本實(shí)用新型涉及四驅(qū)智能車電路開發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷飛速的發(fā)展，多項(xiàng)技術(shù)在智能車得到廣泛的應(yīng)用。四驅(qū)智能車作為一種小型機(jī)器人，它的應(yīng)用前景和價(jià)值是不可估量的。如今把四驅(qū)智能車作為一種產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)和生產(chǎn)，將會(huì)在市場(chǎng)上產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益。由一般的兩驅(qū)玩具車到比賽、科研專用的四驅(qū)智能車，從能夠語(yǔ)音識(shí)別的智能車到可以進(jìn)行圖像處理的四驅(qū)智能車，電路的制作優(yōu)良直接影響著智能車的平穩(wěn)性運(yùn)行和可靠性控制。隨之目前對(duì)嵌入式技術(shù)的要求加倍提升，對(duì)智能化程度需求越來(lái)越高，軟、硬件結(jié)合的四驅(qū)電路設(shè)計(jì)還未實(shí)現(xiàn)光電一體高效率區(qū)技術(shù)，控制簡(jiǎn)單、性能出眾、供電方便的效果不是很明顯。因此，研發(fā)穩(wěn)定性高、可靠性強(qiáng)、簡(jiǎn)單實(shí)用的四驅(qū)智能車驅(qū)動(dòng)電路對(duì)提高系統(tǒng)的控制、安全運(yùn)行具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路，不但可以保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、寬調(diào)速范圍、高可靠性，而且四驅(qū)驅(qū)動(dòng)滿足盡可能寬的高效率區(qū)，解決了控制復(fù)雜、供電不方便等問(wèn)題。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路，包括與主控制單片機(jī)引腳對(duì)接信號(hào)端口：A號(hào)端口和B號(hào)端口，以及邏輯信號(hào)電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路、舵機(jī)控制對(duì)接信號(hào)端、驅(qū)動(dòng)開關(guān)和LED對(duì)接信號(hào)端，

所述邏輯信號(hào)電路、舵機(jī)控制對(duì)接信號(hào)端、驅(qū)動(dòng)開關(guān)和LED對(duì)接信號(hào)端與所述主控制單片機(jī)相連，邏輯信號(hào)電路的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路的輸入端；主控制單片機(jī)通過(guò)兩個(gè)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置CN1和CN2以對(duì)接方式固定在驅(qū)動(dòng)板上，構(gòu)成了單片機(jī)板引腳對(duì)接A信號(hào)端口和單片機(jī)板引腳對(duì)接B信號(hào)端口，所述控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置CN1和控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置CN2為十針連接直插裝置。

單片機(jī)板引腳對(duì)接A信號(hào)端口的連接信號(hào)有：LED和開關(guān)信號(hào)、舵機(jī)控制對(duì)接信號(hào)、智能車后驅(qū)輸入信號(hào)，單片機(jī)板引腳對(duì)接B信號(hào)端口的連接信號(hào)有：智能車前驅(qū)輸入信號(hào)。

單片機(jī)與A信號(hào)端口的連接和B信號(hào)端口的連接時(shí)，均接入PWM信號(hào)選擇裝置JP1和JP1-1。

前驅(qū)動(dòng)和后驅(qū)動(dòng)邏輯電路的信號(hào)輸入端均接入阻值相同的分流電阻；

前驅(qū)動(dòng)和后驅(qū)動(dòng)邏輯電路包括四片集成芯片：集成芯片U1、集成芯片U2、集成芯片U3、集成芯片U4；

所述集成芯片U1和集成芯片U2芯片型號(hào)為74HC14；集成芯片U3和集成芯片U4芯片的型號(hào)為74HC32。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路中的每個(gè)電機(jī)由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960構(gòu)成H型全橋式電路，需要八個(gè)芯片B1～B8，所述的驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960的輸出分別作為電機(jī)的OUT1和OUT2進(jìn)行連接到電機(jī)連接裝置CN3～CN6。

四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路采用雙電源方式，單片機(jī)及控制電路采用單獨(dú)+5V供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用9.6V鎳鎘電池供電。

采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型一種四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、上述的主控制單片機(jī)通過(guò)兩個(gè)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置以對(duì)接方式固定在驅(qū)動(dòng)板上，減少了PCB制驅(qū)動(dòng)電路板時(shí)的布線，同時(shí)縮減了組裝四驅(qū)車時(shí)的體積。

2、上述的由主控制單片機(jī)引腳對(duì)接信號(hào)端口進(jìn)行控制左電機(jī)的信號(hào)時(shí)，采用了PWM信號(hào)選擇控制，方便四驅(qū)車在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、直角、避障時(shí)能夠迅速調(diào)整方向和剎車，確保車子的安全穩(wěn)定性和靈敏性。

