【Lichuang Development Board】TangCar

![最小系统电路.jpg]# 一、项目设计思路来源
本人是一名爱好者，初次接触电子设计，不太会自己设计电路，主要是跟着官方的教程一步步来做，也有和群友交流参考着他们的思路。所以原理图的电路设计基本上和官方是一致的，不过还是努力自己画了小车的PCB电路板，也确实顺利的跑起来了。
# 二、功能设计
1、超声波避障。利用超声波传感器检测障碍距离并做出反应，绕行障碍物。当距离大于100（10cm）时小车向前跑，小于100大于50时向左转，小于50后退。
2、两路红外循迹。为了节省打样和物料费用，将官方的五路缩减成了两路，虽然循迹功能的精度可能会下降，但是也确实是可以实现循迹功能的。左右两个红外开关对黑线进行检测。左右都检测到黑线小车向前跑（将状态简述为11），10时向右转，01向左转，00刹车停止。
3、AD电源检测。根据官方教程进行学习：假设ADC是12位的,电池供电最高8.4V，最低6.6V(低于就开始报警提醒充电)；
3、蓝牙遥控，由于日常实在是没有太多空闲时间钻研，蓝牙的功能尚未开发完成。后续再进行补充吧。
# 三、电路设计
## 1、电源电路
![电源电路.jpg]通过查阅芯片手册以及立创·梁山派核心板的原理图得知，电机驱动芯片RZ7899的最大供电电压不超过25V，立创·梁山派核心板供电是3.3V（兼容5V），超声波模块是5V供电，其余外设模块均是3.3V。根据这个选用了3.7V的14500可充电锂电池，使用两节组成7.4V的电源。
## 2、电机电路
![电机驱动电路.jpg]单片机本身的IO口电流是非常有限的，如果直接将电机接在单片机IO口，会导致无法正常驱动电机转动，所以必须使用电机驱动芯片来驱动电机组。RZ7899是一款DC双向马达驱动电路，适用于自动阀门电机驱动、电磁门锁驱动等，该电路具有良好的抗干扰性，微小的待机电流、低的输出内阻，同 时它还具有内置二极管能释放感性负载的反向冲击电流。
它通过两个逻辑输入端子BI和FI来控制电机的前进、后退及制动。将BI和FI与单片机IO进行连接，通过改变单片机I/O口电平从而改变芯片控制端输出引脚的电平，就可以对电机进行正反转，停止以及制动控制，控制原理非常简单，运用起来非常方便，亦能满足直流电机的大电流要求。
## 3、循迹电路
![循迹电路.jpg]循迹电路的设计是利用了红外光遇到不同颜色地面反射程度不同的原理。循迹电路采用LM393电压比较器与ITR9909红外对管进行设计，其中ITR9909的内部集成了红外发射管和接红外收管。循迹的工作原理是将电压比较器的1引脚连接到单片机引脚上，IO配置为输入模式，当电压比较器的1引脚输出高电平时，表示红外光被吸收，检测到黑线，LED6指示灯亮起，单片机IO读取到高电平。
## 4、避障电路
![超声波模块.jpg]超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波，在发射超声波的同时开始计时，超声波在空气中传播，在传播的时刻碰到障碍物，就会返回一个信号给超声波接收器，超声波接收器接收到信号后立即停止计时，会有一个时间t，而超声波在空气中传播的速度为340m/s，计算公式s=340 * t / 200
## 5、ADC电源检测
![image-20220922093613763.png]使用ADC之前，需要知道它的位数即精度。通过数据手册可以查询到ADC是12位的，通过计算精度为2^12-1等于4095。代表ADC可以表示的精度范围为0~4095。
通过电阻分压的形式测量ADC，因为IO口最大可以兼容5V，超过5V就会把IO口烧坏，这里上面R30和R18两个电阻采用串联的形式是为了可以减少一个物料，也可以直接采用一个20K的电阻，电阻的大小可以根据IO口电平计算，分压后不要超过IO口容忍的电压的即可。
# 四、PCB设计
为了节省打样费用，PCB的尺寸设计为10*8.5，由于电路板尺寸较小，电路安排略显局促。并且由于是第一次设计，有些封装出现了错误，比如电池盒的开槽尺寸和距离计算错误，我买的电池盒开槽尺寸半径是1.5mm，圆孔间距是18mm，绘制PCB时开槽成了半径1mm，间距也对不上，就只能将电池盒放在小车背上了。官方的电池盒使用的是插针的方式，我参考着群友的设计在PCB上加了接线端子，这样可以把电池盒连接在上面，还能随时取下来。
# 五、实物图
![IMG_0570.JPEG]