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害，如今已经十六届智能车啦也是我最后一次参赛了。第十五届充满了遗憾,如今也只能总结失败继续向前啦，接下来就在这里持续更新这次十六届智能车制作的实况吧，主要从硬件设计，程序设计，赛道元素，车模处理这几个方面出发，期待十六届的到来 加油UPUPUP！
@Author: 精神小????君！
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前言

关于TC264主板设计的内容看这里：????智能车四轮组打工日记（一）—TC264主板硬件设计????

一、总体介绍

在电机驱动电路的选型上，有很多选择和选型。 相比较常用的 BTN7971，MOS 导通电阻小、 响应快， 为想要发挥 B 车的性能， 同时 B 车电机满转的电流很大，为了达到软件控制的要求，我们最后经过比较，最终选择了来自英飞凌经典的驱动组合 IR2104 和 IRLR7843，搭建两个 H 桥驱动电路来驱动电机。

二、电机介绍

第十六届的新B车模采用的是RS-540伺服电机,其实物图如下。
RS-540电机实物图：

直流伺服电机具有优良的速度控制性能,它输出较大的转矩,直接拖动负载运行,同时它又受控制信号的直接控制进行转速调节。在很多方面有优越性,具体来说,它具有以下优点:

1. 具有较大的转矩,以克服传动装置的摩擦转矩和负载转矩。
2. 调速范围宽,高精度,机械特性及调节特性线性好,且运行速度平稳。
3. 具有快速响应能力,可以适应复杂的速度变化。
4. 电机的负载特性硬,有较大的过载能力,确保运行速度不受负载冲击的影响。
5. 可以长时间地处于停转状态而不会烧毁电机,一般电机不能长时间运行于停转状态,电机长时间停转时,稳定温升不超过允许值时输出的最大堵转转矩称为连续堵转转矩,相应的电枢电流为连续堵转电流。

三、硬件电路设计

3.1 电源部分

电源部分采用的是1117-5。AMS1117是一个低漏失电压调整器，它的稳压调整管是由一个PNP驱动的NPN管组成的，漏失电压定义为：VDROP=VBE+VSAT。AMS1117有固定和可调两个版本可用，输出电压可以是：1.2V，1.5V，1.8V，2.5V，2.85V，3.0V，3.3V，和5.0V。片内过热切断电路提供了过载和过热保护，以防环境温度造成过高的结温。

为了确保AMS1117的稳定性，对可调电压版本，输出需要连接一个至少22μF的钽电容。对于固定电压版本，可采用更小的电容，具体可以根据实际应用确定。通常，线性调整器的稳定性随着输出电流增加而降低。

AM1117-5的电路图部分：

升压电路采用的是MC34603,MC34063是一单片双极型线性集成电路，专用于直流-直流变换器控制部分。片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流。它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器

MC34063升压电路：从5V升到12V：

电源部分小结：通过AMS1117-5模块将电池的电压稳定在5V,并输送给MC34063用于升压。MC34063输出的12V电压用于提供给后面的H桥电路。

3.2 H桥硬件电路设计

关于H桥电路的设计主要用到了IR2104半桥驱动芯片和IR7843MOS管。

H桥电路整体原理图如下：

1. IR7843MOS管

在H桥中一般使用4个N型MOS管来搭建。对于NMOS，当外部给的栅源极Vgs电压大于芯片的Vgs阈值(大部分在2V-10V之间)时，漏极D和源极S之间直接导通。如果外部给的Vgs电压小于阈值，漏极D和源极S之间截止。

所以简单的来说，NMOS管就是一个由栅极G电压控制的一个开关。就是通过Vgs来控制NMOS管的通断。

NMOS管的原理图如下：

2.IR2104半桥驱动芯片

所谓半桥驱动芯片，便是一块驱动芯片只能用于控制H桥一侧的2个MOS管。因此采用半桥驱动芯片时，需要两块该芯片才能控制一个完整的H桥。

相应的，全桥驱动芯片便是可以直接控制4个MOS管的导通与截止，一块该芯片便能完成一个完整H桥的控制。

这里使用的IR2104便是一款半桥驱动芯片，因此在原理图中可以看到每个H桥需要使用两块此芯片。

IR2104经典电路设计如下：

IR2104的各个引脚功能：

• VCC为芯片的电源输入，手册中给出的工作电压为10~20V。
• IN和SD作为输入控制，可共同控制电机的转动状态(转向、转速和是否转动)。
• VB和VS主要用于形成自举电路。
• HO和LO接到MOS管栅极，分别用于控制上桥臂和下桥臂MOS的导通与截止。
• COM脚直接接地即可。

3.总体说明

对驱动一个电机的H桥电路来说，上半桥由自举电路来控制，下半桥由单片机的引脚来控制。
(关于自举电路大家可以查看这篇文章????H桥驱动电路详解????)

关于上半桥/下半桥/左右半桥的解释：

通过IR2104来控制MOS管的通断最终实现电机的正转与反转。

工作方式简述：

① Q1Q2导通/Q3Q4截止

② Q3Q4导通/Q1Q2截止

注意：电机的正反转取决于电机的接线，这里正转与反转只起说明作用

3.3 PWM输入电路

通过单片机的IO口可以输出PWM波，当输入到驱动板是可以加上74LS244芯片起到隔离加驱的作用。

74LS244为3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器。74LS244没有锁存的功能。地址锁存器就是一个暂存器，它根据控制信号的状态，将总线上地址代码暂存起来。8086/8088数据和地址总线采用分时复用操作方法，即用同一总线既传输数据又传输地址。

具体电路如下图：

数据引脚
8个数据输入端，1A1、1A2、1A3、1A4，2A1、2A2、2A3、2A4，（其中1A4和2A4是高位）。
8个二进制输出端1Y1、1Y2、1Y3、1Y4、2Y1、2Y2、2Y3、2Y4，以四位二进制形式输出。

功能表简介：

三、总结

电机驱动的原理大致介绍完啦，从双驱动变为单驱动之后原理图结构更为简单，关键的地方在于PCB的布线。等原理图部分更新完了就去PCB与元器件的选型介绍啦嘻嘻！

佛祖保佑，下期运放原理图见！

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						 *            佛祖保佑       永不宕机     永无BUG
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						 *        佛曰:  
						 *                写字楼里写字间，写字间里程序员；  
						 *                程序人员写程序，又拿程序换酒钱。  
						 *                酒醒只在网上坐，酒醉还来网下眠；  
						 *                酒醉酒醒日复日，网上网下年复年。  
						 *                但愿老死电脑间，不愿鞠躬老板前；  
						 *                奔驰宝马贵者趣，公交自行程序员。  
						 *                别人笑我忒疯癫，我笑自己命太贱；  
						 *                不见满街漂亮妹，哪个归得程序员？
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最后

以上就是魁梧马里奥为你收集整理的智能车四轮组打工日记（二）——单电机驱动硬件设计前言一、总体介绍二、电机介绍三、硬件电路设计三、总结的全部内容，希望文章能够帮你解决智能车四轮组打工日记（二）——单电机驱动硬件设计前言一、总体介绍二、电机介绍三、硬件电路设计三、总结所遇到的程序开发问题。

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