3、上述的邏輯控制電路只需四片集成芯片，對(duì)從單片機(jī)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理，再將輸出的信號(hào)傳送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電路，避免過(guò)多的使用在邏輯控制中的IC芯片，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安全實(shí)用，有效的保護(hù)單片機(jī)的I/O口。

4、上述的驅(qū)動(dòng)開關(guān)可以隨時(shí)控制電源的關(guān)斷來(lái)保護(hù)電路，同時(shí)LED的安裝可以明顯的觀察驅(qū)動(dòng)電機(jī)是否正常運(yùn)行。

5、上述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路中的每個(gè)電機(jī)由兩個(gè)大電流半橋高集成驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成H型全橋式電路，采用BTS7960搭建全橋電路，輸出功率較大，開通和關(guān)斷時(shí)間應(yīng)小，電路整體的性能穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的單片機(jī)板引腳對(duì)接A號(hào)端口圖。

圖2為本實(shí)用新型的單片機(jī)板引腳對(duì)接B號(hào)端口圖。

圖3為本實(shí)用新型后驅(qū)動(dòng)邏輯電路示意圖。

圖4為本實(shí)用新型前驅(qū)動(dòng)邏輯電路示意圖。

圖5為本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)開關(guān)和LED示意圖。

圖6為本實(shí)用新型后-左電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖。

圖7為本實(shí)用新型后-右電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖。

圖8為本實(shí)用新型前-左電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖。

圖9為本實(shí)用新型前-右電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖。

圖10為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路的整體效果示意圖。

圖中：1—控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置CN1、2—PWM信號(hào)選擇裝置JP1、3—控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置CN2、4—PWM信號(hào)選擇裝置JP1-1；5—IC芯片74HC14、501—IC芯片U1（74HC14）、502—IC芯片U2（74HC14）；6—IC芯片（74HC32）、601—IC芯片U3（74HC32）、602—IC芯片U4（74HC32）；7—開關(guān)（SW1）；8—發(fā)光二極管LED、801—發(fā)光二極管（LED2）、802—發(fā)光二極管（LED3）；9—驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960、901—驅(qū)動(dòng)芯片B1（BTS7960）、902—驅(qū)動(dòng)芯片B2（BTS7960）、903—驅(qū)動(dòng)芯片B3（BTS7960）、904—驅(qū)動(dòng)芯片B4（BTS7960）、905—驅(qū)動(dòng)芯片B5（BTS7960）、906—驅(qū)動(dòng)芯片B6（BTS7960）、907—驅(qū)動(dòng)芯片B7（BTS7960）、908—驅(qū)動(dòng)芯片B8（BTS7960）；10—電機(jī)連接裝置、1001—后-左電機(jī)連接裝置（CN3）、1002—后-右電機(jī)連接裝置（CN4）、1003—前-左電機(jī)連接裝置（CN5）、1004—前-右電機(jī)連接裝置（CN6）。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

參見圖1—10，一種四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路主要包含有：與主控制單片機(jī)引腳對(duì)接信號(hào)端口、邏輯信號(hào)電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路、舵機(jī)控制對(duì)接信號(hào)端、驅(qū)動(dòng)開關(guān)和LED對(duì)接信號(hào)端。邏輯信號(hào)電路、舵機(jī)控制對(duì)接信號(hào)端、驅(qū)動(dòng)開關(guān)和LED對(duì)接信號(hào)端與主控制單片機(jī)相連，邏輯信號(hào)電路的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路的輸入端。

進(jìn)一步的，與主控制單片機(jī)引腳對(duì)接信號(hào)端口可以分為引腳對(duì)接A號(hào)端口、引腳對(duì)接B號(hào)端口。A號(hào)端口對(duì)應(yīng)的控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置CN1，B號(hào)端口對(duì)應(yīng)的控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接裝置CN2。CN1和CN2為十針連接直插裝置，主控制單片機(jī)通過(guò)兩個(gè)所述的CN1和CN2以對(duì)接方式固定在驅(qū)動(dòng)板上，不僅縮減組裝時(shí)的體積，而且減少額外的布線。

參見圖1—2， A號(hào)端口的連接信號(hào)有：LED2、LED3、舵機(jī)的PWM信號(hào)、后驅(qū)動(dòng)的右電機(jī)PWM、DIM信號(hào)、后驅(qū)動(dòng)的左電機(jī)PWM、DIM信號(hào)、開關(guān)信號(hào)， B號(hào)端口的連接信號(hào)有：前驅(qū)動(dòng)的右電機(jī)PWM、DIM信號(hào)和前驅(qū)動(dòng)的左電機(jī)PWM、DIM信號(hào)。進(jìn)一步的，電流的大小決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)兩端的電壓成比例，而電機(jī)兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機(jī)的速度與占空比成比例，占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)得越快，當(dāng)占空比α＝1時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大。通過(guò)PWM信號(hào)的占空比來(lái)改變電流的大小，從而間接控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制部分采用DIM信號(hào)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)板A號(hào)端口第7號(hào)引腳、第8號(hào)引腳和B號(hào)端口的第7號(hào)引腳、第8號(hào)引腳均接入PWM信號(hào)選擇裝置JP1和JP1-1，確保信號(hào)的輸入可靠性，方便四驅(qū)車在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、直角、避障時(shí)能夠迅速調(diào)整方向和剎車。

