CN207115092U - 用于中小学生科技制作的智能车控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可以实现模块化调试且具备电路保护功能，能减小智能车各个元器件供电电压波动的用于中小学生科技制作的智能车控制电路。该控制电路，包括单片机、供电电源、BDM下载器、OLED、蓝牙通信模块、无线数据传送模块、传感器模块、OLED、舵机，采用模块化设计，各模块可单独调试，也可以协同工作，电路设计灵活，可以兼容不同的芯片或者模块，避免了电路板的重复制作，提高利用效率，而且通过在各个元器件与供电电源之间设置稳压器，可以使得智能车各个元器件的工作电压趋于稳定，减小元器件的工作电压波动，从而保证各个元器件正常稳定的运行，从而使智能车保持一个良好的操控性。适合在控制器设备领域推广应用。

Description

用于中小学生科技制作的智能车控制电路

技术领域

本实用新型涉及控制器设备领域，具体涉及一种用于中小学生科技制作的智能车控制电路。

背景技术

目前，对于普及广大青少年而言，热爱科学，动手实践，提升综合能力是一项非常有意义的事情。用于中小学生科技制作的智能车可以锻炼中小学生的动手能力，分析能力，编程能力，所以基于智能车的控制电路有着广阔的前景，智能车的控制电路是智能车最重要的组成部分，现有的智能车控制电路在使用过程中存在以下问题:首先，由于现有智能车控制电路设计不完善，没有采用模块化设计及拓展外部传感器接口，不利于练习智能车组装训练和编程调试；其次，没有电源保护电路，尤其是供电模块，目的大多采用供电电源直接给各个电路元器件供电的方式，这种供电方式存在一个较大的问题即供电电压波动大以及过流烧毁电路板及线路，由于智能车的各个元器件供电电压都很小，细微的电压波动都会导致各个元器件无法正常的工作或对元器件的工作状态造成很大影响，影响智能车的稳定性。

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可以实现模块化调试且具备电路保护功能，能减小智能车各个元器件供电电压波动的用于中小学生科技制作的智能车控制电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：该用于中小学生科技制作的智能车控制电路，包括单片机、供电电源、BDM下载器、OLED、蓝牙通信模块、无线数据传送模块、传感器模块、OLED、舵机，所述BDM下载器、OLED、蓝牙通信模块、无线数据传送模块、传感器模块、OLED、舵机分别与单片机相连接，所述单片机与舵机之间设置有驱动模块，所述供电电源与单片机电连接且供电电源与单片机之间设置有第一供电模块，所述供电电源与舵机电连接且供电电源与舵机之间设置有第二供电模块，所述供电电源与驱动模块电连接且供电电源与驱动模块之间设置有第三供电模块，所述供电模块与OLED电连接且供电电源与OLED之间设置有第四供电模块，所述供电电源与传感器模块电连接且供电电源与传感器模块之间设置有第五供电模块，所述第一供电模块、第三供电模块、第四供电模块均为LM2940低压差三端稳压器，所述第二供电模块为LM2941低压差三端稳压器，第五供电模块均AMS1117-3.3低压差三端稳压器。

进一步的是，所述驱动模块与单片机之间设置有隔离模块。

进一步的是，所述隔离模块为74LS244芯片。

进一步的是，所述传感器模块包括CCD图像传感器、电磁传感器、编码器、红外接收器、加速度计以及陀螺仪。

进一步的是，所述单片机为MS9S12XS128单片机。

进一步的是，所述驱动模块为BTN7971驱动芯片。

进一步的是，所述单片机与第一供电模块之间设置有单片机电源保护电路，所述单片机电源保护电路包括输入端VCC、自恢复保险丝L4、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、接地端GND、输出端VDD，所述自恢复保险丝L4的一端与输入端VCC相连，自恢复保险丝L4的另一端与输出端VDD相连，所述肖特基二极管D1的正极与接地端GND相连，所述肖特基二极管的负极与输出端VDD相连，所述肖特基二极管D2的正极与接地端GND相连且与肖特基二极管D1的正极相连，所述肖特基二极管的负极与输出端VDD相连。

