1、 輪式機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用分析1、引言隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的研究和發(fā)展受到了越來越多的關(guān)注。機(jī)器人是當(dāng)代自動化技術(shù)和人工智能技術(shù)發(fā)展的典型體現(xiàn)，是高新技術(shù)的代表，它融合了精密機(jī)械、電子信息、傳感器、計(jì)算機(jī)、人工智能、自動控制等許多學(xué)科的知識，涉及到當(dāng)今許多科技前沿領(lǐng)域的技術(shù)，可應(yīng)用到宇宙探測、海洋開發(fā)、工廠自動化、建筑、采礦、軍事、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域。2、輪式機(jī)器人機(jī)器人就驅(qū)動方式而言，可以分為輪式機(jī)器人、履帶式移動機(jī)器人、腿式移動機(jī)器人等。本文中主要介紹的是輪式機(jī)器人。輪式機(jī)器人(Wheeled Mobile Robot)是移動機(jī)器人的一個重要分支，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，應(yīng)

2、用前景十分可觀。輪式機(jī)器人的運(yùn)動形式機(jī)構(gòu)具有自重輕、承載大、機(jī)構(gòu)簡單、行走速度快、工作效率高、驅(qū)動和控制相對方便、機(jī)動靈活等眾多優(yōu)點(diǎn)。輪式機(jī)器人按照車輪數(shù)目的同步又有不同的分類，本文主要講和實(shí)驗(yàn)相同的四輪機(jī)器人。當(dāng)在平整地面上行走時，這種機(jī)器人是最合適的選擇。3、輪式機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)3.1 輪式機(jī)器人系統(tǒng)概述輪式移動機(jī)器人系統(tǒng)主要包括：機(jī)械結(jié)構(gòu)、電器結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)等。輪式機(jī)器人車體由車架、電池組、直流電機(jī)、車輪和傳感器等組成，是整個機(jī)器人的基礎(chǔ)部分，車體機(jī)構(gòu)如下圖所示。3.1.1 機(jī)械系統(tǒng)其機(jī)械部分包括傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)和傳感器支架等。智能車機(jī)械系統(tǒng)，對智能車是至關(guān)重要的一部分，機(jī)械系

3、統(tǒng)的發(fā)揮空間很大。機(jī)械系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)向舵機(jī)、傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu)、車輛懸架系統(tǒng)等。其中涉及的工作包括轉(zhuǎn)向舵機(jī)改裝、車模剛度調(diào)校、差速器調(diào)整等。車模舵機(jī)原始支架不符合汽車轉(zhuǎn)向關(guān)系，需要對其進(jìn)行改裝使其符合汽車轉(zhuǎn)向關(guān)系。傳感器支架需要吸收車模震動對傳感器的干擾，也需要減少車的轉(zhuǎn)動慣量。傳感器會改變車模重心，讓車模重心遠(yuǎn)離地面或車中心，這樣會影響到車模輪胎附著力分配，影響車模加速和轉(zhuǎn)向性能。車模懸架系統(tǒng)調(diào)校可以使車模遠(yuǎn)離共振，有更好的地面附著性能。車模整體剛度調(diào)整讓車模轉(zhuǎn)向靈敏也不超調(diào)。試驗(yàn)中舵機(jī)安裝如下：舵機(jī)安裝舵機(jī)是智能車的轉(zhuǎn)向執(zhí)行部分，對車模來說，轉(zhuǎn)矩越大越好，原裝舵機(jī)的支撐方面不能發(fā)揮出舵機(jī)轉(zhuǎn)矩的

4、極限，可以改裝舵機(jī)使車模的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更加靈敏。目前舵機(jī)主要有三種安裝方法：臥式（可前置、后置）、扣式和立式。三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際安裝視具體情況而定。動力傳動系統(tǒng)由電機(jī)、電機(jī)齒、差速器和半軸。動力傳送系統(tǒng)在智能車運(yùn)行中可以實(shí)現(xiàn)倒車功能，減速增扭，還具有差速作用，在必要時還可以中斷動力，使汽車停下來。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如下圖所示，包括舵機(jī)、舵機(jī)支架、舵機(jī)圓盤、舵機(jī)連片、拉桿、車輪、車輪支撐臂。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是比較復(fù)雜的一個系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)校的好，小車的行駛會特別順暢和輕盈。汽車轉(zhuǎn)向系分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系兩大類。機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，傳力件都是機(jī)械的；而動力轉(zhuǎn)向系以發(fā)動機(jī)或電動機(jī)的動力作為主

