自制智能小车控制电路设计方案

PU是接通了，程序也可以跑了，现在得让程序可以控制电机才行。

前面我们知道，单片机是一个运行程序的芯片，当程序里把变量P0.0变成1时，芯片39接口就变成高电位（5v），变量赋值为0时，接口就变成了低电位(0v)，很是方便。

但问题来了，这个如何控制电机呢？ 先理一下，我们电机有几种功能：正转、反转、刹车、滑行、调速，这几大功能。现在的问题就是考虑如何用0和1来实现这些功能。

正转、反转，小时候玩过电动机的朋友都知道，将电机的两个引线反过来接，那电机就反过来转了，即正负极决定正反转。好了看下面的电路应该就明白了：

中间一个电机，然后当按下开关A、D时 正转，按下B、C时 电机就反转，这样就简单的多了，不用把电机的两根引线拆下来，反过来接，而是按按开关，就可以实现正转、反转了。

仔细看电路，如果把A、C 或B、D按下时，电机没有接通电源，但两个引脚处于短路状态，此时什么状态呢，刹车！！ 为什么。。。 这时由于电机的磁力感应，我们知道电机当手动拨转动时，两个极会反向发电，而且发电的正负极与通电正负极后的转向是相反的。 所以说当转动后，产生的电，电再驱动电机转动，此转动又是反向的，与转动的力抵消。所以此时大家可以试一下，电机是转不动的，或是很紧。那的确就是刹车功能了。

电机转动时，突然把四个按健全打开，发现电机还要转一会儿，那这就是滑行咯。 当然，在转动时，按上面的方法，A、C 或B、D 按下，电机会就突然停止，可以验证刹车功能。

好了，现在功能时还差一个调速，这个先等等。 先想另一个功能，刚才说的这些都是开关按来按去，如果接到单片机上，让其控制呢? 不过，看出来，好像这个开关正好是0和1么。

想到在学三极管时，有一个功能就是开关，

当三级管的B（基极）通上电时，C(发射极)E(极电极)就会接通，这不就是我们要的功能么，好电路改进下：

改进后，可以看到，当a=1 b=0时Q13 Q16接通，当a=0 b=1时Q14 Q15接通，这正是我们要的功能。

就按这个电路来么？

实验证明，失败了（可以看到小车图中中间一堆三极管，其实已经废弃了），这样可能控制电机的正反转，但是小车启动很困难，为什么呢。

我们知道，电动机，是一个感性电路，不是一个纯电阻。简单的说，电机的电阻不是一成不变的，转速越低，电阻越小，转速越高，电阻越大。

所以小车启动过程，就是从低速或零速度开始运作。零速度时，电阻最小，只有零点几欧姆，好了，上面图中，三级管，本身也有内阻，这样，电路简化成这样：

这个想必大家都会算，这个0.1欧的电阻两端会有多少电压，非常小吧，也就零点几。那这么低的电压加到电机上，能转吗？ 显然转不了。 所以最后的结果是，小车要手动推一把才能运作。

于是大家应该想到了，既然电动机变不了，能不能先个内阻非常小的三极管不就行了么？

对，找个内阻小的，而且要非常小，后来发现三极管是找不到，于是最终换了场效管：

好了，这下安逸了，这个内阻非常小，最后小车启动时也很敏捷。

取个名字，这个电路标准叫法为H桥。

现在还差个功能，就是调速咯，电压变了，速度就会变，这个我们知道，但是对于单片机来说，只会输出0和1，输出不了多种电压啊。于是考虑这样：

我们给场效管的电路，不要一至输出1，而是输出一个方波：

即，输入1时，间歇的输出0，因为频率比较高，输入0时，电机不会立即停。于是当调整t1和t2的比例（称为间歇比）时，电机的速度也就变了下来：

这个就是传说中的PWM控制技术。

好了，到此为止，我们通过0和1也就可以控制小车的一系列的功能了，达到我们的要求的，组织下电路:

注：这个电路是在Multisim软件中绘制，好处是这个软件可以模拟，就是通上电，上面的电压表，电流表都会有读数，这个可以尽可能模拟电路的真实环境。

注：里面的场效管的型号不一定准，以第一章的配件清单来。

好了，直接按这电路来么，当然可以运行。但后来试运行时，发现单片机不稳定了，经常重启。查了很久，后来发现，原来是电机运行时，会导至整个电路电压不稳定，干扰了单片机的运行。所以后来想到，在上面A、B、C三个接电单片机的地方，再加一个光电耦合器，这样，就可以把电机电路与单片机电路分开了。光电耦合这样接:

这里，电路图上就不绘在一起了。接单片机的，直接选几个引脚一接即可。

电路设计好了后，就开始焊接:

当拿到场效管时，有点惊讶，发现非常小，于是没办法，整个电路就围着它来了，而且没有长的引脚，所以只能在万能板的反面焊接先这样排布：

注意：

这个场效管的外脚是这样排的：

同时，电路中，这两个是不一样的，中间一个进，一个出，所以对就的型号也是A，B两种，所以连接时，不要排错。

写软件时，经常说小步快跑，同样硬件也是， 当这四个管子焊好后，就可以跑一下了，把它当成开关，试着能否控制电机的转动，如果正转、反转都可以，说明这块电路OK，可以继续往下焊了。

四个场效管好了后，就可以继续焊三极管，然后是电阻，最后把引线全部加到边上的与门电路上。

反面是这样的：

好了，控制电路完成了，接下来就等着写程序控制小车吧。
编辑：hfy