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智能小车是如何实现前进、后退、刹车和调速的?

2025-06-16 11:50 发布

在智能小车中,前进、后退、刹车和调速等操作是通过特定的硬件和软件组合来实现的。首先,我们来看电机是如何实现正转、反转和刹车的。

有刷直流电机的正转和反转非常简单,只需要通过电源的正负极接线端子来控制即可。正转时,将电源正极和负极分别接电机的两个接线端子,反转时则反向连接这两个端子。刹车并不是通过断电实现的,而是将两个接线端子接到相同的电平,比如都接到GND,这会使得电机停止转动。

当使用单片机控制电机时,直接用单片机的引脚控制电机可能会遇到问题。单片机引脚的输出电流能力有限,通常为20mA左右,而电机需要的工作电流大约为200mA。因此,需要一个额外的驱动电路,通常使用三极管或MOS管来驱动电机。MOS管由于其较大的电流承受能力,成为了更好的选择。

在智能小车中,驱动电机的电路通常采用MOS管搭成的全桥电路。这种电路可以实现电机的正转、反转和刹车功能。然而,对于四轮小车,如果采用分立元件驱动,电路将会变得非常复杂。因此,采用集成电路解决方案更为合理,例如RZ7899芯片。RZ7899芯片可以实现单个电机的驱动,并且体积小巧,支持3V到25V的电压范围,最大输出电流为3A,非常适合用于智能小车。

通过RZ7899芯片,单片机可以通过BI和FI引脚发送高低电平信号,控制电机的正转、反转和刹车。当BI和FI引脚的电平发生变化时,BO和FO引脚也会相应地改变电平,从而控制电机的工作状态。单片机使用两个引脚即可控制一个电机,而使用8个引脚则可以控制四个电机。

智能小车的调速功能通过PWM(脉宽调制)实现。PWM波形通过控制电机接线端子的高低电平,可以调整电机的速度。具体来说,电机的其中一个端子保持低电平,另一个端子输出PWM波形。这种调速方式可以通过单片机的定时器实现,例如STM32定时器可以输出四路PWM,通过两个定时器即可控制小车的四个电机。

通过这种方式,智能小车的前进、后退、刹车和调速等操作可以得到精确控制,从而实现智能小车的高效运行。

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