进一步的是，所述供电电源的输出端设置有系统电源保护电路，所述系统电源保护电路包括可变电阻PT1、无极性电容C1、肖特基二极管D3、瞬态抑制二极管D4、电阻丝R1、电解电容EC1、无极性电容C2、磁芯电感L1、降压芯片P1、磁芯电感L2、电解电容EC3、无极性电容C4、输出端VSS、接地端AGND，所述可变电阻PT1的一端与供电电源的正极相连，所述可变电阻PT1的另一端分别与无极性电容C1的一端、瞬态抑制二极管D4的一端、电阻丝R1的一端、肖特基二极管D3的正极相连，无极性电容C1的另一端与供电电源的负极相连且与接地端AGND相连，瞬态抑制二极管D4的另一端与供电电源的负极相连且与接地端AGND相连，电阻丝R1的另一端与接地端AGND相连，肖特基二极管D3的负极分别与电解电容EC3的正极、无极性电容C2的一端、磁芯电感L1的一端相连，电解电容EC3的负极与接地端AGND相连，无极性电容C2的另一端与电解电容EC3的负极相连且与接地端AGND相连，磁芯电感L1的另一端与降压芯片P1的输入端正极相连，所述降压芯片的输入端负极与接地端AGND相连，所述降压芯片的输出端负极与接地端AGND相连，所述降压芯片的输出端正极与磁芯电感L2的一端相连，磁芯电感L2的另一端分别与电解电容EC3的正极、无极性电容C4的一端、输出端VSS相连，电解电容EC3的负极与接地端AGND相连，无极性电容C4的另一端与接地端AGND相连。

本实用新型的有益效果：该用于中小学生科技制作的智能车控制电路采用模块化设计，各模块可单独调试，也可以协同工作，电路设计灵活，可以兼容不同的芯片或者模块，避免了电路板的重复制作，提高利用效率，而且该用于中小学生科技制作的智能车控制电路通过在各个元器件与供电电源之间设置稳压器，并根据各个元器件的工作电压需要设置不同规格的稳压器，可以使得智能车各个元器件的工作电压趋于稳定，减小元器件的工作电压波动，从而保证各个元器件正常稳定的运行，从而使智能车保持一个良好的操控性。

附图说明

图1是本实用新型所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型所述的单片机电源保护电路的结构图；

图3是本实用新型所述的系统电源保护电路的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，该用于中小学生科技制作的智能车控制电路，包括单片机、供电电源、BDM下载器、OLED、蓝牙通信模块、无线数据传送模块、传感器模块、OLED、舵机，所述BDM下载器、OLED、蓝牙通信模块、无线数据传送模块、传感器模块、OLED、舵机分别与单片机相连接，所述单片机与舵机之间设置有驱动模块，所述供电电源与单片机电连接且供电电源与单片机之间设置有第一供电模块，所述供电电源与舵机电连接且供电电源与舵机之间设置有第二供电模块，所述供电电源与驱动模块电连接且供电电源与驱动模块之间设置有第三供电模块，所述供电模块与OLED电连接且供电电源与OLED之间设置有第四供电模块，所述供电电源与传感器模块电连接且供电电源与传感器模块之间设置有第五供电模块，所述第一供电模块、第三供电模块、第四供电模块均为LM2940低压差三端稳压器，所述第二供电模块为LM2941低压差三端稳压器，第五供电模块均AMS1117-3.3低压差三端稳压器。该用于中小学生科技制作的智能车控制电路采用模块化设计，各模块可单独调试，也可以协同工作，电路设计灵活，可以兼容不同的芯片或者模块，避免了电路板的重复制作，提高利用效率，而且该用于中小学生科技制作的智能车控制电路通过在各个元器件与供电电源之间设置稳压器，并根据各个元器件的工作电压需要设置不同规格的稳压器，可以使得智能车各个元器件的工作电压趋于稳定，减小元器件的工作电压波动，从而保证各个元器件正常稳定的运行，从而使智能车保持一个良好的操控性。LM2940低压差三端稳压器，输出电压5V，输出电流1A，工作温度-40～125，具有电路简单，输出纹波小，LM2941低压差三端稳压器，输出电压可调5V～20V，输出电流1A，工作温度-40～125，AMS1117-3.3低压差三端稳压器，输出电压3.3V，输出电流1A，工作温度-40～125。