5、要轉(zhuǎn)向能源，轉(zhuǎn)向輕松省力。主要有液壓助力轉(zhuǎn)向和電動助力轉(zhuǎn)向兩種類型。智能車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為機(jī)械轉(zhuǎn)向系，結(jié)構(gòu)上與汽車的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)類似。汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因前懸掛不同分為非獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和獨(dú)立式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，智能車前懸架為獨(dú)立式懸架，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是參考汽車獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車行駛系統(tǒng)包括：車架、車輪、懸架和車橋。車架主要是接受傳動系統(tǒng)的動力，通過驅(qū)動輪與路面的作用產(chǎn)生牽引力，使汽車正常行駛，要求具有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠燃纯伞＼囕唲t通過和汽車懸架共同緩沖減振，從而保證汽車具有良好的乘坐舒適性和行駛平順性，使用中保證車輪具有良好的附著性，與路面相互作用產(chǎn)生驅(qū)動力、制動力和側(cè)向力，以提高汽車的牽引性、制動性

6、和通過性，車輪同時還承受汽車重力，并傳遞其他方向的力和力矩，降低滾動阻力，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。汽車前懸架最重要的是前輪定位，前輪定位參數(shù)是轉(zhuǎn)向輪、主銷和路面之間的相互位置關(guān)系。具有自動回正作用，保證汽車直線行駛的穩(wěn)定的作用。電機(jī)是車模前進(jìn)的動力裝置，車模加減速特性、行駛過程中的速度響應(yīng)都由電機(jī)特性決定。驅(qū)動系統(tǒng)包括電機(jī)、主減速器、差速器、電機(jī)驅(qū)動板、速度傳感器及其支架。該系統(tǒng)中電機(jī)是車模行駛快慢和反應(yīng)響應(yīng)的關(guān)鍵，驅(qū)動系統(tǒng)中車速傳感器是速度閉環(huán)控制的關(guān)鍵，對車速傳感器的要求是車輛在行駛過程中，速度記錄丟失在5%以內(nèi)。電機(jī)驅(qū)動電流滿足電機(jī)最大過載電流，通態(tài)電阻越小越好。車輪差速器是車輛轉(zhuǎn)向時的輪

7、速差實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)，需要經(jīng)常維護(hù)。 電機(jī) 驅(qū)動系統(tǒng)傳感器固定支架在智能車中不可缺少，設(shè)計(jì)傳感器支架需要在結(jié)構(gòu)、自由度以及材料上下功夫。結(jié)構(gòu)方面在滿足功能的情況下，盡量將支架設(shè)計(jì)的更小、更巧妙。這樣不僅可以降低整車重量還可以有效避免支架與周邊的干涉風(fēng)險(xiǎn)。自由度方面主要考慮需要幾個可調(diào)節(jié)的量、幾個自由度，比如攝像頭在做智能車的前期階段是不能確定高度和仰角的。此時需要設(shè)計(jì)可上下調(diào)節(jié)高度，同時可以調(diào)節(jié)俯仰角的支架。材料方面需考慮加工方便、價格便宜且質(zhì)量小，所以首選鋁質(zhì)材料。對于不需要折邊的支架可以選用PCB加工。3.1.2 電器系統(tǒng)電器部分包括核心板、電源模塊和驅(qū)動模塊。我們用到的是5225核心板，5225

8、是目前客戶使用比較少的芯片，中文資料比少，使用的用戶不是特別多，主頻一般是80M。其外形如下圖所示。核心板必須使用下載器，不同的核心板需要不同的下載器。下載器是系統(tǒng)板必需的調(diào)試工具，在使用下載器時，需要查看系統(tǒng)板的BDM腳和下載器定義的BDM下載腳。5225核心板電源模塊把電池電壓穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)各個部件需要的電壓。該電源模塊把7.2V電壓轉(zhuǎn)化到3.3V、5V、6V、12V電壓。電源模塊進(jìn)行穩(wěn)壓時，特別是對傳感器進(jìn)行供電的電壓，隨著電池電壓變化的幅度越小越好。而轉(zhuǎn)接模塊是核心板與傳感器、驅(qū)動模塊、電源模塊連接的橋梁，具有很好的通用性。轉(zhuǎn)接模塊如下右圖所示。 電源模塊 轉(zhuǎn)接模塊傳感器是車模識別系

