电子线路装调 课件 C-4：行走机器人电路装调

1C-4：行走机器人电路装调职业能力C-4-1：能正确装接行走机器人电路

学习任务2

知识讲授（一）555定时器在行走机器人电路中采用555定时器来产生正反转控制信号，该控制信号经过H桥驱动电路控制直流电机的正反转，使机器人能够实现前进、后退等功能。3

知识讲授（一）555定时器集成555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，用它能方便地构成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等。4

知识讲授（一）555定时器5

知识讲授【555定时器的应用】1）单稳态电路单稳态触发器是一种只有一个稳定状态的触发器，在无触发信号时，电路处于稳态，在触发信号的作用下，电路翻转为暂稳态，然后自动返回到稳态，稳态持续时间取决于RC定时原件的参数，与外触发信号无关。

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知识讲授【555定时器的应用】2）多谐振荡器多谐振荡器就是方波发生器。由于方波中除基波外还包含了许多高次谐波，因此，又称为多谐振荡器。7

知识讲授【555定时器的应用】3）施密特触发器施密特触发器是数字系统中常用的电路之一，它可以把变化缓慢的脉冲波形变换为数字电路所需要的矩形脉冲。施密特触发器的特点在于它也有两个稳定状态，但这两个稳定状态的转换需要外加触发信号，而且稳定状态的维持也要依赖于外加触发信号，因此它的触发方式是电平触发。8

知识讲授（二）H桥驱动电路H桥路常被用于直流电机控制电路中，因为它的电路形状酷似字母H，故得名与“H桥”。如图C4-1-8所示是一个H桥电机驱动电路，包括4个三极管和1个电机，4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图C4-1-8只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。能力训练操作条件及安全注意能力训练操作条件及安全注意能力训练操作条件及安全注意能力训练操作条件及安全注意1) 正确使用与放置烙铁，避免干烧或烫坏它物；2) 安全规范操作、调试电路，注意人身安全；3) 增强环保意识，注意节约耗材，避免浪费；4) 正确使用仪器仪表，爱护仪器仪表。安全及注意事项能力训练操作过程能力训练操作过程能力训练操作过程能力训练操作记录能力训练操作记录反馈交流问题情境【问题情境一】电路装接完成后通电，机器人所有功能都没有，不知是何原因？解决途径：1）检查电源指示灯是否常亮。不亮则检查电源接线是否正确连接好，电池正负极是否装入正确；2）检查有极性的元器件是否插装正确；3）电路有无虚焊的点或有无损坏的元器件导致电路故障。【问题情境二】电路装接完成后通电，电机转动，但是机器人不发声和闪眼睛，不知该如何检查电路？解决途径:检查机器人头部接线是否正确或连接头部的二极管有无损坏导致电路故障。19职业能力C-4-2：能正确调试行走机器人电路

学习任务20

知识讲授（一）行走机器人电路的组成本电路可分为正、负稳态电路和直流电机正反转驱动电路两部分。正、负稳态电路由555定时器和RC充放电电路组成，用来提供直流电机正转和反转控制信号。直流电机正反转驱动电路由H型全桥式电路构成，主要用来控制电机正转和反转，从而实现行走机器人前进、后退的功能。21

知识讲授（二）行走机器人电路的工作原理初始状态电容C1两端的初始电压为0，小于1/3VCC，3脚输出高电平。此时W2、R13、C5构成正稳态的延时电路，电源通过W2、R13向C5充电（调节W2可以改变C5达到触发电平的时间）。因为正稳态时MT2端为高电平对C1充满了电，2脚一直处于高电平，当C5两端电压达到2/3VCC时，进入另一个稳态，即负稳态，3脚输出低电平，放电管导通，C5两端电压瞬间被拉为低电平。当555定时器进入负稳态后MT2变为低电平，此时C1通过W1、R6、R14对地放电。调节W1可以调节放电的时间，当C1两端的电压降到1/3VCC时，555定时器进入正稳态，如此循环，分别调节W2、W1可以控制正、负稳态电路的延时时间。当NE555处于正稳态时，控制信号为高电平，经R5加到VT1基极，因为VT1为NPN管，故VT1导通，VT1集电极被拉为低电平，再经过R7加到VT3的基极，VT3导通，从而VT5、VT7导通，电流通过MT2经过电机后流经MT1，电机正转，机器人前进，W2可控制电机正转的时间。当NE555处于负稳态时，控制信号为低电平，通过R4加到VT2上，VT2、VT4、VT6、VT8导通，电流通过MT1经过电机后流经MT2，电机反转，机器人后退，W1可控制电机反转的时间。发声、闪灯电路经过二极管VD4供电，正转时MT2为高电平，VD4导通，发声、闪灯电路有电压正常工作，机器人发声、眼睛闪光；反转时MT2为低电平，VD4截止，发声、闪灯电路无电压停止工作，机器人不发声、眼睛不闪光。能力训练操作条件及安全注意能力训练操作过程能力训练操作记录（1）分别用示波器观察W1、W2阻值变化时，电容C1两端电压、电容C5两端电压、555定时器输出电压波形变化情况。（2）调节W1和W2，使555定时器输出高电平持续时间为10s，低电平持续时间5s,记录电容C1两端电压、电容C5两端电压、555定时器输出电压波形，并对电压波形特征进行解释：能力训练操作记录记录正稳态持续时间为10s、负稳态持续时间为5s的电机两端电压波形：能力训练操作记录反馈交流问题情境【问题情境一】电路装接完成后通电，机器人前进时无音乐眼睛不闪烁红光，但后退时有音乐、眼睛闪烁红光，不知是何原因？解决途径：机器人头部二极管正负极接线错误，应将头部的红