轮式机器人电机驱动系统设计 - 图文(5)

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4 机器人运动控制介绍

4.1总体设计概括

根据以上技术及专业知识分析，此系统以STC89C52单片机为核心，采用两块L298N驱动芯片分别驱动两个直流电机，通过PWM脉宽调速控制直流电机转速。整体采用三轮机械设计，前面设计两轮差速控制方向，后轮可采用两轮从动，也可采用万向轮做支撑。电源采用分开供电方式，用两块电池包分别为电机和单片机供电。

4.2 外围电路拓展

要实现机器人的运动控制，就要求其要具备基本的前进后退，左转右转以及避开障碍物的能力，这些功能要求其自主完成。下面介绍机器人避障功能的实现。 4.2.1避障模块

机器人避障有一下三种基本情况。第一种正前方障碍避障；第二种左侧障碍避障；第三种右侧障碍避障。所以要实现以上三种避障功能，需要在小车上至少安装三组红外对管，一个安装在正前方，另外两个安装在小车前方，方向向外偏30度到45度角，具体角度需要实物调试。

1.机器人启动后正常运行轨迹应该是直线运行，当前方晕倒障碍物时，可设定其规律性左转避障，左转一定的角度，前进一定的距离，如此重复运动，当前方不在有障碍物时，再按照之前转动的角度和次数右转，成功避开障碍物时再按照原始方向前进。

2.正常运行时，前方左侧红外探头检测到障碍物时，可设定其规律定右转一定角度，再前进一定距离，若不再检测到障碍物时，再让机器人按照原来转动的角度和次数左转，以便回到以前的方向运行。

3.当右侧红外探头检测到障碍物时，设定其一律左转。左转前进交替进行，直到不再检测到障碍信号为止，再按照左转的角度和次数右转，回到原来的方向上运动。

实际上除了以上三种情况，还有可能两个或者三个红外对管都检测到障碍信号。若左侧和前方对光管同时检测到信号，则规定其按照第2中情况作出相应动作。若右侧和前方同时检测到信号，则按照第三种情况处理。若三个管子同时检

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测到信号，则程序控制机器人停止前进，并后退一一段距离至信号消失，再按照情况3处理。

如下图13所示为红外对管发射和接收管实物图。红外发射管发射红外光信号，当遇到障碍物时，其发射的红外光会反射给接收管，此时电力路接收到障碍物信号，信号转变为电信号送给单片机处理，做出相应动作。

图13 红外发光和接收对管

4.3控制流程图

复位电路 避障红外对管 Stc89c52 时钟电路 电机驱动电路图14 主板设计框图

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启动 前进 障碍？ Y 壁障? N N 停止? Y 停止

图15 机器人运动控制流程图 表5元器件清单 原件 直流电机 单片机 红外对管 数量 2只 一块 3只 原件 电阻 二极管 电位器 排针 数量 若干 若干 若干 若干 原件 L298N 电容 12MHz晶振 固定绑线 数量 2只 若干 1只 若干 玩具车框架 一个 18

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图16 电机驱动电路图

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5 总结

此系统是以STC89C52单片机为核心的轮式机器人驱动系统。采用L298N电机驱动芯片及PWM技术基本实现机器人启停转向速度控制，另外通过对外围电路的拓展增加了系统的循迹和避障功能，使整个系统功能更加完善。通过此次设计我掌握了以前不熟悉的知识，认识了很多新的东西。使我认识了自己在很多方面的欠缺不足。

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