基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计

I基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计摘 要进入本世纪以来，地震频发，目前人类尚不能对地震的发生做出准确预报，地震发生后第一时间的救援行动就显得尤为重要。如何有效发现幸存者就是这其中非常重要的一个环节。该无线生命探测小车以 AT89S52 单片机为控制核心，通过 433MHz 无线发射和接收器接收遥控器的控制信号，并对信号快速处理，转换成 PWM 信号来产生不同的直流电压控制直流电机；通过液晶，无线数据通信及温度检测电路，将小车所处环境的温度经无线数据通信显示在遥控器的液晶显示屏上，从而实现实时的无线数据采集。虽尚不能做到生命探测，只作为一种生命救援，环境探测的探索。该无线遥控小车的功能如下：在有障碍物的情况下实现 20 米内的无线遥控；实现前进、后退、加速、减速、左转、右转以及对速度档的选择；对小车所处环境的温度进行数据采集；实现车载移动系统和无线遥控系统的数据通信；液晶显示器显示小车当前的运行状况和车载移动系统采集到的数据。关键词：无线遥控，单片机，PWM，无线数据采集IIA life detection car based on the wireless transmission of narrow environmentAbstractSince this centery, earthquakes have been taking place frequently. At precent, people could not make an accurate forecast of the earthquake. So the emergency rescue is particularly important. And how to find survivors effectively is one of the most important parts.The wireless remote control car used car frame to the core for the control of single-chip AT89S52， through the launch and 433MHz wireless receiver to receive commands， instructions and fast processing， converted into PWM signals to produce a different DC voltage control of DC motor; through LCD， wireless data communication and the temperature and humidity detection circuit， the cars temperature and humidity environment of wireless data communications by the remote control displayed on the LCD screen in order to achieve wireless data collection The functions of the wireless remote control car is as follows： there are obstacles in the realization of the case within 20 meters of the wireless remote control; the realization of forward and backward， speed up， slow down， turn left， turn right and the choice of speed profile; on car temperature environment humidity data collection; the realization of mobile systems and wireless vehicle remote control system data access; liquid crystal display shows the current vehicle operating conditions and vehicle mobile data collection systemKeywords： Wireless remote control; single-chip microcomputer; PWM; Wireless Data AcquisitionIII目 录摘 要 .IAbstract.II1 绪论 . 