9、統(tǒng)的關(guān)鍵，不同類別的傳感器其識別原理不一樣。有光感傳感器和磁感傳感器。主要目的是能夠識別路徑，盡量少丟線。在智能車的制作過程中，傳感器的圖像識別需要做大量的工作。光感傳感器在識別路徑時，外部光線變化和車模振動會導(dǎo)致圖像識別誤差。傳感器支架需要能夠減少車模振動對傳感器的影響，同時也是越輕越好。電機(jī)驅(qū)動模塊是連接單片機(jī)、電池和電機(jī)的模塊，能夠由單片機(jī)控制驅(qū)動電機(jī)的輸出電流，來控制電機(jī)驅(qū)動力。電機(jī)驅(qū)動模塊能夠滿足驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、能耗制動功能要求。電機(jī)驅(qū)動模塊能夠提供的電流必須大于電機(jī)的最大電流，這樣才能發(fā)揮電機(jī)的驅(qū)動力。一般小車的驅(qū)動模塊是BTN7970H橋或者是33886組成的H橋。 3388

10、6 BTN7970H橋4、輪式機(jī)器人的模糊控制避障模塊研究智能輪式機(jī)器人在行走過程中，會面臨復(fù)雜變化環(huán)境，精確的數(shù)學(xué)模型較為難以建立，因此模糊控制方法非常適用于智能輪式機(jī)器人建立環(huán)境模型。4.1 智能輪式機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能輪式機(jī)器人系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)主要由電源模塊、超聲波測距模塊和電機(jī)驅(qū)動模塊成。該輪式機(jī)器人有 2個直流電機(jī)，分別驅(qū)動左右兩個車輪。直流電機(jī)得到正反相電壓，分別產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)。運(yùn)用左右輪的不同正反轉(zhuǎn)組合，驅(qū)動智能輪式機(jī)器人前后移動以及左右轉(zhuǎn)向。同時，電機(jī)驅(qū)動模塊通過 PWM 脈寬對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。4.1.1 硬件結(jié)構(gòu)電源模塊采用嵌入式主控系統(tǒng)和非主控系統(tǒng)分別進(jìn)

11、行供電的方式。使用2塊15V 的電池，每塊電池分別使用 LM 2678 芯片將電源電壓降至 5V，輸出端分別接入嵌入式主控系統(tǒng)和非主控系統(tǒng)。超聲波驅(qū)動部分以嵌入式控制器為核心，包括超聲波發(fā)射驅(qū)動和超聲波接收中斷驅(qū)動。在超聲波發(fā)射驅(qū)動部分，嵌入式控制器產(chǎn)生40kHz的方波信號，通過 74HC14M 芯片的調(diào)制，由超聲波發(fā)射換能器發(fā)射超聲波。由于超聲波在傳輸過程中，會產(chǎn)生能量衰減，因此需要在接收超聲波回波后進(jìn)行放大操作。在超聲波接收驅(qū)動電路中，由接收換能器接收回波，進(jìn)行兩級放大電路。前級使用 NE5532 電路進(jìn)行放大和濾波，將信號放大 10000 倍。后級使用 LM 311 比較器，獲得超聲波信

