循線(xiàn)機器人小車(chē)系統電路模塊設計

　　首先循線(xiàn)機器人小車(chē)可以通過(guò)捕獲紅外傳感器獲取的信號來(lái)引導小車(chē)沿著(zhù)地面上的線(xiàn)條前進(jìn)。從紅外傳感器獲取的信息經(jīng)過(guò)信號放大，送入51單片機，單片機依據邏輯判斷決定小車(chē)左右兩側電機的轉速。單片機通過(guò)PWM技術(shù)來(lái)調控左右兩側直流減速電機的轉速，當左右兩側轉速相同時(shí)，小車(chē)進(jìn)行直線(xiàn)行駛；當左側電機轉速大于右側電機轉速時(shí)，小車(chē)進(jìn)行右轉彎，反之小車(chē)進(jìn)行左轉彎。小車(chē)采用雙電源供電，即控制部分采用5V直流電供電，而電機部分采用12V直流電供電。因為考慮到電機功率不是很大，因此沒(méi)有采用光電隔離處理。

　　小車(chē)5V電源部分電路設計原理圖如下：

　　在設計中我原規劃使小車(chē)即可以通過(guò)USB供電，又可以通過(guò)充電電池組供電，具體選擇哪種供電方式通過(guò)S1開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。由于USB供電電源是標準的5V直流電源，因此就省去了穩壓電路。而在通過(guò)電池組供電的電路中，當S2開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電池組提供的電壓經(jīng)過(guò)U2的穩壓再介入系統當中。U2我才有的是 LM2940CT-5.0，它可以將輸出電壓穩定在5V輸出，輸出電流最大可以達到1.25A。在電路中加入D9的發(fā)光二極管用于指示是否通電，在D9前串入一個(gè)1K歐的電阻R1用于限流。

　　小車(chē)12V直流電源供電部分電路設計原理圖：

　　這部分電路設計同5V電源部分，只是U5部分換成了LM2940CT-12的芯片，此芯片輸出電壓為12V。

　　下面介紹一下小車(chē)動(dòng)力部分的電路設計原理圖：

　　小車(chē)采用4輪驅動(dòng)，左右各2個(gè)12V直流減速電機，通過(guò)L298N來(lái)進(jìn)行驅動(dòng)。L298N的輸入分別接STC89C52RC單片機的P1.4、P1.5、 P1.6、P1.7口。當P1.4、P1.5同時(shí)為高電平或者低電平時(shí)電機B1、B3停轉，即小車(chē)左側車(chē)輪停轉；當P1.4輸出高電平，P1.5輸出低電平時(shí)，B1、B3正轉；當P1.4輸出低電平，P1.5輸出高電平時(shí)，B1、B3反轉；當P1.6、P1.7同時(shí)為高電平或者低電平時(shí)電機B2、B4停轉，即小車(chē)右側車(chē)輪停轉；當P1.6輸出高電平，P1.7輸出低電平時(shí)，B2、B4正轉；當P1.6輸出低電平，P1.7輸出高電平時(shí)，B2、B4反轉；各電機轉速的控制通過(guò)PWM技術(shù)實(shí)現。

　　小車(chē)的循線(xiàn)部分電路原理圖：

　　小車(chē)采用紅外發(fā)射對管RPR-220來(lái)探測地面線(xiàn)條，RPR-220采集到的信號送LM393進(jìn)行放大，然后送入單片機STC89C52RC的P1.2和P1.3口。原理圖中R13、R14是用于調諧紅外發(fā)射對管采集信號的靈敏度的。

　　最后是小車(chē)大腦部分的電路原理圖：

　　圖中繪制了STC89C52RC的復位電路和晶振部分電路。

　　循線(xiàn)機器人小車(chē)比較簡(jiǎn)單，不比雙足機器人有眾多活動(dòng)部件的控制和設計，循線(xiàn)小車(chē)活動(dòng)部件就只是驅動(dòng)小車(chē)的車(chē)輪，控制左右車(chē)輪的轉速來(lái)控制小車(chē)前進(jìn)方向是直行，還是左轉彎，或者右轉彎，因此可以看出整個(gè)控制系統簡(jiǎn)單。通過(guò)簡(jiǎn)單的循線(xiàn)機器人小車(chē)的設計，掌握對電機驅動(dòng)、傳感器信號采集、電源供應、焊接技術(shù)、設備采購、系統總體規劃等部分有個(gè)感性的認識，因為這些部分是將來(lái)所有機器人設計中不可回避的基本部分。