【四驱车DIY活动】开始设计一

zhjb1

劳动节过了，该劳动了。下边将小车的计划和实验简述一下，如有变故可能更改计划。

1、 实现小车控制运动

a、 电机控制。理论上有4个独立的电机，可以分别控制，灵活性和不可预知的运动更好，但需要独立的4路控制和更为复杂的算法。一次简化为左边两电机和右边两电机分别控制以实现直行，转弯和后退，甚至于原地转圈。

首选控制电路芯片为L9110S，控制电路简单，比较经典，控制电流也基本够。如果还不够，准备采用L298模块[手头已有模块]或者33886模块[手头已有]。

b、 MCU采用KL27。

由PWM 2路输出控制电机。采用脉宽输出的到控制电机电压实现变速。

c、 测试蔽障计划采用红外方式，2~N路采样，当遇到障碍后分几种情况：

当左边有障碍，电机控制左电机加速右电机减速实现右转弯，直到测障碍不在前进路上，改为执行;右边相同，转向相反。如果左右同时遇到障碍，则采用随机数算法，决定向右还是向左转弯，转弯后的逻辑与前相同。

前进算法：当连续前进无障碍超过xxxmS，则开始加速前进，如有人以障碍减速并且按照前边的算法转弯规避。

d、超声探测，计划采用已有的超声模块

此模块的特性是本省可以探测前方60度夹角的物体，无物前进，有物按照物体位置实行规避蔽障。

e、人体跟踪

计划采用两片热释电模块经过运算得到最近的人体热象点——两个探头都取最大值，当左偏则电机控制左转反之亦然，实现跟踪。如果当中有其他热敏元插入，计算移动速度判断是跟踪还是舍去。

2、电机控制逻辑设计

     由于共有4个电机，至少需要左右两路独立控制，因此，无论采用哪种电机控制芯片或模块都需要设计控制逻辑。经过简单的分析采用手头现有的芯片两片可以实现控制逻辑：

2-1、采用1片4双入或门和1片反相器构成

见后两图。注意：第二张图右边的编号标错了，图上的4011应该是74HC12！！！不是CD4011！！！后边不得图才是CD4011！！

芯片型号：74HC32、74HC14或类似电路芯片。

此电路需要两路PWM信号独立控制左右电机，两路方向信号控制电机的前进和后退。

仅以1路来分析控制过程。由逻辑图可以看出：当DIR1=0时，CM1+=1，CM1-受PWM1控制形成负PWM脉冲;反之当DIR1=1时，CM1-=1，CM1+受PWM1控制正PWM脉冲，从而实现电机正反控制。当PWM1和DIR都为1时，CM+，CM-输出都为1，电机两端等电位停止旋转。

2-2、采用1片2入4与非门和1片3入与非门

见前两图。

芯片型号：CD4011、CD4023或类似电路芯片。

此电路比2-1电路简单了一点，只需要1路PWM信号和2路方向信号多了一个控制信号，由原理图可以分析得到：

当CTRL=1时PWM信号有效，DIR1=0时，CM1-=1，CM1+受PWM控制输出正PWM脉冲;当DIR=1时，CM1-=1，CM1+受PWM信号控制，输出负PWM脉冲。另一路相同。

当CTRL=0时，PWM无效，DIRn=1时，CMn+-都为1，电机两端等电位停止。

2-3、两电路优劣简析

都是4个控制信号，2路方向信号是必须的。2-2电路只用1路PWM信号，可以省掉1路时钟和PWM发生器，多1路控制信号与DIRn信号一样仅是I/O口，从控制逻辑上看简单了点，但两路电机用1个PWM速度上受限，必须同步。2-1用了2路PWM信号，逻辑上复杂了一些，但可以独立控制两边的电机的快慢，可能灵活性更好。注意上述设计仅限于手头能找到的芯片——不花钱的设计，有不当嫌疑。
    电路仅供参考，不打算加工PCB，准备用洞洞板焊接使用。以后上图和实验结果。

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小七

劳动节辛苦

zhjb1

更正！：
第二张图的输出DIR2与PWM写反了，右边针脚从上向下的顺序是：
DIR1、PWM、CTRL、DIR2、GND、GND、+V、+V。致歉！还有一出错，今天焊完板子测试才发现逻辑关系不对，仔细核对后发现在画SCH图时选择了74HC的原理库。第二张图上的芯片不是CD4011！！而是74HCxx的！！这次补上的图才是CD4011和CD4023的。
Sorry-exp3！！！
好在改动不大，很快就能搞定。