为了有效保护单片机，所述驱动模块与单片机之间设置有隔离模块。为了保证隔离效果，所述隔离模块为74LS244芯片，隔离模块采用74LS244隔离芯片可有效保护单片机PWM口，同时提升驱动能力，LM2940给74LS244供电。

传感器模块主要是采集智能车的数据，为了采集更加全面的数据，所述传感器模块包括CCD图像传感器、电磁传感器、编码器、红外接收器、加速度计以及陀螺仪。电磁传感器采用TLV2462轨对轨，工作电压3.3VA～5.0V频率带宽6.4MHZ,理论放大倍数100～147可调，采用优质6.8nf矫正电容，高精度，低温漂，输出直流电压值，采用1.27mm插针，可调节固定槽。

进一步的是，所述单片机为MS9S12XS128单片机。MS9S12XS128单片机具有128KBflash、8KB RAM、8KB数据Flash、40MHZ总线时钟频率(可超频到80M)，单线BDM接口、5V供电，具有8通道16位输入捕捉、输出比较，具有8通道8位或者4通道16位PWM输出，具有8通道12位精度AD，可拓展通用I/O接口A,B,E、AD转换接口、输入捕捉T口、中断口J口、S口串口、P口PWM输出等，可以满足各种需求。

所述驱动模块采用英飞凌专用驱动芯片BTN7971，最大电流68A，工作电压7～12V，工作频率0～25KHZ。LM2940给BTN7971的使能信号。

为了有效保护单片机，避免供电电压过大或过小对单片机带来的影响，所述单片机与第一供电模块之间设置有单片机电源保护电路，如图2所示，所述单片机电源保护电路包括输入端VCC、自恢复保险丝L4、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、接地端GND、输出端VDD，所述自恢复保险丝L4的一端与输入端VCC相连，自恢复保险丝L4的另一端与输出端VDD相连，所述肖特基二极管D1的正极与接地端GND相连，所述肖特基二极管的负极与输出端VDD相连，所述肖特基二极管D2的正极与接地端GND相连且与肖特基二极管D1的正极相连，所述肖特基二极管的负极与输出端VDD相连。

为了保证供电电源的输出电压稳定，电压波动较小，同时避免电路短路造成供电电源损坏的情况发生，所述供电电源的输出端设置有系统电源保护电路，如图3所示，所述系统电源保护电路包括可变电阻PT1、无极性电容C1、肖特基二极管D3、瞬态抑制二极管D4、电阻丝R1、电解电容EC1、无极性电容C2、磁芯电感L1、降压芯片P1、磁芯电感L2、电解电容EC3、无极性电容C4、输出端VSS、接地端AGND，所述可变电阻PT1的一端与供电电源的正极相连，所述可变电阻PT1的另一端分别与无极性电容C1的一端、瞬态抑制二极管D4的一端、电阻丝R1的一端、肖特基二极管D3的正极相连，无极性电容C1的另一端与供电电源的负极相连且与接地端AGND相连，瞬态抑制二极管D4的另一端与供电电源的负极相连且与接地端AGND相连，电阻丝R1的另一端与接地端AGND相连，肖特基二极管D3的负极分别与电解电容EC3的正极、无极性电容C2的一端、磁芯电感L1的一端相连，电解电容EC3的负极与接地端AGND相连，无极性电容C2的另一端与电解电容EC3的负极相连且与接地端AGND相连，磁芯电感L1的另一端与降压芯片P1的输入端正极相连，所述降压芯片的输入端负极与接地端AGND相连，所述降压芯片的输出端负极与接地端AGND相连，所述降压芯片的输出端正极与磁芯电感L2的一端相连，磁芯电感L2的另一端分别与电解电容EC3的正极、无极性电容C4的一端、输出端VSS相连，电解电容EC3的负极与接地端AGND相连，无极性电容C4的另一端与接地端AGND相连。