11.1 课题背景和意义 .11.2 国内外研究现状 .22 设计 说明 .32.1 设计任务 .32.2 原理描述 .32.2.1 总体方案设计 .32.2.2 系统原理 .32.3 方案设计与论证 .42.3.1 车体的设计 .42.3.2 控制器模块 .42.3.3 遥控模块 .52.3.4 电机驱动模块 .52.3.5 显示模块 .52.3.6 温度检测模块 .62.3.7 无线通信模块 .62.3.8 电源模块 .63 车载模块设计 .73.1 电机驱动与控制电路设计 .73.1.1 主控芯片 AT89S52.73.1.2 电机驱动芯片 L298N.113.2 无线遥控接收电路设计 .133.2.1 RF 无线接收模块 J04V.133.2.2 解码芯片 PT2272 .153.3 无线数据采集电路设计 .183.3.1 温度传感器 DS18B20 .183.3.2 NRF905 单片无线收发器 .203.3.3 无线数据采集电路 .22IV4 遥控器模块设计 .234.1 无线遥控发送电路设计 .234.1.1 无线发射头 F05V .234.1.2 PT2262 编码解码芯片 .244.1.3 无线遥控发射电路 .274.2 数据显示模块设计 .284.2.1 液晶显示器 MS12864R.284.2.2 液晶显示模块电路 .305 软件设计 .315.1 主程序设计 .315.2 键盘组合键的子程序设计 .315.3 电机控制子程序设计 .334.3 液晶显示子程序设计 .34结 论 .37致 谢 .38参考文献 .39附录 .40附录 .41附录 .42基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计11. 绪 论1.1 课题背景和意义进入本世纪以来全球已发生过多次强烈地震，特别是 2004 年 12 月 26 日印尼 9.0级地震和 2008 年 5 月 12 日我国汶川 8 级地震，这次智利又发生了 8.8 级地震。强地震带来的破坏往往是毁灭性的，房屋倒塌，桥梁道路断裂，很多人被埋在废墟下等待救援。目前人类尚不能对地震的发生做出准确预报，地震发生后第一时间的救援行动就显得尤为重要。如何有效发现幸存者就是这其中非常重要的一个环节。现如今，人类已经有了生命探测仪，热红外生命探测仪等先进工具。虽然这些仪器能有效搜寻到幸存者，但是这些仪器不能直接地接触到幸存者。如何能够深入到狭小的复杂环境中，在发现生命的同时给生者带去生的希望，就引出了本课题的探索基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计。无线遥控小车具有体积小、成本低、生存能力强、运动灵活等特点。由于其应用场合特殊，所以特别要求这类小车重量轻、体积小、能耗低、实时性好、操作使用可靠。需要说明的是，由于专业限制，本课题对小车的通过能力不做深入研究 1。本设计以单片机作为控制部分的核心部件，选用廉价的遥控编码解码集成电路(PT2262/PT2272)，采用 L298N 专用电机驱动芯片驱动电机，通过 PWM 脉冲调速，遥控器安装了矩阵键盘及液晶显示器，通过 NRF905 实现车载系统和遥控系统的通信，实时显示小车当前的运行状态和所处的环境状况，从而实现了小车的无线智能遥控，使整个系统功能全面。无线遥控小车的控制系统将硬件系统，传感器，驱动控制以及遥控操作等综合起来，集成驱动、控制、传感和能源等于一体 2。首先要求具有小型化、轻量化的特点，因此要求控制系统尺寸小、重量轻、能耗低、能集成在小车体内；其次，实时性是对控制系统的另一个基本要求，对于不确定环境下的信息采集，处理对小车控制系统的实时性提出了更高的要求。另外，要求实现一个无线遥控小车的运动控制将有诸多工程和技术方面的实际困难。遥控工作方式是目前普遍采用的最实用的控制方式，是解决小车智能发展水平与复杂任务要求之间的矛盾的一条有效途径。为了在复杂环境中获取有效的信息，小车必须配置各种类型的传感器。所以，针对无线遥控小车系统的作业性能要求，配备合适的传感器系统作为移动无线遥控小车的感知系统是非常重要的。如需做到生命探测，还需加装专业的传感器如热红外成像摄像头等，但是由于能力及时间限制，有待做进一步的研究探索。依据无线遥控小车系统的总体结构，整个小车系统由移动平台 、车载控制系统、遥控系统和传感检测四大部分组成。操作人员在遥控作业端根据作业任务的要求，通过遥控操作平台的人机交互接口，借助反馈信息控制小车完成特定的作业任务。操作嘉兴学院毕业设计说明书- 2 -人员依据终端反馈的信息，根据特定作业任务的要求发送操作与控制指令信息，控制无线遥控小车的前进、后退、转向、加速和减速。1.2 国内外研究现状工业无线遥控小车起源于美国。由于政府对无线遥控小车研发的资助以及相关技术的推动作用，日本、美国、德国等工业大国在智能无线遥控小车技术上占据着明显优势，新近崛起的韩国在无线遥控小车研发方面也逐渐走向前沿 3。我国的无线遥控小车研究开发工作始于 2 0 世纪 70 年代末，在国家“863” 、 “973”、“九五攻关”等高技术发展计划的重点支持下，取得了重大发展。从上世纪 80 年代开始，国内已开始大范围地进行有关无线遥控小车的研究 4。经过 20 多年的发展，国内在应用、研究方面已经发展得比较好。但是，跟发达国家相比，还存在一定的差距。(1)以清华大学、上海交通大学，中国科学院等科研院所为代表，重点对无线遥控小车基础技术进行研究，诸如无线遥控小车机构的运动学、动力学分析与综合，无线遥控小车运动的控制算法，多传感器控制系统，遥控操作技术等均取得长足进展。