基于單片機(jī)的多功能智能機(jī)器人設(shè)計

電路利用麥克風(fēng)采集聲音信號，然后利用LM324 對采集來的信號進(jìn)行比例放大，放大的比例為100 倍，然后接過兩個1N5819 和一個104 獨石電容進(jìn)行包絡(luò)線檢測，最后利用LM358 作為電壓比較器，利用1 K 電阻和880Ω電阻分壓獲得比較電壓值，其電路如圖5 所示。

機(jī)器人的移動采用驅(qū)動直流電機(jī)帶動輪子轉(zhuǎn)動實現(xiàn)，即控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度，系統(tǒng)直流電機(jī)驅(qū)動芯片采用SGS 公司的L298N,內(nèi)部有4 通道邏輯驅(qū)動電路。用三極管組成H 型平衡橋，驅(qū)動功率大，驅(qū)動能力強(qiáng)。同時H 型PWM 電路工作在晶體管的飽和狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)，具有非常高的效率。

圖5 拍手信號捕獲電路

電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于3 個因素：負(fù)載、電壓和電流。對于一個給定的負(fù)載，可以通過脈沖寬度調(diào)制的方法來使電機(jī)保持穩(wěn)定的速度。通過改變施加在直流電機(jī)上的脈沖寬度，可以增加或減小電機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)整脈沖寬度，即改變占空比，調(diào)整電機(jī)的速度。驅(qū)動板采用6 個高速光耦6N137 實現(xiàn)驅(qū)動電路與邏輯電路的隔離，這樣可以有效地避免驅(qū)動電路與邏輯電路之間的相互干擾。驅(qū)動板的電路原理圖如圖6 所示。

圖6 直流電機(jī)驅(qū)動電路

通過軟件編程可以自由改變單片機(jī)兩路PWM脈沖信號的占空比，電機(jī)的A 端連接PWM 脈沖信號，電機(jī)的B 端連接單片機(jī)的一個I/O 引腳。當(dāng)這個I/O 引腳置1 時，電流從電機(jī)的B 端流向電機(jī)的A 端；當(dāng)這個I/O 引腳置0 時，電流從電機(jī)的A 端流向電機(jī)的B 端，這樣電機(jī)就可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，同時控制PWM 脈沖信號的占空比值還可以改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制。通過I/O引腳控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的示意圖如圖7 所示。

圖7 I/O 引腳控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)示意