[实用新型]一种智能避障小车电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及本实用新型属于移动智能机器人领域，特别涉及一种基于AVR单片的智能避障小车电路。

背景技术

随着自动控制、传感器、机械、计算机和信息技术的发展，智能移动机器人技术水平迅速提高，其中最常见的是智能避障轮式小车。

智能避障轮式小车主要包含微控制器、传感器和机电运动部件。目前的硬件电路方案多采用嵌入式微控制器、调制的一体化红外接收头和分立元件H桥电机驱动电路。采用该方案的缺点是：1、嵌入式微控制器对开发者技术要求高，开发周期长、价格高、资源浪费多；2、调制的一体化红外接收头需要增益控制、带通滤波、调制、解码、输出驱动等电路，电路较复杂；3、分立元件H桥电机驱动电路元件较多、集成度差、在电路板上占的面积大、对焊接技术要求高、可靠性低、调试复杂。

本实用新型采用AVR ATmega128作为智能避障小车的微控制器，开发周期短、满足功能需求、价格便宜、所有接口预留方便扩展；采用非调制的红外接收管电路侦测周围环境，采样精度高、反应速度快、电路简单；采用专用电机驱动芯片和编码器相关电路实现对直流电机的正反转、制动、调速等闭环控制。采用本实用新型电路的智能避障小车可以完成在复杂环境中的高速直线行走、精确角度转弯、及时发现障碍物并灵活避障。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可以完成在复杂环境中的高速直线行走、精确角度转弯、及时发现障碍物并灵活避障的基于AVR单片机的智能避障小车电路。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种智能避障小车电路，其特征在于：包括微控制器电路及与该微控制器电路连接的电源电路、红外检测电路和电机驱动电路；

所述微控制器电路包括微控制器芯片及与该微控制器芯片连接的晶振、复位电路、指示电路和接口电路；

所述电源电路包括电池及与该电池连接的电压检测电路、稳压电路和电源指示灯电路；所述电源检测电路和稳压电路分别连接至微控制器电路；

所述红外检测电路包括与所述微控制器电路连接的红外传感器发射电路和红外传感器接收电路；

所述电机驱动电路包括编码器二倍频电路及与之连接的直流电机和辨向电路，所述直流电机还连接有电机芯片电路；所述电机芯片电路、编码器二倍频电路和辨向电路分别连接至微控制器电路。

在本实用新型实施例中，所述微控制器芯片为AVR ATmega128，所述晶振为16MHz晶体谐振器和32MHz晶体时钟振荡器，所述接口电路包括红外检测接口、电机驱动芯片接口、编码器二倍频接口、电机辨向接口、电池电压检测接口、陀螺仪接口和通用总线接口。

在本实用新型实施例中，所述稳压电路的稳压芯片为正向低压降稳压器AMS1117。

在本实用新型实施例中，所述红外检测电路共有六路，各路开关管均为NPN型晶体管3904，红外发射管均为大功率红外发射器SFH4550，红外接收管均为硅NPN型光电晶体管。

在本实用新型实施例中，所述电机芯片电路的电机驱动芯片为DMOS 全桥式电动机驱动器A3950；所述编码器二倍频电路包括相互连接的编码器和二倍频电路，所述编码器为IE2-512，所述二倍频电路的二倍频芯片为二输入异或门74AHC1G86；所述辨向电路的辨向芯片为D触发器CD4013B。

在本实用新型实施例中，所述辨向芯片第3、5引脚分别连接所述编码器的两个输出通道，所述辨向芯片第1、2引脚分别连接至接口电路。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：微处理器通过电压检测接口检测电池电压，当电压值低于参考值时，通过指示电路发出光电指示，微控制器通过红外检测接口控制红外发射管的启动和关闭，同时采样红外接收管的电压值，根据电压值的大小计算周边障碍物的距离，微控制器通过电机驱动芯片接口控制直流电机的正反转和制动，同时实现PWM（脉宽调制）调速，微控制器通过编码器二倍频接口获得直流电机的转速，通过电机辨向接口获得电机正反转信息，微控制器根据各接口获得的信息分析计算并控制智能避障小车的姿态，实现在复杂环境中的高速直线行走、精确角度转弯、及时发现障碍物并灵活避障。

附图说明

图1是本实用新型总体结构框图。

图2是本实用新型电源电路图。

图3是本实用新型微控制器资源分配图。

图4是本实用新型微控制器晶振、复位、指示电路图。

图5是本实用新型红外检测电路电路。

图6是本实用新型电机控制芯片电路图。

图7是本实用新型编码器二倍频电路。