解讀兩種機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案 —電路圖天天讀（77）

　　機(jī)器人行走電路由驅(qū)動(dòng)電路和直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路兩個(gè)單元構(gòu)成。電路通過(guò)運(yùn)用555構(gòu)成的多諧振蕩電路，同步計(jì)數(shù)器74LS196，七段譯碼器74LS248，雙JK觸發(fā)器等基本單元電路，通過(guò)上述基本電路的級(jí)聯(lián)組合，構(gòu)成機(jī)器人行走電路。電路有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行走與后退，通過(guò)調(diào)節(jié)阻值的大小而控制行走的時(shí)間，時(shí)間在數(shù)碼顯示管顯示。利用三極管的導(dǎo)通和截止控制機(jī)器人的行走方向，從而滿足設(shè)計(jì)電路的要求。

　　電路原理系統(tǒng)框圖

　　方案一 電路圖

　　555構(gòu)成多諧振蕩電路產(chǎn)生方波信號(hào)，74LS196構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，74LS248控制七段共陰極數(shù)碼管顯示電路顯示，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)雙JK觸發(fā)器，雙JK觸發(fā)器在觸發(fā)信號(hào)的作用下輸出發(fā)生高低電平跳變，觸發(fā)器發(fā)生信號(hào)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)兩端壓差發(fā)生正負(fù)跳變，直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)和后退。電路中各個(gè)開(kāi)關(guān)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)方向和時(shí)間。

　　方案二 電路圖

　　74LS123構(gòu)成的定時(shí)器產(chǎn)生矩形波信號(hào)，用74HC161和與非門(mén)74HC03構(gòu)成加十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，74LS248控制七段共陰極數(shù)碼管顯示電路顯示，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)雙JK觸發(fā)器，雙JK觸發(fā)器在觸發(fā)信號(hào)的作用下輸出發(fā)生高低電平跳變，通過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路改變電機(jī)兩端電壓方向，進(jìn)而改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。電路中開(kāi)關(guān)也可是電機(jī)制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)。

　　機(jī)器人行走電路工作原理

　　555構(gòu)成的多諧振蕩電路產(chǎn)生方波信號(hào)接到74LS196時(shí)鐘端觸發(fā)74LS196加計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并通過(guò)74LS248驅(qū)動(dòng)七段共陰極數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)。加計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)滿十，通過(guò)74HC20與非門(mén)產(chǎn)生下降沿信號(hào)驅(qū)動(dòng)雙JK觸發(fā)器使JK觸發(fā)器構(gòu)成的T‘觸發(fā)器輸出取非，從而驅(qū)動(dòng)三極管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路，通過(guò)各個(gè)三極管的導(dǎo)通與截止來(lái)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)兩端的壓差的正負(fù)跳變，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的前進(jìn)與后退。其中，通過(guò)調(diào)節(jié)四個(gè)單刀五擲開(kāi)關(guān)可以改變多諧電路輸出方波周期，來(lái)調(diào)節(jié)小車(chē)的前進(jìn)與后退的時(shí)間。

　　多諧振蕩電路產(chǎn)生方波信號(hào)接入到74196時(shí)鐘端，驅(qū)動(dòng)74196進(jìn)行加計(jì)數(shù)。圖中74196接成了10進(jìn)制加計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)滿十時(shí)通過(guò)74HC20與非門(mén)接入到清零端進(jìn)行清零。由于計(jì)數(shù)到10時(shí)，便會(huì)立刻清零，不會(huì)在數(shù)碼管上顯示，所以此時(shí)信號(hào)很弱，不可以作為觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)JK觸發(fā)器，JK觸發(fā)器觸發(fā)信號(hào)是計(jì)數(shù)到9時(shí)，通過(guò)74HC20輸出下降沿信號(hào)觸發(fā)。數(shù)碼顯示電路通過(guò)，74LS248驅(qū)動(dòng)的七段共陰極數(shù)碼管進(jìn)行顯示。

電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析：

　　該機(jī)器人行走電路基本符合經(jīng)過(guò)固定周期后自動(dòng)前進(jìn)和后退，自動(dòng)計(jì)時(shí)，使用5V電壓的干電池以及機(jī)器人行走的時(shí)間可調(diào)等基本要求。 （1）電機(jī)的以能耗制動(dòng)的方式停止轉(zhuǎn)動(dòng)：可用一電阻與電機(jī)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)；（2）電機(jī)速度的調(diào)節(jié)：可用滑動(dòng)變阻器與電機(jī)串聯(lián)，通過(guò)改變電阻來(lái)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，不過(guò)只能定性的調(diào)，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速和多個(gè)物理量相關(guān)，因此這種方法要慎重；（3）可適當(dāng)優(yōu)化線路排布，方便擴(kuò)展。
大家如有問(wèn)題，歡迎在評(píng)論處討論。

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