图6 L298管脚图
L298是SGS公司的产品，是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，内部包含二个H桥的高电压大电流桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46伏、2安培以下的电机，工作温度范围从－25度到130度。它相应频率高，一片L298可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。其内部的H桥原理图如图7示。EnA是控制使能端，控制OUTl和OUT2之间电机的停转， IN1、IN2脚接入控制电平，控制OUTl和OUT2之间电机的转向。当使能端EnA有效，IN1为低电平IN2为高电平时，三极管2，3导通，1，4截止，电机反转。当IN1和IN2电平相同时，电机停转。
图7 内部H桥原理图
如表3.1是L298使能引脚、输入引脚和输出引脚之间的逻辑关系
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表3.1电机运行逻辑关系
EnA H H H L IN1 H L 同IN2 X IN2 L H 同IN1 X 电机转向 正转 反转 停止 停止 驱动电路的设计如图8示。电池由VIN 接入，通过LM2940IMP-5.0转化为5V作为信号电源VCC。 电机由L298供电，由全桥进行泻流。 对电机的控制信号由ATMEGA128直接输入，M1_DIR与M1_PWM为M1电机的控制信号，M2_DIR与M2_PWM为M2电机的控制信号,其中INPUT 2与INPUT 4的信号是由输入INPUT 1、INPUT 3的信号反向后输入。通过对单片机的编程就可以实现两个直流电机的正反转。
图8 电机驱动电路
3.4 舵机转向模块设计 3.4.1 舵机的工作原理
一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成， 舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。
工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从
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而达到目标停止。
舵机的基本结构是这样，但实现起来有很多种。例如电机就有有刷和无刷之分，齿轮有塑料和金属之分，输出轴有滑动和滚动之分，壳体有塑料和铝合金之分，速度有快速和慢速之分，体积有大中小三种之分等等，组合不同，价格也千差万别。例如，其中小舵机一般称作微舵，同种材料的条件下是中型的一倍多，金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。需要根据需要选用不同类型。
舵机的输入线共有三条，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。
舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0－180度，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。舵机内部有一个基准电路，产生周期20ms，宽度1.5ms的基准信号，有一个比较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生电机的转动信号。由此可见，舵机是一种位置伺服的驱动器，转动范围不能超过180度，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的驱动当中。比方说机器人的关节、飞机的舵面等。 3.5 寻迹电路的设计
在实际设计中，本论文并没有选用ADC而是选用LM339电压比较器的方案，设计出来的电路紧凑且稳定性好。
LM339作为一款典型的电压比较器，内部有四个独立的电压比较器，其的特点是： 1、失调电压小，典型值为2mV；
2、电源电压范围宽，单电源为2 - 36V，双电源为±1V - ±18V； 3、对比较信号源的内阻限制较宽； 4、共模范围很大，为0 -（Vcc - 1.5V）Vo；
5、差动输入电压范围较大，最大可以等于电源电压值； 6、输出端电平可灵活方便地选用。
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LM339 类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。一个称为同相输入端（+），另一个称为反相输入端（-）。用作两个电压的比较时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339 输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别超过10mV就可确保输出能够从一种状态可靠地转换到另一种状态。因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。
LM339 的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体管，在使用时输出端到正电源一般需接一只上拉电阻（选 3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
LM339的单相比较器电路及传输特性如图9示。图a给出了一个基本单限比较器。输入信号Uin，即待比较电压，它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）Ur。当输入电压Uin>Ur时，输出为高电平UOH。图b为其传输特性。
图9 LM339的单相比较器电路及传输特性
红外线对管典型应用电路如图10所示：
VC C D R1 Vref Ie Vou R2 t
图10 红外线对管典型应用电路
其中，Ie是红外线接收管的导通后的发射极电流。输出电压为：Uout?Ie*R2 R1为发射管的限流电阻，R2是输出分压电阻，VCC是发射管供电电压，Vref是输出
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信号的参考电压，Vout是输出信号。工作时，发射管D发射出的波长约为940nm的红外线信号经反射面传送到接收管上，反射信号的强度随反射面的材料和颜色的不同而不同，接收管的导通电阻RGB随接收到的反射信号强弱而改变，信号越强电阻越小，信号越弱电阻越大。导通电阻和下拉电阻对Vref分压之后输出Vout的模拟电压信号送至LM339电压比较器的输入端实现模数信号的转换。
设计出的电路原理图如图11所示：
图11 寻迹传感器模块原理图
小车位置示意图如图12所示：
图12 行进路径示意图
寻迹的原理：若小车在运动时，小车中轴线位于地面引导线上，位置状态=010，使小车前进；若小车中轴线位于地面引导线的右侧，位置状态=100，使小车左转；若小车
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