第四章 硬件电路设计及实现

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更新于2008-05-27 10:15:39

CMOS

4.1 电源管理模块

        智能车系统采用车模专用的7.2V 1800mAh Ni-cd蓄电池进行供电，但由于各个模块所需要的电压不同，因此需要进行电压调节。其中，S12开发板、舵机需要5V电压；摄像头工作电压为12V；直流电机需要7.5V左右的电压。为了让各模块相互独立，我们使用LM2576为S12开发板和舵机供电，MAX734为摄像头提供电源，M33886为直流电机供电。具体电源管理方案如图4.1。

图4.1 智能车电源管理方案

        其中，LM2576-5.0为单片降压式开关电压调整器，输出电压5.0V；最大输出电流3A；具有热关闭和限流保护功能。经测试，该智能车在5V电压下的负载电流需求不超过350mA，因此，采用LM2576供电完全能满足要求。LM2576-5V电路图如图4.2所示：

图4.2 LM2576-5V电路图

        MAX734为单片DC-DC升压式开关调压器，输出电压12.0V。在本方案中用于为采样摄像头提供所需的+12V电源。该调压器最大供电电流为225mA，完全能满足摄像头120mA的工作电流需要。图4.3为MAX734的电路图：

图4.3 MAX734电路图

4.2 电机驱动模块 

        赛车的行驶速度是决定比赛成绩的重要条件，而驱动电机的性能又最终决定了赛车的最大行驶极限。为了更好的进行车模的速度控制，我们需要选择恰当的电机驱动电路，并且对驱动电机的性能进行评估，以获得最佳的控制效果。

图4.4 驱动模块电路图

        由CPU 发出PWM 波通过33886 驱动芯片控制电机的电压。PB6、PB7输出控制信号， PWM0、PWM1 输出PWM波，经由IN1、IN2、D1、D2/口输入。OUT1、OUT2输出电机调速信号。通过预设的DUTYCYCLE对电机的转速进行调解。

• 工作电压：5-40V
• 导通电阻：120 毫欧姆
• 输入信号：TTL/CMOS
• PWM 频率：< 10KHz
• 具有短路保护、欠压保护、过温保护等；

        驱动芯片MC33886 内部具有短路保护、欠压保护、过温保护等功能。MC33886内部集成有两个半桥驱动电路，本设计中，因为需要控制智能车前进和刹车，所以电机必须能正转反转，因此要采用全桥驱动运行电机。而为了增大电流驱动能力，减小M33886的发热量，我们将两个M33886并联使用，其原理图如图4.4。
 

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