CN206684511U - 一种多功能机器人主板电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能机器人主板电路，包括主板，所述主板上设置主控制器、Wifi模块控制电路、音频解码模块电路、直流电机电路、LED灯接口电路、按键接口电路、红外传感器电路、RFID电路、彩灯接口电路和电源电路，且均由电源电路供电，音频解码模块电路、直流电机电路、LED灯接口电路、按键接口电路、红外传感器电路与主控制器电性连接，RFID电路、彩灯接口电路与Wifi模块控制电路电性连接，控制器与Wifi模块控制电路通过UART通讯模块电性连接。本实用新型有益效果：能够完成各种功能控制与实现，具体分为语音播放、WIFI连接、运动循迹控制、LED表情控制、射频卡识别、多彩灯动态闪烁控制等功能。

Description

一种多功能机器人主板电路

技术领域

本实用新型涉及智能机器人玩具领域，尤其涉及一种多功能机器人主板电路。

背景技术

玩具对于小朋友是不可或缺的，尤其是现代的智能玩更能够为小朋友带来更多的乐趣，智能玩具发展到今天，其功能日渐增多，现有市面上智能玩具大多是静态的故事机或者功能较单一，缺乏可玩性，另外大多数智能玩具都采用语音识别来进行互动，缺乏创新。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种多功能机器人主板电路，解决了市面上智能玩缺乏可玩性或采用语音识别来进行互动，缺乏创新性的问题。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：

一种多功能机器人主板电路，包括主板，所述主板上分别设置主控制器1、Wifi模块控制电路2、音频解码模块电路3、直流电机电路4、LED灯接口电路5、按键接口电路6、红外传感器电路7、RFID电路8、彩灯接口电路9和电源电路10，且主控制器1、Wifi模块控制电路2、音频解码模块电路3、直流电机电路4、LED灯接口电路5、按键接口电路6、红外传感器电路7、RFID电路8、彩灯接口电路9均由电源电路10供电，音频解码模块电路3、直流电机电路4、LED灯接口电路5、按键接口电路6、红外传感器电路7分别与主控制器1电性连接，RFID电路8、彩灯接口电路9分别与Wifi模块控制电路2电性连接，且控制器1与Wifi模块控制电路2之间通过UART通讯模块电性连接。

所述的主控制器1为STM32F103C8T6型控制器，主控制器1包括CPU模块、电源降噪模块、状态指示模块、复位模块和时钟模块，且CPU模块、电源降噪模块、状态指示模块、复位模块和时钟模块之间分别电性连接。

所述的Wifi模块控制电路2为ESP8266模块。

所述的音频解码模块电路3包括音频解码芯片和功放芯片芯片，且音频解码芯片与功放芯片电性连接。

所述的RFID电路8为13.56MHz非接触式射频卡读卡器芯片。

所述的电源电路10为boost升压芯片SDB628。

本实用新型的有益效果在于：(1)本多功能机器人主板电路，能够完成各种功能的控制与实现，具体分为语音播放、WIFI连接、运动循迹控制、LED表情控制、射频卡识别、多彩灯动态闪烁控制等功能。(2)在主板上分别设置主控制器、Wifi模块控制电路、音频解码模块电路、直流电机电路、LED灯接口电路、按键接口电路、红外传感器电路、RFID电路、彩灯接口电路和电源电路，不仅增加了玩具的可玩性，而且Wifi模块控制电路可以让闲置资源充分利用起来，在功能如此多的情况下大大节约成本，且同等条件下，在成本和空间上都有较大优势。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理框图；

图2是图1中主控制器的电路原理图；

图3是图1中Wifi模块控制电路图；

图4是图1中音频解码模块电路图；

图5是图1中直流电机电路图；

图6是图1中LED灯接口电路图；

图7是图1中按键接口电路图；

图8是图1中红外传感器电路图；

图9是图1中RFID模块电路图；

图10是图1中的电源电路图。

其中，1-主控制器、2-Wifi模块控制电路、3-音频解码模块电路、4-直流电机电路、5-LED灯接口电路、6-按键接口电路、7-红外传感器电路、8-RFID电路、9-彩灯接口电路、10-电源电路。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

参照图1-10，本具体实施方式所述的一种多功能机器人主板电路，包括主板，所述主板上分别设置主控制器1、Wifi模块控制电路2、音频解码模块电路3、直流电机电路4、LED灯接口电路5、按键接口电路6、红外传感器电路7、RFID电路8、彩灯接口电路9和电源电路10，且主控制器1、Wifi模块控制电路2、音频解码模块电路3、直流电机电路4、LED灯接口电路5、按键接口电路6、红外传感器电路7、RFID电路8、彩灯接口电路9均由电源电路10供电，音频解码模块电路3、直流电机电路4、LED灯接口电路5、按键接口电路6、红外传感器电路7分别与主控制器1电性连接，RFID电路8、彩灯接口电路9分别与Wifi模块控制电路2电性连接，且控制器1与Wifi模块控制电路2之间通过UART通讯模块电性连接。