12、號觸發(fā)嵌入式控制器中斷，最后由 74HC14 進(jìn)行調(diào)制，嵌入式控制器獲得信號并進(jìn)行相應(yīng)處理。智能輪式機(jī)器人的電機(jī)驅(qū)動模塊采用左右輪驅(qū)動。左右輪前后轉(zhuǎn)動組合以及機(jī)器人運(yùn)動方向關(guān)系為：1） 左輪正轉(zhuǎn)，右輪正轉(zhuǎn)，機(jī)器人前進(jìn)；2） 左輪反轉(zhuǎn)，右輪反轉(zhuǎn)，機(jī)器人后退；3） 左輪正轉(zhuǎn)，右輪反轉(zhuǎn)，機(jī)器人右轉(zhuǎn)；4） 左輪反轉(zhuǎn)，右輪正轉(zhuǎn)，機(jī)器人左轉(zhuǎn)。左右輪各由一個 24W 直流電機(jī)驅(qū)動。電機(jī)驅(qū)動芯片選擇 ST 公司的 L298N芯片，該芯片包含 2 個并聯(lián)的 H 橋，進(jìn)行電流閉環(huán)控制以提高控制效率。嵌入式控制器控制 PWM 脈寬，經(jīng)過施密特觸發(fā)器74HC14 進(jìn)行調(diào)制，對電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。4.1.2 避障模糊控制

13、器1） 采集障礙物信息。智能輪式機(jī)器人通過傳感器采集障礙物的方向、距離等信息。控制器根據(jù)采集到的障礙物信息和自身運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整電機(jī)運(yùn)行動作，完成避障功能。2） 建立模糊控制規(guī)則。智能輪式機(jī)器人的轉(zhuǎn)向和速度分別與障礙物的分布、距離相關(guān)。因此建立模糊控制規(guī)則為速度變量 v 和轉(zhuǎn)角變量 。不同方位的障礙物信息，改變轉(zhuǎn)角變量 ，障礙物的距離改變速度變量v。3） 去模糊化處理。為了獲得確定控制信息，需要將模糊量轉(zhuǎn)換為精確量，因此將模糊變量進(jìn)行去模糊化處理。本文使用加權(quán)平均算法得到轉(zhuǎn)角變量 的最終輸出量。對于速度變量 v 可做同樣處理。4.1.3 軟件系統(tǒng)首先，嵌入式控制器對 GPIO 進(jìn)行初始化。嵌入式

14、控制器輸出40kHz的信號后，打開中斷，同時，定時器開始計(jì)數(shù)。如果定時器計(jì)數(shù)溢出，說明在預(yù)定的距離內(nèi)沒有障礙物，智能輪式機(jī)器人不需要進(jìn)行避障行為。如果外部中斷產(chǎn)生，說明預(yù)定距離內(nèi)有障礙物，此時關(guān)閉中斷。從定時器獲得時間T。時間 T就是超聲波的傳播時間。根據(jù)測距公式計(jì)算出智能輪式機(jī)器人和障礙物之間距離。超聲波在空氣中的傳播速度需要考慮溫度的影響。速度 v=331.5+t/273 （m/s），其中，t 為空氣溫度。在室溫下，取超聲波速度約為343.2m/s。智能輪式機(jī)器人通過 5 路超聲波傳感器 （前側(cè)、左前側(cè)、右前側(cè)、左側(cè)、右側(cè)） 探測到的障礙物信息，根據(jù)障礙物距離與即時速度，經(jīng)過通過模糊控制算

15、法計(jì)算后，控制直流電機(jī)執(zhí)行自主避障動作。根據(jù)不同的方向的障礙物，驅(qū)動智能輪式機(jī)器人進(jìn)行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)動作。經(jīng)過恒速試驗(yàn)，智能輪式機(jī)器人避障動作正確，可以完成避障效果。5、收獲心得通過課程的學(xué)習(xí)，讓我對輪式機(jī)器人有了略微詳細(xì)的了解，對運(yùn)動形成的流程有了比較清晰的認(rèn)識。通過自己動手組裝，對具體的機(jī)械部件和各個控制模塊有了更深的了解。我總結(jié)的是：控制系統(tǒng)宏觀構(gòu)想硬件開發(fā)軟件調(diào)試系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。如果把輪式機(jī)器人比作有思想的活機(jī)器的話，那么軟件的調(diào)試和硬件電路板的開發(fā)就是它的靈魂，系統(tǒng)模塊化的設(shè)計(jì)構(gòu)建就是它的基礎(chǔ)。但是在幾周實(shí)驗(yàn)課程上，在軟件的調(diào)試上我還只是停留在通過設(shè)置來使用系統(tǒng)自動生成的程序，要自己來編譯程序