(2)大批专业生产无线遥控小车以及自动化设备的公司相继成立，推动了无线遥控小车技术的产业化进程。(3)从应用方面来说，差距会相对大一些。像日本，无线遥控小车技术的应用非常广泛，一般的工厂已经用无线遥控小车进行生产。而在国内，一般的工厂还不是用得很多，只有比较先进的工厂或者是外资企业使用无线遥控小车。(4)从研究的角度来说，差距较应用方面小一些。国际上目前研究的课题，国内的研究人员也有涉及，甚至在某些方面还比国外超前。国外无线遥控小车领域发展近几年有如下几个趋势：(1)工业无线遥控小车性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从 91 年的 10.3 万美元降至 97 年的 6.5 万美元。(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造无线遥控小车整机；国外已有模块化装配无线遥控小车产品问市。(3)工业无线遥控小车控制系统向基于 PC 机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制器日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维护性。(4)无线遥控小车中的传感器的作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接无线遥控小车还应用了视觉、力觉等传感器，而无线遥控小车则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计32. 设计说明2.1 设计任务设计一个基于单片机的无线遥控小车，用单片机作为主控芯片，通过无线遥控系统对小车进行实时性控制，利用无线数据采集系统将车载移动平台采集到的数据信息传送到无线遥控系统的遥控器，通过无线遥控器的液晶显示器显示车载移动平台采集到的数据信息和小车当前的运行状态。设计的主要要求如下：(1) 在有障碍物的情况下实现 20 米内的无线遥控；(2) 实现前进、后退、加速、减速、左转、右转以及对速度档的选择；(3) 对小车所处环境的温度等进行数据采集；(4) 实现车载移动系统和无线遥控系统的数据通行；(5) 液晶显示器显示小车当前的运行状况和车载移动系统采集到的数据。2.2 原理描述本设计主要由电机驱动与控制模块、无线遥控模块、无线数据采集模块、数据显示模块几部分组成。2.2.1 总体方案设计总体方案设计结构图 2-1 如下：A T 8 9 S 5 2电 机（ 驱动）电 机（ 转向）传 感器解码 电路射 频发 射电路图 2-1 总体方案设计结构图2.2.2 系统原理系统以 AT89S52 单片机作为主控芯片，利用 T0 定时器中断产生精确的 PWM(脉宽调试) 脉冲波，通过专用电机驱动芯片 L298N 精确控制电机的转速、转向；无线遥控模块采用编码解码芯片 PT2262、PT2272 实现无线发送、接收操作指令，车载移动平台上的单片机接收到操作指令后改变相应电机的 PWM 脉冲波，从而调节小车当前的嘉兴学院毕业设计说明书- 4 -运行状态；无线数据采集模块由单片射频发射器芯片 NRF905、温度传感器 DS18B20组成，单片射频发射器芯片 NRF905 将传感器采集到的数据发送给遥控器的射频接受收芯片，实现无线数据采集；数据显示模块采用液晶显示器 12864，实时显示小车当前运行状态和无线数据采集模块采集到的数据。2.3 方案设计与论证根据设计要求，本系统主要由电机驱动与控制模块、无线遥控模块、无线数据采集模块、数据显示模块几部分组成。为了较好的实现各模块的功能，分别设计了几种方案并分别进行了论证。2.3.1 车体的设计方案 1：购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。但是一般的说来，玩具电动车具有如下优点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，运行状态比较好。其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，能够方便的实现转速、小车的直线前进与后退。再次，玩具电动车的电机多为直流电机，容易控制及调速，而且这种玩具车架一般都价格便宜。方案 2：自己制作电动车。经过反复考虑论证，采用左右两轮分别驱动，方向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体尾部装一个方向轮。此方案是双轮驱动，并不能很好的实现直线前进与后退，而且制作周期长，电机价格比较昂贵。综上所述：采用方案 1。2.3.2 控制器模块方案 1：采用可编程逻辑器件 CPLD 作为控制器。CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O 资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。方案 2：采用凌阳公司的 16 位单片机，它是 16 位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点 5。