如图2所示，所述的主控制器1为STM32F103C8T6型控制器，最高工作频率72MHZ，内部带有20KB的SRAM,64KB的FLASH及非常丰富的接口资源；主控制器1电路包括CPU、电源降噪模块、状态指示模块、复位模块、时钟模块，

电源降噪模块连接于电源端+3V3上，电容C4-C10为去耦电容，用于消除电源上的噪声，工作指示模块连接于IO口PC13，指示灯D9为状态指示灯，电阻R86是限制流电阻，用于控制通过指示灯D9的电流；上电复位模块连接于CPU的NRST，电阻R84上拉到电源端+3V3上，提供高电平，电容C81为充电电容，用于延迟低电平状态以便CPU有足够时间完成复位；时钟模块连接CPU的OSC_IN端、OSC_OUT端，谐振器Y2是8M石英晶体谐振器，谐振频率有极高的稳定性，为CPU提供稳定工作时钟；电容C79、C80是谐振电路的匹配电容，有协助晶体起振与稳定振荡的作用；电阻R83是阻尼电阻，用来预防晶振被过分驱动及降低电路的电磁干扰。

如图3所示，Wifi模块控制电路2采用乐鑫科技的ESP8266模块，具有极高的性价比，即可用于连接WIFI，又可利用其闲置的资源来作为副控制器控制其他电路，使其能与价格低廉的主控制器1配合来控制如此多的功能，电容C82去耦电容，R94、C83组成复位电路，实现上电复位，电阻R93为EN端上拉电阻，电阻R95为上拉电阻，电阻R92为下拉电阻，上拉和下拉电阻的作用均为保证没有控制时电平的准确性，电阻R116为模块配置启动方式。

如图4所示，音频解码模块电路3包括音频解码芯片和功放芯片芯片，音频解码芯片和功放芯片芯片分别采用国产芯片YX6002和YX8002，U28实现音频信号的数模转换，U11实现模拟音频信号的放大；电容C90、C91为去耦电容；电阻R9为上拉电阻，用于保证在没有控制时的电平的正确性；电容C89为旁路电容，滤除高频噪声；电容C43为去耦电容；电容C45为旁路电容，提高内部偏置电压的稳定性；电阻R37为反馈电阻，可以调节放大倍数；电容C44，电阻R34，电容C46，电阻R35，电容C47，电阻R36组成3组RC滤波电路，用于隔离直流信号，并且实现音频双通道至单通道的转换；JSPK为喇叭接口，电容C39，磁珠FB5-FB6，电容C41-C42组成π型滤波电路，用于消除噪声；JTFC为TF卡座，用于连接TF卡；电阻R32为限流电阻；电容C40为去耦电容；电阻R33为上拉电阻；磁珠FB3为滤波电路，使电源更干净；电阻R28-R29为隔离电阻，隔离数字地与模拟地，抑制数字信号和模拟信号之间的相互干扰。

如图5所示，直流电机电路4的U15采用国产芯片MX1208，价格相较于进口芯片，优势十分明显，工作时，PWM输入，输出电源电压加到电机绕组上，从而产生驱动电流驱动电机转动；电容C28-C29、C71为去耦电容；电容C27为储能电容，响应速度极高，能为电路提供瞬时的电能；二极管D18为肖特基二极管，具有较小导通压降，用于防止电机逆操作变为发电机损坏电路；电容C93-C94为滤波电容，可改善电路的电磁兼容性能。

如图6和7所示，分别为LED灯接口电路5和按键接口电路6。

如图8所示，红外传感器电路7中LED1-LED4为红外反射传感器，采用Vishay公司的TCRT5000L，集成一个发射管和一个接收管，电阻R1、R3、R5、R126为限流电阻，可以用来调节发射功率；电阻R2、R4、R125、R127为上拉电阻；电阻R128为下拉电阻；三极管Q8为NMOS，用于控制所有传感器开关。

如图9所示，RFID电路8中U14为国产聚辰科技的13.56MHz非接触式射频卡读卡器芯片GT23SC55460，可以同时连接两个天线，其通过SPI接口与WIFI模块相连；磁珠FB8为滤波磁珠，使输入电源更干净；电容C62-C64为去耦电容；电阻R45，R46对内部参考电压VMID进行分压；谐振器X3是27.12M石英晶体谐振器，谐振频率有极高的稳定性，为U14提供稳定工作时钟；电容C54、C55是谐振电路的匹配电容，有协助晶体起振与稳定振荡的作用；电感L2，电容C65和电感L3，电容C57组成两组LC滤波电路，可以有效提高EMC，电容C67，C58，电阻R50和电容C56，C59，电阻R51组成天线匹配电路，TX1和TX2上发送的信号是由包络信号调制的13.56MHz载波能量经过LC滤波电路和匹配电路就可以直接驱动天线，在匹配电路中增加电阻R50，R51的作用是为了隔离双天线之间的相互影响。

