图2.6 电机驱动电路基本电路原理图
如图2.6所示，小车运动状态通过电机A和B的不同方向转动来实现，电机有正转、反转和停止三种状态，每个电机由一对I/O口进行控制。表2-2是I/O端口状态与电机制动对照表。
表2-2 I/O端口状态与电机制动对照表
电机A 停止 正转 反转 － IN1 0 1 0 1 IN2 0 0 1 1 电机B 停止 正转 反转 － IN3 0 1 0 1 IN4 0 0 1 1
L298芯片采用5V(VSS)与12V(VS)直压供电，EN A和EN B分别用STM32F103主控芯片的TIM3_CH3和PB1/ADC_IN9/TIM3_CH4控制，产生PWM1和PWM2两路PWM波输出，IN1-IN4分别用PE3-PE6实现I/O输出控制电机转动方向。在L298与电机之间加入二极管，以保护电路。 2.2.4 液晶显示电路设计
显示模块采用LCD12864与STM32F103主控芯片串行通信方式，即LCD12864的15引脚（并/串行接口选择）接地。液晶显示模块LCD12864的外部引脚连接关系如图2.7。
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图2.7 LCD12864的外部引脚连接图
2.2.5 键盘扩展电路设计
键盘扩展电路与STM32F103的5个I/O引脚相连，实现对按键检测。键盘扩展电路与STM32F103引脚连接图如图2.8。
图2.8 键盘扩展电路引脚连接图
键盘扩展电路采用按键开关式电路，，添加上拉电阻以保持按键检测默认为高电平，采用低电平触发方式，只要有按键按下，即触发相应电机转动状态。详细对照见表2-3。
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表2-3 小车状态与各按键高低电平对照表
启动/停止 循迹模式 自由行走模式 加速 减速 按键1 低电平 高 高 高 高 按键2 高 高 高 高 高 按键3 高 低电平 高 高 高 按键4 高 高 低电平 低电平 高 按键5 高 高 高 高 低电平
2.2.6 触角探测电路设计
触角传感器由两条胡须构成，每条胡须都可简化为一个机械式的、接地常开的单刀单掷开关，当胡须没有被触动，连接胡须的I/O管脚的电压是3.3V；当胡须被触动时，I/O短接到地，所以I/O管脚的电压是0V。通过低电平触发方式，使小车实现简单的避障功能。
触角探测电路与主控芯片STM32F103的2个I/O口相连，接收检测信号。触角传感电路与STM32F103引脚连接图如图2.9。
图2.9 触角传感电路
2.2.7 红外探测电路设计
直流驱动红外探测器电路的设计如图2.10所示，R401和V1构成简单直流发光二极管驱动电路，NE555及其外围元件构成施密特触发器，其出发电平可通过W2控制，接收管V2和电阻R406构成光电检测电路，通过NE555输出的TTL
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电平可直接驱动主控芯片I/O口。
根据不同地面对红外光不同的反射状况，红外探测器接收管接收不同反射，当寻到黑迹时，红外光被吸收，输出高电平；在光滑地面时则红外光被大部分反射接收，输出低电平。
本次设计中，红外发射与接收都由主控芯片STM32F103控制，STM32F103的PE1、PE2实现对发射电路的控制；PD5、PD6与红外接收相连，实现红外接收信号的检测。为方便对小车的控制，采用两个红外探测器分别对左右侧进行探测，根据左右两侧接收到的信号可方便对小车的运动方向进行快速调整。具体电路设计如图2.10所示。
图2.10 红外收发检测电路
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第3章 小车控制系统软件设计
3.1 IAR开发环境介绍
IAR Systems是全球领先的嵌入式系统开发工具和服务的供应商，提供的产品和服务涉及到嵌入式系统的设计、开发和测试的每一个阶段，包括：带有C/C++编译器和调试器的集成开发环境(IDE)、实时操作系统和中间件、开发套件、硬件仿真器以及状态机建模工具。IAR软件是嵌入式设计软件产品中优质的开发工具。它最著名的产品是C编译器IAR Embedded Workbench，支持众多知名半导体公司的微处理器。许多全球著名的公司都在使用IAR SYSTEMS提供的开发工具，用以开发他们的前沿产品，从消费电子、工业控制、汽车应用、医疗、航空航天到手机应用系统。
IAR Embedded Workbench for ARM 是IAR Systems公司为ARM微处理器开发的一个集成开发环境。比较其他的ARM开发环境，IAR EWARM具有入门容易、使用方便和代码紧凑等特点。IAR EWARM中包含一个全软件的模拟程序（simulator），用户不需要任何硬件支持就可以模拟各种ARM内核、外部设备甚至中断的软件运行环境，从中可以了解和评估IAR EWARM的功能和使用用法。IAR EWARM包含项目管理器、编辑器、编译连接工具和支持RTOS的调试工具，在该环境下可以使用C/C++和汇编语言方便地开发嵌入式应用程序。IAR EWARM主界面如图3.1所示。
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