16、還是有很大的困難，語言的學(xué)習(xí)還是有待加強(qiáng)。值得一提的是，在學(xué)習(xí)新東西的過程中，難免會遇到一些難題，但是現(xiàn)在都能夠自己耐心尋找解決方法，循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)也是繼續(xù)科研的必備技能之一。輪式機(jī)器人的開發(fā)是一門很深奧的學(xué)科，僅僅這幾周的學(xué)習(xí)肯定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，但是在這段時間的學(xué)習(xí)中也收獲了很多，不僅僅對智能車有了進(jìn)一步的認(rèn)識，更學(xué)會了思考問題，培養(yǎng)了自己對輪式機(jī)器人的興趣。參考文獻(xiàn)：1趙冬斌,易建強(qiáng).全方位移動機(jī)器人導(dǎo)論.北京：科學(xué)出版社，2010.2張毅,羅元，鄭太雄.移動機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2007.3李磊，葉濤.移動機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與未來J.機(jī)器人,2002,24(5):475-

17、480.4常勇等.輪式移動機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模方法J.機(jī)械工程學(xué)報(bào),2010,46(5)：30-36.5蔡自興.智能控制及移動機(jī)器人研究進(jìn)展.中南南大學(xué)學(xué)報(bào),2005,36(5)：721-726.6孫煒等.模糊小波基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人軌跡跟蹤控制J.控制理論與應(yīng)用,2003,20(1)：49-53.機(jī)器人控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誜S128單片機(jī)普通I/O口輸出功能的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理MCU的很多引腳和片上功能模塊復(fù)用。當(dāng)引腳的復(fù)用功能未使用到時，那么引腳作為普通I/O口使用。關(guān)于I/O口的設(shè)置主要注意以下幾點(diǎn)：2.1功能設(shè)置每個I/O子系統(tǒng)都有一個功能設(shè)置寄存器，其中的幾個位用于部分或者全部引腳

18、的功能設(shè)定，設(shè)定為專用功能后，方向設(shè)置功能可能自然禁止，但上拉、下拉及降功率驅(qū)動功能一般仍然有效，具體取決于I/O子系統(tǒng)的要求。通常復(fù)位后，各引腳默認(rèn)為通用I/O輸入功能，具體取決于MCU的工作模式。2.2方向設(shè)置當(dāng)引腳設(shè)定為通用I/O后，通過方向寄存器指定引腳的輸入/輸出，一般復(fù)位后默認(rèn)為輸入。設(shè)定為輸出后，上拉、下拉功能禁止，但降功率驅(qū)動功能允許，而設(shè)定為輸入后，降功率驅(qū)動功能禁止，而上拉、下拉功能允許。2.3上拉/下拉輸入引腳一般可以設(shè)定是否激活上拉/下拉功能，激活后可以保證浮空引腳的輸入值固定，對于非浮空引腳有時可以提高響應(yīng)速度，增強(qiáng)抗干擾能力。2.4驅(qū)動能力輸出引腳可以選擇是否降低驅(qū)

19、動功率，如果激活可以使驅(qū)動能力降低至約50%，這樣可以減小對其他部分的射頻輻射干擾，同時降低功率消耗，但可能少量延長過渡時間、降低響應(yīng)速度，因此必須根據(jù)引腳的外部負(fù)載情況確定是否采用。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟該實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器進(jìn)行控制，對蜂鳴器進(jìn)行控制的管腳為PK5，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將BDM下載器連接到開發(fā)板上，打開開發(fā)板電源；（2）打開光盤文件中的“演示代碼蜂鳴器蜂鳴器.mcp”。（3）點(diǎn)擊(Debug)按鈕，將源代碼下載到單片機(jī)中，進(jìn)入調(diào)試窗口。（4）點(diǎn)擊調(diào)試窗口的(Start)按鈕，程序開始執(zhí)行。（5）觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”的響聲。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果若蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”的響聲