如图10所示，电源电路10中芯片U3为国产boost升压芯片SDB628,用于把锂电池电压升高到5V电压，U5，U27均为EXAR公司的LDO芯片，用于把电池电压转换为3.3V电压，其优势在于输入电压与输出电压差最低可达到340mV；电容C15-C19,C24,C25,C87,C88为滤波电容分别为输入电源和电源输出进行滤波，使电源更干净；电阻R19,R20为分压电阻；电感Ll为储能电感，电源电路的能量都通过这个电感传送；二极管D7为续流二极管，用于电感的续流；JUSB1为Micro USB充电接口，电容C12，C13，FB1组成π型滤波电路，使输入电源更干净；U4为充电保护芯片，最大可提供1A的恒流充电电流，具有很高的安全性，并且可以延长电池的使用寿命；电容C14，C20，C21，C95为滤波电容；电阻R22为上拉电阻，保证没有控制时电平的准确性；电阻R23为可编程电阻，用于设置充电电流；电阻R12，R26为分压电阻，分压后接到主控制器的AD脚进行模拟采样，对电池电压进行检测，电阻精度选用1％是为了确保电池电压采集的准确性；二极管D2为肖特基二极管，具有较小的正向导通压降；三极管Q1为PMOS管，可通过较大电流；电阻R8，R9为分压电阻，阻值为特别选取，确保Q1能正确导通；三极管Q2为NMOS管，作为开关使用；电阻R129为下拉电阻；电阻R10为上拉电阻；二极管D5，D6为开关二极管，其单向导通性，确保信号不会反向。

本具体实施方式的有益效果在于：(1)本多功能机器人主板电路，能够完成各种功能的控制与实现，具体分为语音播放、WIFI连接、运动循迹控制、LED表情控制、射频卡识别、多彩灯动态闪烁控制的功能。(2)在主板上分别设置主控制器、Wifi模块控制电路、音频解码模块电路、直流电机电路、LED灯接口电路、按键接口电路、红外传感器电路、RFID电路、彩灯接口电路和电源电路，不仅增加了玩具的可玩性，而且Wifi模块控制电路可以让闲置资源充分利用起来，在功能如此多的情况下大大节约成本，且同等条件下，在成本和空间上都有较大优势。

本实用新型的具体实施例不构成对本实用新型的限制，凡是采用本实用新型的相似结构及变化，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多功能机器人主板电路，其特征在于：包括主板，所述主板上分别设置主控制器(1)、Wifi模块控制电路(2)、音频解码模块电路(3)、直流电机电路(4)、LED灯接口电路(5)、按键接口电路(6)、红外传感器电路(7)、RFID电路(8)、彩灯接口电路(9)和电源电路(10)，且主控制器(1)、Wifi模块控制电路(2)、音频解码模块电路(3)、直流电机电路(4)、LED灯接口电路(5)、按键接口电路(6)、红外传感器电路(7)、RFID电路(8)、彩灯接口电路(9)均由电源电路(10)供电，音频解码模块电路(3)、直流电机电路(4)、LED灯接口电路(5)、按键接口电路(6)、红外传感器电路(7)分别与主控制器(1)电性连接，RFID电路(8)、彩灯接口电路(9)分别与Wifi模块控制电路(2)电性连接，且控制器(1)与Wifi模块控制电路(2)之间通过UART通讯模块电性连接。

2.如权利要求1所述的一种多功能机器人主板电路，其特征在于：所述的主控制器(1)为STM32F103C8T6型控制器，主控制器(1)包括CPU模块、电源降噪模块、状态指示模块、复位模块和时钟模块，且CPU模块、电源降噪模块、状态指示模块、复位模块和时钟模块之间分别电性连接。

3.如权利要求1所述的一种多功能机器人主板电路，其特征在于：所述的Wifi模块控制电路(2)为ESP8266模块。

4.如权利要求1所述的一种多功能机器人主板电路，其特征在于：所述的音频解码模块电路(3)包括音频解码芯片和功放芯片芯片，且音频解码芯片与功放芯片电性连接。

5.如权利要求1所述的一种多功能机器人主板电路，其特征在于：所述的RFID电路(8)为13.56MHz非接触式射频卡读卡器芯片。

6.如权利要求1～5中任一项所述的一种多功能机器人主板电路，其特征在于：所述的电源电路(10)为boost升压芯片SDB628。