智能超声波红外测距避障直流电机驱动小车 - 图文

3.1.3 主控板设计

入电压以调节电机的正反转和制动功能。

图3.1.3 电机驱动模块原理图

波，以调节输出电压,调节电机转速的快慢，并且在1A1、1A2、2A1、2A2口输

电机驱动采用L298N作为驱动芯片，LPC2103通过IEN和2EN引脚输入PWM

图3.1.4 LPC2103主控板电路图

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3.2 小车传感器模块设计

在超声波选择上，我们选择了HC-SR04超声波模块传感，HC-SR04可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。

3.2.1 超声波传感器原理

超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。

首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。 3.2.2 HC-SR04基本原理

(1)、采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号； (2)、模块自动发送8个4kHZ的方波，自动检测是否有信号返回；

(3)、有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间*声速（340m/s））/2;

实物图为：

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图3.2.1 HC-SR04实物图

如上图所示，VCC提供5V电源，GND为接地，TRIG触发控制信号输入，ECHO

回响信号输出四个引脚。 超声波时序图为：

图3.2.2 HC-SR04主控板时序图

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3.2.3 超声波传感器误差原因

传感器用一段时间发射一串超声波束，只有待发送结束后才能启动接收，设发送波束的时间为D，则在D时间内 从物体反射回的信号就无法捕捉；另外，超声波传感器有一定的惯性，发送结束后还留有一定的余振，这种余振经换能器同样产生电压信号，扰乱了系统捕捉返回信 号的工作。因此，在余振未消失以前，还不能启动系统进行回波接收，以上两个原因造成了超声传感器具有测量一定的测量范围。

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