20、，說明智能車安裝及軟件安裝實(shí)現(xiàn)沒有問題，可以繼續(xù)后續(xù)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)二 電機(jī)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釮橋電路的工作原理，掌握電機(jī)的驅(qū)動方法。二、實(shí)驗(yàn)原理H橋電路是電機(jī)控制的重要電路，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)和速度大小的連續(xù)調(diào)節(jié)。下圖為一個H橋電路的原理圖。H橋的主要部分是4個MOS管。控制時令Q31和Q34導(dǎo)通，Q32和Q33關(guān)斷，則電流由VBAT經(jīng)由motor+流到motor-再回到GND，電機(jī)正轉(zhuǎn)；令Q32和Q33導(dǎo)通，Q31和Q34關(guān)斷，則電流由VBAT經(jīng)由motor-流到motor+再回到GND，電機(jī)反轉(zhuǎn)。用PWM波來控制MOS管，通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)。在這個實(shí)驗(yàn)中我們用本

21、店在售的一路或兩路BTS7970電機(jī)驅(qū)動模塊來驅(qū)動智能車的電機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。單片機(jī)采用P0P3口輸出PWM信號，對H橋進(jìn)行控制。本店銷售的電機(jī)驅(qū)動模塊如下面兩圖所示。BTS7970芯片是集成的半橋芯片，兩片BTS7970芯片可以組成一個完整的H橋。有關(guān)H橋模塊的詳細(xì)說明可以參考光盤“芯片資料”文件夾下的關(guān)于BTS7970模塊的說明。注意：本實(shí)驗(yàn)的演示代碼是針對本店銷售的BTS7970模塊的，如果使用其它店鋪的模塊，演示代碼不一定能用。三、實(shí)驗(yàn)步驟3.1 一路電機(jī)實(shí)驗(yàn)（這個實(shí)驗(yàn)針對光電組，電磁組和攝像頭組可以不進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)）在第九屆智能車比賽上，光電組采用B車模，車模上只有一個電機(jī)，因此采用一路的BT

22、S7970模塊對電機(jī)進(jìn)行控制。（1）電機(jī)耗電量比較大，請用電池給開發(fā)板供電，將電池的正負(fù)極分別接到開發(fā)板上的接口J_S2的BAT+和BAT-上。不要使用電源適配器給開發(fā)板供電，以免燒毀電源。將電池的正負(fù)極分別接到一路BTS7970模塊的J1接口上的BAT+和BAT-上。注意開發(fā)板的BAT-和BTS7970模塊的BAT-必須連在一起，即二者要共地。將電機(jī)兩端連接在模塊的J2接口的OUT1和OUT2上。用跳線帽將BTS7970模塊的J3接口上的（EN-GND）、（INH-VCC）插針短接。用杜邦線將開發(fā)板上的J_H與BTS7970模塊的J3接口相連，連接關(guān)系為：5V與VCC相連，PWM1與PWM1

23、相連，PWM2與PWM2相連，GND與GND相連，其它不連。將BDM下載器連接到開發(fā)板上，打開開發(fā)板電源。（2）打開光盤文件中的“演示代碼一路電機(jī)轉(zhuǎn)動一路電機(jī)轉(zhuǎn)動.mcp”。（3）點(diǎn)擊(Debug)按鈕，將源代碼下載到單片機(jī)中，進(jìn)入調(diào)試窗口。（4）點(diǎn)擊調(diào)試窗口的(Start)按鈕，程序開始執(zhí)行。（5）觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，電機(jī)先正轉(zhuǎn)逐漸加速，之后逐漸減速直到停下，再反轉(zhuǎn)逐漸加速，再逐漸減速直到停下，之后重新正轉(zhuǎn)，如此反復(fù)。在這個實(shí)驗(yàn)中我們采用兩路PWM信號來控制一個H橋，PWM信號的頻率為10kHz。通過匹配PWM1和PWM2的占空比，可以控制電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，以及調(diào)速。PWM2占空比為0，控制PWM1

24、的占空比，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正向調(diào)速，PWM1的占空比為0，控制PWM2的占空比，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反向調(diào)速。3.2 按鍵控制一路電機(jī)實(shí)驗(yàn)（這個實(shí)驗(yàn)針對光電組，電磁組和攝像頭組可以不進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)）（1）電機(jī)耗電量比較大，請用電池給開發(fā)板供電，將電池的正負(fù)極分別接到開發(fā)板上的接口J_S2的BAT+和BAT-上。不要使用電源適配器給開發(fā)板供電，以免燒毀電源。將電池的正負(fù)極分別接到一路BTS7970模塊的J1接口上的BAT+和BAT-上。注意開發(fā)板的BAT-和BTS7970模塊的BAT-必須連在一起，即二者要共地。將電機(jī)兩端連接在模塊的J2接口的OUT1和OUT2上。用跳線帽將BTS7970模塊的J3接口上的

