上，晶闸管在截止状态下，直流电源与电机断开，电机经二极管续流，两端电压接近于零。脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation），简称PWM。通过改变晶闸管的导通时间长短，来改变脉冲宽度达到直流电机调速的目的[4]。
与V-M系统相比，PWM调速优点诸多：
1.电力电子元件只有开关状态，电路损耗小，效率高；
2.开关频率较高，当与快速响应的电机一同配合工作时，可以获得很宽的频带，响应速度快，且抗干扰能力强；
3.PWM开关变化频率快，通过滤波作用就能获得很小的直流电流，系统低速运行时较平稳，调速范围较宽，在等电流下，损耗及发热较小。
根据以上比较，本设计采用了PWM进行调速。脉宽调速控制也可通过单片机控制继电器的开闭来实现，但是驱动能力不高。本设计采用了可逆PWM变换器，可以顺利实现电机的正转与反转。可逆PWM变换器主电路的结构式有H型、T型等类型。在本设计中采用了常用的双极式H型变换器，它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。 2.4 单片机控制方案论证
单片机系统的硬件设计一般分两部分，一是系统扩展，二是系统配置。系统扩展，就是单片机内部的功能如I/O口﹑RAM、ROM﹑中断系统等不能够满足设计要求时，在单片机片外选择合适的芯片，设计相应的电路来满足设计要求。系统配置指的是按照功能设计配置外围设备，如键盘、鼠标及LED显示等，设计出合适的接口电路。在常用的单片机中，一般有以下三种方案：
方案一：AVR单片机Atmega128L。Atmega128L单片机具有低功耗、高性能的优点，并拥有8位微处理器，64个引脚。总共包含了133条指令，大部分都可以在一个周期内完成。片内自带有模拟比较器，可以上电复位以及可编程的掉电检测功能。片内资源丰富，具有8个外部中断，53个I/O端口，4个定时计数器，能够很好地解决端口资源不足的困难。大多数引脚具备第二功能，功能强大。
方案二：现场可编辑门列阵（FPGA）方案。现场可编辑门列阵可实现各种复杂的逻辑运算。具有体积小、集成度高、稳定性好等优点，并且可利用软件进行仿真调试。该芯片是并行工作方式，系统处理速度高，被广泛应用于大规模的
系统。
方案三：STC89C52单片机方案。STC89C52是低功耗、高性能的8位微控制器，内含8K可编程控制器，与80C51指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，也适用于常规编程器。AT89S52有5个中断源，和3个定时计数器。
方案比较：综合比较以上方案，FPGA价格较贵，且用不到高速处理功能，造成资源浪费，而Atmega128L编程麻烦，所以本设计选择STC89C52单片机方案[5]。
STC89C52是ST公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单片机芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。有以下标准功能： 32 位的I/O 口线，512 Byte的RAM，8K Byte的Flash，具有看门狗定时器，内置了4KB的E2PROM，3个16位的定时/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构，MAX810复位电路，带全双工串行口。另外STC89C52可降到0Hz静态逻辑来操作，可选择节电模式，支持汇编语言及C语言进行编程。空闲模式下，CPU停止运行，允许定时/计数器、中断、RAM及串口继续工作。在掉电保护方式下，RAM内的内容可被保存，振荡器会被冻结，单片机工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率为35MHz，6T/12T可选[6]。STC89C52RC基本结构图如2.1所示。
图2.1 STC89C52RC基本结构图
STC89C52的引脚排布如图2.2所示。
图2.2 STC89C52引脚图
2.5 单片机最小系统设计
作为智能小车的控制核心，单片机最小系统的合理设计是小车平稳运行的前提。最小系统设计，就是要保证单片机的硬件设计最精简，即在单片机外部尽可能少的增加元件电路，组成一个可让单片机独立工作的系统。
在设计时应注意以下几点：
1. 考虑调试过程中的扩展需要，正常情况下需要将所有的I/O口引出，同时为了避免其他大电流器件对单片机的运行造成影响，还要设计单独的供电系统。
2. 合力集成相应的外围模块，如LED灯，蜂鸣器，因为传感器需要很好的灵敏度，不能够实时看出是否工作正常，所以LED灯能够较好地保证这一点。
3. 最好将程序下载端口集成在最小系统上，虽然可将芯片在开发板上下载软件使用，但在系统的调整和测试过程中，需要不断地修改程序，把芯片换到另一块板子上，不仅麻烦，且易折断引脚。
单片机最小系统的电路图如图2.3所示：
图2.3 单片机最小系统
单片机最小系统由以下几个部分组成： 1.晶振电路
单片机在工作时必须有一个外部的时钟源，这个时钟源由外部晶振产生，具体电路为图中的Y1、C2、C3，在最小化系统设计时晶振和电容要靠近18 脚和19 脚放置，放置过远会引起晶振不能起振，或工作不稳定。典型值为C2、C330pF，Y112M。
2.复位电路
复位电路包括上电复位和手动复位两种方式，单片机多为高电平复位，即RST（9）脚上给持续两个机器周期以上的高电平，单片机就能复位，因此可以利用电容充电的一段时间将复位引脚拉至高电平，使得单片机完成复位动作。电容在充电完成后将复位引脚拉至低电平，从而保证了单片机的正常工作。
3.RS232下载端口
考虑到智能车在实际运行时要多次修改程序参数，故要设计下载端口，能够方便的更新程序，51单片机中常用的下载端口为RS232下载端口。 2.6电源模块设计
2.6.1 智能车电源设计要点
智能小车要稳定工作，必须要有一个电压正常且稳定的电源设计。 本设计的全部硬件电路的电源由7.2V、1.3A/h的可充电镍氢蓄电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电压和电流容量各不相同，因此电源模
块应该包含多个稳定电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压,电路中选用了78M05芯片，将电机与其他的电路进行分开供电。电源结构框图如图2.4所示：
图2.4电源系统结构框图
2.6.1 三端中电流正固定电压稳压芯片78M05简介
78M05三端中电流正固定电压稳压器输出电压为5V，最大输出电流为500mA，输入偏置电流为3.2 mA(典型值)，最大输入电压为35V，具有过流过热关断保护功能，工作温度为-40℃~125℃，一般用在雷达和声纳方面，例如：车载DVD，属于稳压IC，直流5V低电流供电。能够很好地满足系统需求，并且价格适中，容易购买。
78M05封装和实物图如图2.5所示：
图2.5 78M05封装和实物图
78M05电路设计图如图2.6所示：