处理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时，由于其占用的 CPU 资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。 方案 3：采用 AT 公司的 AT89S52 单片机作为主控制器。 AT89S52 是一个低功耗，高性能的 8 位单片机，片内含 32k 空间的可反复擦写 100，000 次的 Flash 只读存储器，具有 2Kbytes 的随机存取数据存储器(RAM)，32 个 IO 口，3 个 8 位可编程定时计数器。且 AT89S 系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计5综上所述，采用方案 3。2.3.3 遥控模块方案 1：采用红外发射、接收头，以及编码芯片 PT2262、解码芯片 PT2272 组成红外的遥控模块，但是此红外遥控模块发射和接收之间的距离短，而且不能在有障碍物的情况下实现遥控，遥控性能差，但是此无线遥控小车运行速度快，运动灵活，要求能够在远距离有障碍物的情况下实现遥控，而此红外遥控模块不能达到要求。方案 2：采用 RF 无线发射模块 F05V、RF 无线接收模块 J04V，以及编码芯片PT2262 解码芯片 PT2272 组成的无线遥控模块，此遥控模块在开阔地参考距离大于150 米，而且能够在有障碍物的情况下实现遥控，能够达到此无线遥控小车的性能要求6。综上所述，所以采用方案 2。2.3.4 电机驱动模块方案 1：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，机械结构易损坏，寿命短，可靠性差。 方案 2：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻元件价格昂贵，主要问题是一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。 方案 3：采用 ST 公司的 L298N 电机专用驱动芯片。工作电压高，最高工作电压可达 46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达 3A，持续工作电流为 2A；内含两个 H 桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器、线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作；有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作 7。综上所述，采用方案 3。2.3.5 显示模块方案 1：采用 LED 数码管显示无线遥控小车当前的运行状态和车载系统上检测到的各项数据，在本系统中主要用到 10 只 LED 数码管进行动态显示即可达到所需要求。其优点是价格便宜，寿命长；缺点是只能显示 09 的数字和一些简单的字符，电路设计繁锁，且占用空间比较大。方案 2：采用 LCD(12864)液晶显示，其优点是能显示更多的字符，工作电流比LED 小，故其功耗低，且可以有良好的人机界面，直观，显示效果漂亮，体积小。综上所述，采用方案 2。嘉兴学院毕业设计说明书- 6 -2.3.6 温度检测模块方案 1：采用热电阻式的铂电阻温度传感器和湿敏电阻式的湿度传感器，其优点是价格便宜寿命长；缺点是外围电路相互独立而且相对复杂，实现精度不高。方案 2：采用数字式温度传感器 DS18B20，DS18B20 数字温度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。综上所述，采用方案 2。2.3.7 无线通信模块在本设计中，为了使遥控小车当前的运动状态，以及将车载系统检测到当前的环境参数传送到遥控平台的显示接口，就必须使用无线数据收发通讯模块。我们采用NRF905，该模块与单片机接口比较简单，但价格比较贵 8。2.3.8 电源模块在本设计中，电机、车载系统、遥控器独立供电。电机驱动电源采用四节五号干电池供电；车载系统采用 5V 电压供电；无线发射接受头 F05V、J04V 以及单片射频发射器芯片 NRF905 是 3V 电源供电，遥控器同样采用 5V 电压供电。综上所述，采用 7805 稳压芯片，3V 稳压管。基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计73. 车载模块设计车载模块是无线遥控小车的核心。它完成的主要工作包括：接收遥控器的控制命令并解析；控制一台驱动电机和一台转向电机；采集小车当前环境的温度；将小车当前运行的状态和采集到的温度数据通过无线数据通信传输给遥控器。车载模块主要有以下部分电路构成：电机驱动与控制电路、无线遥控接收电路和无线数据采集电路。下面将对整个车载模块进行详细介绍。3.1 电机驱动与控制电路设计电机驱动与控制电路由主控芯片 AT89S52 单片机、 74LS08、电机驱动芯片L298N 组成，主控芯片 AT89S52 的 T0 定时器产生占空比可变的 PWM 信号，产生不同的直流电压控制运动电机的速度、转向电机的转向。