25、（EN-GND）、（INH-VCC）插針短接。用杜邦線將開發(fā)板上的J_H與BTS7970模塊的J3接口相連，連接關(guān)系為：5V與VCC相連，PWM1與PWM1相連，PWM2與PWM2相連，GND與GND相連，其它不連。將BDM下載器連接到開發(fā)板上，打開開發(fā)板電源。（2）打開光盤文件中的“演示代碼按鍵控制一路電機(jī)按鍵控制一路電機(jī).mcp”。（3）點(diǎn)擊(Debug)按鈕，將源代碼下載到單片機(jī)中，進(jìn)入調(diào)試窗口。（4）點(diǎn)擊調(diào)試窗口的(Start)按鈕，程序開始執(zhí)行。 （5）觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，反復(fù)按下KEY1按鍵，電機(jī)正轉(zhuǎn)并且速度逐漸增大；反復(fù)按下KEY2按鍵，電機(jī)速度降低，并最終變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，

26、之后速度逐漸增大。3.3 兩路電機(jī)實(shí)驗(yàn)（這個實(shí)驗(yàn)針對電磁組和攝像頭組，光電組可以不進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)）在第九屆智能車比賽上，電磁組采用C車模，攝像頭組采用C、D或E車模，這些車模上都有兩個電機(jī)，因此采用兩路的BTS7970模塊對電機(jī)進(jìn)行控制。（1）電機(jī)耗電量比較大，請用電池給開發(fā)板供電，將電池的正負(fù)極分別接到開發(fā)板上的接口J_S2的BAT+和BAT-上。不要使用電源適配器給開發(fā)板供電，以免燒毀電源。將電池的正負(fù)極分別接到兩路BTS7970模塊的J1接口上的BAT+和BAT-上。注意開發(fā)板的BAT-和BTS7970模塊的BAT-必須連在一起，即二者要共地。將電機(jī)1兩端連接在模塊的J2接口的OUT1和OU

27、T2上。將電機(jī)2兩端連接在模塊的J3接口的OUT3和OUT4上。用杜邦線將開發(fā)板上的J_H與BTS7970模塊的J4接口相連，連接關(guān)系為：5V與VCC相連，PWM1與PWM1相連，PWM2與PWM2相連，PWM3與PWM3相連，PWM4與PWM4相連，GND與GND相連，其它不連。將BDM下載器連接到開發(fā)板上，打開開發(fā)板電源。（2）打開光盤文件中的“演示代碼兩路電機(jī)轉(zhuǎn)動兩路電機(jī)轉(zhuǎn)動.mcp”。（3）點(diǎn)擊(Debug)按鈕，將源代碼下載到單片機(jī)中，進(jìn)入調(diào)試窗口。（4）點(diǎn)擊調(diào)試窗口的(Start)按鈕，程序開始執(zhí)行。（5）觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，兩個電機(jī)同時轉(zhuǎn)動。電機(jī)先正轉(zhuǎn)逐漸加速，之后逐漸減速直到停下，再反轉(zhuǎn)逐漸加速，再逐漸減速直到停下，之后重新正轉(zhuǎn)，如此反復(fù)。在這個實(shí)驗(yàn)中我們采用四路PWM信號來控制兩個H橋，PWM信號的頻率為10kHz。通過匹配PWM1，PWM2，PWM3和PWM4的占空比，可以分別控制兩個電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，以及調(diào)速。3.4 按鍵控制兩路電機(jī)實(shí)驗(yàn)（這個實(shí)驗(yàn)針對電磁組和攝像頭組，光電組可以不進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)）（1）電機(jī)耗電量比較大，請用電池給開發(fā)板供電，將電池的正負(fù)極分別接到開發(fā)板上的接口J_S2的BAT+和BAT-上。不要使用電源適配器給開發(fā)板供電，以免燒毀電源。將電池的正負(fù)極分別接到兩路BTS7970模塊的J1接口上的BAT