遥控玩具车的控制系毕业设计

方法很多，本设计采用集成桥式电机专用驱动芯片L298N。这一设计方案可令系统的控制电路简洁，且可靠性高。

L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W；转速可调，抗干扰能力强，具有过电压和过电流保护；可单独控制两台直流电机，PWM脉宽平滑调速，可实现正反转。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。其引脚图如图3-1所示。L298N控制电机表如表3-1所示。

图3-1 L298N芯片引脚图

驱动的两台直流电机，分别为M1和M2。引脚A，B可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制。实现电机正反转就更容易了，输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，电机M1正转。（如果信号端IN1接低电平， IN2接高电平，电机M1反转。）控制另一台电机是同样的方式，输入信号端IN3接高电平，输入端IN4接低电平，电机M2正转。（反之则反转），PWM信号端控制M1调速，PWM信号端B控制M2调速。可参考表3-1。

表3-1 L298N控制电机表 电机 旋转 方式 正转 N1 反转 停止 N2 正转 控制端 IN1 高 低 低 控制端 IN2 低 高 低 控制端 IN3 高 控制端 IN4 低 输入PWM信号改变脉宽可调速 调速端A 调速端B 高 高 高 高

反转 停止 低 低 低 高 高 高 用L298N驱动电机的电路如图3-2所示。

图3-2 L298N驱动电路

总结：本设计采用驱动芯片L298N驱动两台电机。控制端IN1、IN2、IN3、IN4分别与P1口的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4相连。通过程序控制电机M1、M2的正反转。OUT1、OUT2接电机M1，OUT3、OUT4接电机M2。PWM信号端ENA、ENB分别接单片机的P3.4、P3.5口，控制电机M1、M2的速度。

第4章 硬件电路设计

4.1键盘电路设计

键盘是由若干按钮组成的开关矩阵，它是单片机系统中最常用的输入设备，用户能通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。键盘按其结构形式可分为编码式键盘和非编码式键盘。一般单片机系统中采用非编码键盘，非编码键盘是由软件来识别键盘上的闭合键，它具有结构简单，使用灵活等特点，因此被广泛应用于单片机系统。

4.1.1 键盘工作原理

组成键盘的按钮有触点式和非触点式两种，单片机中应用的一般是由机械触点组成的。当开关S未被按下时，输入为高电平，S闭合后，输入为低电平。由于按钮是机械触点，当机械触点断开、闭合时，会有抖动动。这种抖动对于人来说是感觉不到的，但对计算机来说，则是完全能感应到的，因为计算机处理的速度是在微秒级，而机械抖动的时间至少是毫秒级，对计算机而言，这已是一个“漫长”的时间了。

为使CPU能正确地读出输入口的状态，对每一次按钮只作一次响应，就必须考虑如何去除抖动，常用的去抖动的办法有两种：硬件办法和软件办法。单片机中常用软件法，因此，对于硬件办法我们不介绍。软件法其实很简单，就是在单片机获得输入口为低的信息后，不是立即认定S已被按下，而是延时10毫秒或更长一些时间后再次检测输入口，如果仍为低，说明S的确按下了，这实际上是避开了按钮按下时的抖动时间。而在检测到按钮释放后，再延时5-10个毫秒，消除后沿的抖动，然后再对键值处理。不过一般情况下，我们常常不对按钮释放的后沿进行处理，实践证明，也能满足要求。

4.1.2 键盘接口电路

键盘与单片机控制系统的连接如图4-1所示。

图4-1 键盘的连接

将每个按钮的一端接到单片机的IO口，另一端接地，这是最简单的办法，如图3-3所示是电路板上按钮的接法，六个按钮S1、S2、S3、S4、S5、S6分别接到P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0口上。 各键功能如下：

S1：当S1按下时小车左转； S2：当S2按下时小车右转； S3：当S3按下时小车加速行驶； S4：当S4按下时小车减速行驶； S5：当按S5键时小车前进； S6：当按S6键时小车后退； 4.2 LED显示电路设计

LED显示器集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体，以其色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，成为最具优势的新一代显示媒体，目前，LED显示器已广泛应用于大型广场、商业广告、体育场馆、信息传播、新闻发布、证券交易等，可以满足不同环境的需要。小车上的显示器用来显示加减速的脉冲数。LED显示器，是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为1:10，可以显示各种文字、数字。有机LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。

4.2.1 LED显示器的结构与原理

LED显示器有七条发光二极管组成用以显示字段，并带有一个小数点dp。共阳极接法就是将LED的所有阳极并联接入+5V电压，当某一字段为“0”时，对

应字段就点亮。将七段发光二极管阴极连接在一起，称为共阴极法，当某个字段的阳极为高电平时，对应的字段就点亮。

点亮LED显示器有两种方式，分为静态点亮和动态点亮。

动态显示，就是一位一位的轮流点亮各位显示器。对于每一位显示器而言，每隔一段时间点亮一次，显示位的亮度主要由导通电流、点亮时间与间隔时间的比例决定。动态显示因为其硬件成本较低，所以在多位显示时得到广泛的使用。

静态显示，就是显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止，每一位显示都需要一个八位的输出端口控制，占用的硬件较多，一般多用于显示位数较少的场合使用。

为了显示字符，要为LED显示器提供显示段码，组成一个“8”字形的七段，再加上一个小数点位，共计八段，因此提供LED显示器的显示段码为1个字节。各段码位的对应关系如下表4-1。

段码位 显示位 D7 dp 表4-1 LED显示器各段码位 D6 D5 D4 D3 g f e d 表4-2 LED显示器的显示段码 字型 0 1 2 3 4 5 6 7 共阳极段码 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F9H 共阴极段码 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 字型 8 9 A B C D E F 共阳极段码 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 84H 共阴极段码 7FH 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H D2 c D1 b D0 a 用LED显示器显示十六进制数的显示段码，如表4-2。 4.2.2 LED显示器接口电路 图4-2为LED显示器接口电路，P0口作为段数据口，接LED显示器的各段输出相应位的显示数据的段数据，使某一位显示出一个字符。P1口作为扫描口，接显示器的公共端，选择显示器。依次改变P1口输出的高电平及P0口输出对应的段数据，显示器就显示出相应的字符。