Claims (8)

1.用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：包括单片机、供电电源、BDM下载器、OLED、蓝牙通信模块、无线数据传送模块、传感器模块、舵机，所述BDM下载器、OLED、蓝牙通信模块、无线数据传送模块、传感器模块、舵机分别与单片机相连接，所述单片机与舵机之间设置有驱动模块，所述供电电源与单片机电连接且供电电源与单片机之间设置有第一供电模块，所述供电电源与舵机电连接且供电电源与舵机之间设置有第二供电模块，所述供电电源与驱动模块电连接且供电电源与驱动模块之间设置有第三供电模块，所述供电模块与OLED电连接且供电电源与OLED之间设置有第四供电模块，所述供电电源与传感器模块电连接且供电电源与传感器模块之间设置有第五供电模块，所述第一供电模块、第三供电模块、第四供电模块均为LM2940低压差三端稳压器，所述第二供电模块为LM2941低压差三端稳压器，第五供电模块均AMS1117-3.3低压差三端稳压器。

2.如权利要求1所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：所述驱动模块与单片机之间设置有隔离模块。

3.如权利要求2所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：所述隔离模块为74LS244芯片。

4.如权利要求3所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：所述传感器模块包括CCD图像传感器、电磁传感器、编码器、红外接收器、加速度计以及陀螺仪。

5.如权利要求4所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：所述单片机为MS9S12XS128单片机。

6.如权利要求5所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：所述驱动模块为BTN7971驱动芯片。

7.如权利要求6所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：所述单片机与第一供电模块之间设置有单片机电源保护电路，所述单片机电源保护电路包括输入端VCC、自恢复保险丝L4、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、接地端GND、输出端VDD，所述自恢复保险丝L4的一端与输入端VCC相连，自恢复保险丝L4的另一端与输出端VDD相连，所述肖特基二极管D1的正极与接地端GND相连，所述肖特基二极管D1的负极与输出端VDD相连，所述肖特基二极管D2的正极与接地端GND相连且与肖特基二极管D1的正极相连，所述肖特基二极管D2的负极与输出端VDD相连。

8.如权利要求7所述的用于中小学生科技制作的智能车控制电路，其特征在于：所述供电电源的输出端设置有系统电源保护电路，所述系统电源保护电路包括可变电阻PT1、无极性电容C1、肖特基二极管D3、瞬态抑制二极管D4、电阻丝R1、电解电容EC1、无极性电容C2、磁芯电感L1、降压芯片P1、磁芯电感L2、电解电容EC3、无极性电容C4、输出端VSS、接地端AGND，所述可变电阻PT1的一端与供电电源的正极相连，所述可变电阻PT1的另一端分别与无极性电容C1的一端、瞬态抑制二极管D4的一端、电阻丝R1的一端、肖特基二极管D3的正极相连，无极性电容C1的另一端与供电电源的负极相连且与接地端AGND相连，瞬态抑制二极管D4的另一端与供电电源的负极相连且与接地端AGND相连，电阻丝R1的另一端与接地端AGND相连，肖特基二极管D3的负极分别与电解电容EC3的正极、无极性电容C2的一端、磁芯电感L1的一端相连，电解电容EC3的负极与接地端AGND相连，无极性电容C2的另一端与电解电容EC3的负极相连且与接地端AGND相连，磁芯电感L1的另一端与降压芯片P1的输入端正极相连，所述降压芯片的输入端负极与接地端AGND相连，所述降压芯片的输出端负极与接地端AGND相连，所述降压芯片的输出端正极与磁芯电感L2的一端相连，磁芯电感L2的另一端分别与电解电容EC3的正极、无极性电容C4的一端、输出端VSS相连，无极性电容C4的另一端与接地端AGND相连。