3.1.1 主控芯片 AT89S52AT89S52 是由美国 Atmel 公司生产的至今为止世界上最新型的高性能 8 位单片机。该芯片采用 FLASH 存储技术，内部具有 2KB 字节快闪存存储器，采用 DIP 封装，是目前在中小系统中应用最为普及的单片机 9。3.1.1.1 AT89S52 的特点AT89S52 具有以下几个特点：(1) AT89S52 与 AT89S52 系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容；(2) 片内有 4k 字节在线可重复编程快擦写程序存储器；(3) 全静态工作，工作范围：0Hz24MHz；(4) 三级程序存储器加密；(5) 1288 位内部 RAM；(6) 32 位双向输入输出线；(7) 两个十六位定时器/计数器；(8) 五个中断源，两级中断优先级；(9) 一个全双工的异步串行口；3.1.1.2 AT89S52 的功能描述AT89S52 是一种低损耗、高性能、CMOS8 位微处理器，片内有 4k 字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除 1000 次，数据保存时间嘉兴学院毕业设计说明书- 8 -为十年。它与 MCA-51 系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替AT89S52 系列单片机，而且能使系统具有许多 AT89S52 系列产品没有的功能。AT89S52 可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于 4K，四个 I/O 口全部提供给用户。可用 5V 电压编程，而且擦写时间仅需 10ms，仅为 8751/87C51 的擦除时间的百分之一，与8751/87C51 的 12V 电压擦写相比，不易损坏器件，没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围宽(2.7V6V) ，全静态工作，工作频率宽在 0Hz24MHz 之间。AT89S52 芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。P0 口是三态双向口，统称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作 10。3.1.1.3 AT89S52 引脚功能AT89S52 单片机为 40 引脚芯片如图 3-1 所示：图 3-1 AT89S52 引脚分布图(1)口线：P1、P3 共 2 个八位口。P1 口是专门供用户使用的 I/O 口，是准双向口，其中 P1.0 和 P1.1 除作为普通 I/O 用外，还可作为电压比较器输入端。P3 口是双功能口，该口的每一位均可独立地定义为第一 I/O 功能或第二 I/O 功能。作为第一功能使用时操作同 P1 口。基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计9表 3-1 引脚介绍VCC 工作电源+5VGND 电源地VPP 访问外部程序存储器允许信号RST 复位信号输入端XTAL1片内振荡器输入端。在采用外部时钟时，对于 HMOS 单片机，该端必须接地，对于CHMOS 单片机，此引脚用为驱动器XTAL2片内振荡器输出端。在片内它是一个振荡电路反向放大电路输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率，若需采用外部时钟电路，对于 HMOS 单片机，该引脚输入外部时钟脉冲，对于 CHMOS 单片机，此引脚应悬浮RXD 串行口输入TXD 串行口输出ALE 访问片外存储器时，它作为锁存扩展地址低字节的控制信号的输入(2)控制口线：PSEN(片外选取控制)、ALE( 地址锁存控制)、EA(片外存储器选择)、RESET(复位控制);(3)电源及时钟：VCC、VSS、XTAL1、XTAL2操作方法。(4)总结其主要的功能特性如下表 3-2 所示：表 3-2 AT89S52 的主要功能特性兼容 MCS51 指令系统 2K 可反复擦写(1000 次)Flash Rom15 个双向 I/O 口 6 个中断源两个 16 位可编程定时计数器 2.7-6.0V 的宽工作电压范围时钟频率 0-24MHz 128 X8bit 内部 RAM两个外部中断源 两个串行中断可直接驱动 LED 两级加密位低功耗睡眠功能 内置一个模拟比较放大器可编程 UARL 通道 软件设置睡眠和唤醒功能3.1.1.4 单片机最小系统电路嘉兴学院毕业设计说明书- 10 -图 3-2 为单片机最小系统电路图 3-2 单片机最小系统电路AT89S52 单片机最小控制系统电路主要包括：复位电路、时钟电路、直流电源。单片机复位采用按键高电平复位，复位是单片机的初始化操作，只需给 AT89S52的复位引脚 RST 加上大于 2 个机器周期(即 24 个时钟振荡周期)的高电平就可使AT89S52 复位。复位时，PC 初始化位 0000H，使 AT89S52 单片机从 0000H 单元开始执行程序。 