机器人行走设计电路课程设计

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1、 1 机器人行走电路设计机器人行走电路设计 1 1 意义和要求意义和要求 1.1 1.1 意义意义：了解机器人技术的基本知识，将所学的电子技术知识，以及自学的有关单片 机知识运用到设计中来。把理论与实际相结合，能够更好的掌握单片机的应用，同时提高 自己的动手能力。同时结合电子技术基础知识设计电路，提高自己的运用，思考能力。让 电子科技更加接近我们的生活，挖掘我们的潜能和创新意识。 1.2 1.2 要求要求：设计一个能前进、后退的机器人行走控制电路。 1.2.11.2.1 接通电源，机器人前进，行走一段时间后，机器人自动后退，退行一段时间后自 动前行，周而复始。 1.2.2 1.2.2 机器人行

2、走动力只能使用干电池，不能使用动力电源。 1.2.31.2.3 机器人前进、后退时间可调。 1.2.41.2.4 对设计电路进行仿真。 1.3 1.3 创新方面：创新方面：可以控制机器人行走过程的暂停和行走，并且与时间控制同步。 2 2 设计总体方案设计总体方案 2.1 2.1 设计思路设计思路 通过对设计要求分析之后，知道要完成设计需要以下几个部分：信号发生电路、时间 控制电路、 电机驱动电路。 本设计信号发生器由两片 74LS123 组成一个矩形波信号发生器， 利用开关 S 瞬时接地，使电路起振驱动 74LS192 减计数器进行显示，后接一个显示器来显 示时间，计数满后驱动 JK 触发器产

3、生规则的、周期可调的方波驱动信号，再由双 JK 触发 器接受触发信号，JK 触发器为负沿触发， 改变电动机的正传于与反转经过驱动电路驱动 电机工作，而直流电机驱动电路则是由驱动信号驱动三极管构成的开关电路，通过三极管 的导通与截止来控制直流电动机的正反转，从而实现机器人的前进与后退。 2 2.2 2.2 原理原理结构结构框框图图 图 1：原理结构框图 直流电机正反转，实现 机器人的前进或后退 触发器发出信号驱 动直流电机两端压 差发生 正负跳变 计数器计数满产生触 发信号触发 JK 触发 器 两片 74LS123 组 成的信号发生器 74LS192 减计数 器显示机器人前 进或后退时间 7SE

4、GBCD控制数码 管显示电路显示 3 2.3 2.3 整体原理电路图整体原理电路图 图 2：机器人行走电路图 4 2.4 2.4 设计原理分析设计原理分析 2.4.1 2.4.1 方波信号发生器方波信号发生器 集成单稳态触发器在没有触发信号输入时，电路输出 Q=0，电路处于稳态；当输入端 输入触发信号时，电路由稳态转入暂稳态，使输出 Q=1；待电路暂稳态结束，电路又自动 返回到稳态 Q=0。集成单稳态触发器有非重触发和可重触发两种，74LS123 是一种双可重 触发的单稳态触发器。 1 1、74LS12374LS123 管脚图管脚图 图 3：74LS123 管脚图 2 2、74LS12374LS123 功能图功能图 图 4：74LS123 功能图 说明： 1.外接电容接在 Cext（正）和 Rext/Cext（正）之间 2.为了改善脉冲宽度的精度和重复性，可在 Rext/Cext 和 5 Vcc 之间接外接电阻。 3.为了得到可变脉冲宽度，可在 Rext/Cext 和 Vcc 之间接 接可变电阻。 4.在Cext1000pF时，输出脉冲宽度tw0