

控制板主要包括：接口电路、电源电路和两路电机的驱动电路，控制板原理图如图 3.23所示。

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华科学院本科毕业设计（论文）

接口电路：接口电路负责将61板的I/O接口信号传送给控制电路板，I/O信号主要为控制电机需要的IOB8~IOB11这四路信号，同时为了方便后续的开发和完善，预留了IOB12~IOB15以及IOA8~IOA15接口，可以在这些接口上添加一些传感器。

电源部分：整个小车有4个电源信号：电池电源，控制板工作电源，61板工作电源，61板的I/O输出电源。系统供电由电池提供，控制板直接采用电池供电（VCC），然后经二极管D1后产生61板电源（VCC_61），通过61板的Vio跳线产生61板的端口电源（V1）。

二极管D1作用：

1、降压，4节电池提供的电压VCC最大可达到6V，D1可有效地降压。 2、保护，D1可以防止电源接反烧坏61板。

图3.23 控制板原理图

3、全桥驱动原理

全桥驱动又称 H桥驱动，下面介绍一下 H桥的工作原理：

H桥一共有四个臂，分别为 B1~B4，每个臂由一个开关控制，示例中为三极管 Q1~Q4。如果让 Q1、Q2 导通 Q3、Q4 关断，此时电流将会流经 Q1、负载、Q2 组成的回路，电机正转 如果让 Q1、Q2 关断 Q3、Q4 导通，如图4.16所示，此时电流将会流经 Q3、负载、Q4 组成的回路，电机反转。如果让 Q1、Q2 关断 Q3、Q4 也关断，负载 Load 两端悬空，如图 3.24所示，此时电机停转。这样就实现了电机的正转、反转、停止三态控制。如果让 Q1、Q2 导通 Q3、Q4 也导通，那么电流将会流经 Q1、Q4 组成的回路以及 Q2和 Q3 组成的回路，如图3.25所示，这时桥臂上会出现很大的短路电流。在实际应用时注意避免出现桥臂短路的情况，这会给电路带来很大的危害，严重的会烧毁电路。

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图3.24 B1~B4 全部停止工作时的H 桥简图 图3.25 B1~B4 全部工作时的 H 桥简图

动力电机驱动电路

动力驱动由后轮驱动实现，负责小车的直线方向运动，包括前进和后退，后轮驱动电路是一个全桥驱动电路，如图3.26所示：Q1、Q2、Q3、Q4 四个三极管组成四个桥臂，Q1 和 Q4 组成一组，Q2 和Q3 组成一组，Q5 控制 Q2、Q3 的导通与关断，Q6 控制 Q1 和 Q4 的导通与关断，而 Q5、Q6 由 IOB9 和 IOB8控制，这样就可以通过 IOB8 和 IOB9 控制四个桥臂的导通与关断控制后轮电机的运行状态，使之正转反转或者停转，进而控制小车的前进和后退。

图3.26动力电机驱动电路图

表3.2小车运行状态与端口对照：

IOB11 0 IOB10 0 IOB9 0 IOB8 0 后电机 停转 前电机 停转 小车 停 - 24 -

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0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 正转 反转 正转 正转 停转 停转 正转 反转 前进 倒退 左前转 右前转 另外还有一些不常用的运行状态，比如右后转、左后转等，结合以上对前轮和后轮的状态分析，其端口对照如表 3.3所示：

表3.3端口对照表

IOB11 0 1 IOB10 1 0 IOB9 1 1 IOB8 0 0 后电机 正转 正转 前电机 正转 反转 小车 右后转 左后转 注意：为了小车的安全请不要出现以下两种组合情况：

表 3.4 禁止的输入状态列表

IOB11 * 1 IOB10 * 1 IOB9 1 * IOB8 1 * 后电机 停转 * 前电机 * 停转 小车 停 停 3.3 系统总体电路图

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图3.27 总体电路图

第4章 系统软件设计

4.1 系统总体程序设计

系统的总体程序流程如图 4.1 所示：

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