除了进入系统的初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态，为摆脱死锁状态，也需要按复位键使 RST 引脚为高电平使 AT89S52 重新启动；除PC 之外，复位操作还对其它一些寄存器有影响，复位时堆栈指针 SP=07H3，而 4 个I/O 端口 P0P3 的引脚均为高电平，这在某些控制应用中，要考虑 P0P3 引脚的高电平对接在这些引脚上的外部电路的影响 11。AT89S52 单片机各功能部件运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片基于无线传输的狭小环境生命探测小车设计11机的稳定性。常用的时钟电路设计有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种是外部时钟方式。此电路采用内部时钟方式。AT89S52 单片机整个程序存储空间可以分为片外和片内两部分， CPU 访问片内和片外程序存储器，可由 EA 引脚上所接的电平来确定。EA 引脚接高电平时，程序将从片内程序存储器开始执行，即访问片内程序存储器；当 PC 值超过片内 ROM 的容量时，会自动转向片外程序存储器空间执行程序。此主控制器最小系统电路 EA 端接高电平，程序将从片内程序存储器开始执行。3.1.2 电机驱动芯片 L298N电机驱动模块采用 L298N，L298N 是 SGS 公司的产品，比较常见的是 15 脚Multiwatt封装的 L298N，内部同样包含 4 通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机 12。3.1.2.1 L298N 工作原理L298N 可接受标准 TTL 逻辑电平信号 VSS，VSS 可接 4.57 V 电压。4 脚 VS 接电源电压，VS 电压范围 VIH 为2.546 V。输出电流可达 2.5 A，可驱动电感性负载。1 脚和 15 脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298 可驱动 2 个电动机，OUT1，OUT2 和 OUT3，OUT4 之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12 脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA ，EnB 接控制使能端，控制电机的停转。 In3， In4 的逻辑图与表 1 相同。由表1 可知 EnA 为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当 EnA 为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转。同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。3.1.2.2 L298N 引脚及定义图 3-3 为 L298N 引脚图 SEN3OUTI69CB+8GD0L图 3-3 L298N 引脚图表 3-3 是 L298N 引脚说明嘉兴学院毕业设计说明书- 12 -表 3-3：L298N 引脚说明名称 管脚 说明SEN1、SEN2 1、15 分别为两个 H 桥的电流反馈脚，不用时可以直接接地OUT1、OUT2 2、3 输出端，与对应输入端同逻辑VS 4 驱动电压，最小值须比输入的低电平电压高 2.5VINPUT1、INPUT2 5、7 输入端， TTL 电平兼容ENA、ENB 6、11 使能端，低电平禁止输出GND 8 地Vss 9 逻辑电源，4.5-7VOUT3、OUT4 13、14 输出端，与对应输入端同逻辑INPUT1、INPUT2 10、12 输入端， TTL 电平兼容3.1.2.3 电机驱动与控制电路电机驱动模块采用 L298N，L298N 是 SGS 公司的产品，比较常见的是 15 脚Multiwatt 封装的 L298N，内部同样包含 4 通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。图 3-4 电机驱动控制电路AT89S52 的 I/O 口 P2.0 、P2.1 作为 PWM 脉冲波的输出口，经 74LS08 四路与门后成为电机驱动芯片的输入信号，L298 比较常见的是 15 脚 Multiwatt 封装的 L298N，内部包含 4 通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。L298N 芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可以达到 50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的 I/O 口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N 可接受标准 TTL 逻辑电平信号 VSS，VSS 可接4.57 V 电压。 4 脚 VS 接电源电