參見圖3—4，前驅(qū)動(dòng)和后驅(qū)動(dòng)邏輯電路作為緩沖器隔開控制部分進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)，前驅(qū)動(dòng)和后驅(qū)動(dòng)邏輯電路的信號(hào)輸入端均接入阻值相同的分流電阻，阻值均為10kΩ，電阻的另一端接地。前驅(qū)動(dòng)和后驅(qū)動(dòng)邏輯電路只需四片集成芯片U1、U2、U3、U4，且U1和U2芯片型號(hào)為74HC14，U3和U4芯片的型號(hào)為74HC32，這樣就可以避免過(guò)多在邏輯控制中使用IC芯片，且有效的保護(hù)單片機(jī)的I/O口。

參見圖5，從單片機(jī)引腳對(duì)接A號(hào)端口的第2引腳和第3引腳分別串聯(lián)阻值相同的電阻R5和電阻R10，阻值均為1kΩ。所述電阻R5和電阻R10的另一端分別連接發(fā)光二極管LED2和LED3，LED2和LED3的另一端連接VCC（+5V），LED的型號(hào)為EBR3338S。A號(hào)端口的第9引腳與開關(guān)SW1的第1引腳連接，開關(guān)的第1引腳串聯(lián)電阻R13，阻值為10kΩ， R13另一端連接VCC（+5V）。所述的SW1型號(hào)為B3F-1050，可以隨時(shí)控制電源的關(guān)斷來(lái)保護(hù)電路，通過(guò)觀察LED2和LED2同時(shí)亮就可以判斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常運(yùn)行。

參見圖6—9，由于大電流半橋高集成驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960的芯片內(nèi)部為一個(gè)半橋，因此，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路中的每個(gè)電機(jī)由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成H型全橋式電路。在BTS7960使能的情況下，控制系統(tǒng)只要使用單片機(jī)的的PWM 輸出口即可完成電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能?？刂撇糠植捎肞WM 控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，改變PWM 的占空比調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960的第2引腳連接阻值為3.3kΩ電阻，電阻的另一端連接由邏輯電路的輸出信號(hào)，第3號(hào)引腳連接阻值為3.3kΩ電阻，電阻另一端連接VCC（+5V）。第5號(hào)引腳連接阻值為3.3kΩ電阻，第六號(hào)引腳連接阻值為3.3kΩ電阻和容值為0.1uF電容，且兩電阻和電容并聯(lián)，另一端直接接地。

進(jìn)一步的，驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960的第4和第8引腳合并一起輸出電壓，作為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際輸入，且每項(xiàng)輸出并聯(lián)濾波電容，因此，兩片驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960的輸出分別作為電機(jī)的OUT1和OUT2進(jìn)行連接到電機(jī)連接裝置，電機(jī)連接裝置包括有后-左電機(jī)連接裝置CN3、后-右電機(jī)連接裝置CN4、前-左電機(jī)連接裝置CN5、前-右電機(jī)連接裝置CN6，電機(jī)連接裝置為二針連接直插裝置。

進(jìn)一步的，四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)采用對(duì)稱的形式，組成四個(gè)全H橋驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開關(guān)管的開通和關(guān)斷時(shí)間盡可能小，驅(qū)動(dòng)效率比較高。

進(jìn)一步的，四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路采用雙電源方式，單片機(jī)及控制電路采用單獨(dú)+5V供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用9.6V鎳鎘電池供電。

參見圖10，一種四驅(qū)智能車的驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)過(guò)PCB制電路板后，按照IC芯片的實(shí)際尺寸、大小反映的整體效果，另外，可選的，公開號(hào)為CN 205039607 U的中國(guó)專利公開了一種四驅(qū)智能車供電電源的方法，該方法可以用于本申請(qǐng)中的四驅(qū)驅(qū)動(dòng)板模塊電路設(shè)計(jì)中，且可體現(xiàn)在圖10中未標(biāo)注的元器件上，因此，使用驅(qū)動(dòng)芯片BTS7960 構(gòu)建成的H 型全橋式電路不僅可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能，而且控制簡(jiǎn)單、性能出眾、供電方便。