2022-10-19 12:25:06 0
# 图片内容详细描述 这是一本中文技术书籍的内页，页码为49，章节标题为"第5章 Draw 机器人的制作"。页面分为左右两栏排版，介绍Draw机器人的电路工作原理。 ## 左侧页面内容 ### 5.2 电路的动作原理 Draw 机器人电路图如图5.1所示。 **图5.1 Draw 机器人电路图** - 显示一个复杂的电路图，包含以下元件： - IC₁: 74HC14（含 IC₁a、IC₁b、IC₁c、IC₁d、IC₁e、IC₁f 等子单元） - 电阻：R₁ 2.2M, R₂ 10M, R₃ 10k, R₄ 220Ω, R₅ 1M, R₆ 4.7k, R₇ 4.7k, R₈ 4.7k, R₉ 100Ω, R₁₀ 100Ω - 二极管：D₁~D₇（1N4148型号） - LED₁（SLR342VC，+3V） - 电源开关 SW₁ - 电位器：VR₁, VR₂, VR₃, VR₄ (1M) - 电容：C₁, C₂, C₃, C₄, C₅, C₆, C₇ - 三极管：Tr₁, Tr₂ (2SC3420) - 11EQS10 - 1.5V×2 电池 - 6.3V 电压 - 标注："指示周期t₁"、"周期t₁期间的回转曲率"、"周期t₂期间的回转曲率"、"标记为漆纶电容器"、"电源开关" ### 5.2.1 各电位器的作用 设交替圆弧运动的周期分别为 t₁ 和 t₂，4 个电位器的调整功能归纳如下。 - VR₁：t₁ 的周期。 - VR₂：t₂ 的周期。 - VR₃：t₁ 周期内的回转方向和回转曲率。 - VR₄：t₂ 周期内的回转方向和回转曲率。 ### 5.2.2 脉冲发生电路 反相器 IC₁e 和 IC₁f 构成的振荡电路交替产生周期为 t₁ 和 t₂ 的脉冲。二极管 D₁ 和 D₂ 的导通方向分别构成各自的电流通道，使 t₁ 周期和 t₂ 周期经过 VR₂ 分别独立地设定 t₁ 和 t₂ 的周期。IC₁c 为施密特触发器，利用 R₁ 和 R₂ 调整周期经过的滑幅度。 LED₁ 在 t₁ 周期点亮。 ### 5.2.3 PWM 控制电路 图5.1中Ⓐ~Ⓓ点的时序如图5.2所示。 ## 右侧页面内容 **图5.2 PWM 电路的时序图** - 显示四条波形时序图，标注有： - Ⓐ点波形（标注"约60ms"） - Ⓒ点波形（标注"tc"） - Ⓑ点波形 - Ⓓ点波形（标注"td"） 正文内容： IC₁d 和 IC₁b 构成的振荡电路以约 60ms 的周期发出占空比约为 50% 的脉冲。Ⓐ点和Ⓑ点的脉冲相位相反。 当Ⓒ点处于下降沿时，Ⓐ点发出宽度为 tc 的脉冲；当Ⓓ点处于下降沿时，Ⓑ点发出宽度为 td 的脉冲。脉冲 tc 和 td 的宽度可分别借助 VR₃ 和 VR₄ 调整。电位器 VR₃ 和 VR₄ 处于中央位置时机器人直线前进，图5.2所示即为该状态。 在执行左、右回转时，脉冲宽度 tc 或 td 中的一个随之增加，而另一方则随之减小，机器人便向相应的方向回转。脉冲宽度的增加显然是有上限的，它始终不能超过Ⓐ点和Ⓑ点的原始占空比。 ### 5.2.4 电流方向 在图5.1中，流过 C₁ 和 C₂ 的电流似乎是单向的，实际上内置在 IC 输入单元内部的防静电二极管是允许让电流双向流动的。该二极管的连接方式如图5.3所示，正常情况下没有电流，当外加的输入电压超过电源电压（0V~Vcc）时，沿二极管正向有电流通过。 **图5.3 IC 内部的防静电电路** - 显示IC内部防静电电路图，标注有 Vcc、"往内部电路"、"输入"、"IC₁ 的引脚 1、3、5、9、11、13"。 R₇ 和 R₈ 为限流电阻，若无该电阻便有锁定的潜在危险。一旦发生锁定，在电源切断之前，IC中有持续大电流通过，严重时甚至毁坏 IC。 ### 5.2.5 驱动电路和电源电路 Ⓒ点、Ⓓ点的脉冲分别通过晶体管 Tr₁ 和 Tr₂ 放大并驱动电机。同时经 D₉ 使 C₇ 充电，保持电源电压的峰值，然后成为 IC₁ 的输入电压值 Vcc，详情参见第 4 章。