易四方技术-四驱全矢量线控底盘智能小车
#**梁山派智能小车功能描述
车身搭载两颗按键分别可以启动/关机，切换运动模式，也可以通过蓝牙控制（启动/关机，切换运动模式，原地转向，加减速，前进、后退等） 附件中有我录制的功能演示视频！B站是：https://www.bilibili.com/video/BV1ez4y1n7VE/?vd_source=abf0933fc690637109aa88318408795f

一、功能需求：

1、LED车灯：

为了模拟行车过车中的车灯状态，梁山派智能小车前方搭载左右各一个LED照明灯；

2、模式切换按键：

为了启动和运动模式切换梁山派智能小车加入2个独立按键；

3、蜂鸣器报警和避障功能：

为了在障碍物时发出警报，梁山派智能小车搭载一个蜂鸣器和一个超声波模块；

4、前进，后退，左转，右转，停止运动：

为了实现前进，后退，左转，右转，停止，改变小车运动的速度。梁山派智能小车配置四个电机驱动芯片和四个N20电机，。

5、循迹：

为了实现循迹功能，梁山派智能小车搭载了五路红外循迹，可用于循黑线行驶；

6、ADC电压检测：

梁山派智能小车利用开发板上的ADC功能检测智能小车电量，方便我们及时充电；

7、蓝牙通讯控制：

梁山派智能小车提供了HC-05蓝牙模块接口电路，可配合手机蓝牙APP实现无线遥控小车的功能；

8、摄像头接口：

预留了一个摄像头模块接口电路，用于学习摄像头识别相关知识；

9、遥控器控制：

预留了一个2.4G无线模块接口电路，可配合遥控器实现智能小车的控制；

10、oled显示：

预留了一个oled显示接口电路，可实时显示小车状态信息；

二、方案实施：

1、LED车灯：

LED小灯选用TJ-L5FYTYGTDLSFLC6TW-A5

通过单片机IO口输出高低电平实现小灯的亮灭。

LED灯的一端连接到单片机IO口，通过单片机IO的高低电平控制LED灯，这里设计了2种驱动的方式，LED车灯的电路是低电平点亮，按键指示灯的电路是高电平点亮

2、模式切换按键：

通过单片机IO口检测按钮的高低电平实现模式切换。

独立按键的电路设计原理是将按键一端连接到单片机IO口，另一端接地，当按键按下时，读取到低电平；按键松开时，读取到高电平。

3、蜂鸣器报警和避障功能：

蜂鸣器选用2300HZ 的TMB12A05_C96093

这里采用的蜂鸣器是有源蜂鸣器，有源蜂鸣器内部自带震荡源，只要一通电就会发出鸣 叫。这里设计的电路原理是采用了一个PNP型的三极管充当开关的作用，通过调整单 片机IO口的高低电平从而达到控制蜂鸣器的效果。单片机的电流驱动能力是比较小的， 直接驱动器件无法正常工作，所以采用三极管的发射极引导电流进入集电极，而不是将 单片机IO口直接加到蜂鸣器上。 当IO口输出高电平时，发射极电压没有远大于基极 电压，三极管没有导通，处于截止状态，蜂鸣器没有发出 声音；当IO口输出低电平时， 发射极电压远大于基极电压，三极管导通，电流从发射极流入集电极，蜂鸣器发出鸣叫 声。

避障功能：选用HC-SR04超声波测距模块

超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波，在发射超声波的同时开始计时，超声波在空气中传播，在传播的时刻碰到障碍物，就会返回一个信号给超声波接收器，超声波接收器接收到信号后立即停止计时，这时候会有 一个时间t，而超声波在空气中传播的速度为340m/s，通过公式s=340 x t / 200，即可计算出待测距离是多少。

4、前进，后退，左转，右转，停止运动：

驱动芯片选RZ7889,电机是DC6V，70转的N20电机

原理：

 单片机本身的IO口电流是非常有限的，如果直接将电机接在单片机IO口，会导致无法正常驱动电机转动，所以我使用电机驱动芯片来驱电机组，这里我选用RZ7889电机驱动芯片。RZ7889是一 款DC双向马达驱动电路，该电路具有良好的抗干扰性，微小的待机 电流、低的输出内阻，同时它还具有内置二极管能释放感性负载的反向冲击电流。

它通过两个逻辑输入端子BI和FI来控制电机的前进、后退及制动。我们将BI和FI与单片机IO进行连接，通过改变单片机I/O口电平从而改变芯片控制端输出引脚的电平，就可以对电机进行正反转，停止以及制动控制。

在进行代码调试时我们可以参照以下的引脚功能表和输入输出真值表进行调试。我们只要将BI和FI引脚连接到单片机的定时器通道引脚，就可以结合单片机的定时器PWM输出功能控制电机转速，从而改变我们智能小车行驶的速度。

5、循迹：

循迹电路主要器件选用LM393电压比较器与 ITR9909红外对管

循迹电路的设计是利用了红外光遇到不同颜色地面反射程度不同的原理。循迹电路采用LM393电压比较器与 ITR9909红外对管进行设计，其中ITR9909的内部集成了红外发射管和接红外收管。循迹的工作原理是将电压比较器的1引脚连接到单片机引脚上，IO配置为输入模式，当电压比较器的1引脚输出高电平时，表示红外光被吸收，检 测到黑线，LED指示灯亮起，单片机IO读取到高电平。

红外循迹的原理：利用红外光在不同颜色的反射情况进行识别检测黑线的原理是红外发射管发射光线到地面，当红外光遇到白色地面则被反射，红外接收管接收到反射光，经过电压比较器后输出低电平。红外发射管发射光线到地面，当红外光遇到黑色地面则被吸收，红外接收管未接收到反射光，经过电压比较器后输出高电平；

6、ADC电压检测：

利用ADC电压采集电路：通过数据手册可以查询到ADC是12位的，通过计算知道精度为2^12-1等于4095。代表ADC可以表示的精度范围为0~4095。 假设最高电压为7.4V，那么ADC测量的值就是最大值4095，当接入电压为GND即0V时，ADC测量的值就为0了。所以可以通过计算算出该函数的斜率，从而就可以求出ADC 采样值的函数，进而就知道了任意ADC测量值对应的电压值。这里通过电阻分压的形式测量ADC，因为IO口最大可以兼容5V，超过5V就会把IO口 烧坏。

7、蓝牙通讯控制：

蓝牙通信选择HC-05蓝牙模块

利用单片机的串口与HC-05蓝牙模块通讯，配合手机蓝牙APP实现无线遥控小车的功能；

8、遥控器控制：

遥控器收发通讯选择rf24l01模块

单片机通过SPI通信协议与rf24l01进行数据交换从而实现远距离控制；

10、oled显示：

单片机通过iic通信协议与oled进行数据交换从而实现显示小车状态信息；

软件部分

下面是主函数里的轮询，展示了整个控制逻辑：

蓝牙/按键开关机

#避障模式

#循迹模式

#蓝牙模式

PCB板焊接展示

在项目调试过程中，中间的循迹指示灯怎么都变亮，在我检查设计和电路测试发现各个点位电压均正常但就是比较器输出没有高电平我经历了拆件反工换芯片电阻LED灯都无法正常让我非常不解。但最终想要放弃的时候又用电压表测试了捅了一遍发现居然在我压住芯片的比较强输出管脚和GND脚时居然亮了，我没有很高兴反而更不解。但最终判定两次焊接这个比较器芯片均为虚焊，从此来看一定要细心的完成焊接别错焊漏焊检查，不然很浪费时间精力。

最终的成品展示

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