低频段 基本相同
用PWM波代替正弦半波
用一等幅不等宽的脉冲来代替 一个正弦半波
把正弦半波N等分，看成N个相
连的脉冲序列，宽度相等，但 幅值不等；
用矩形脉冲代替，等幅，不等 宽，中点重合，面积（冲量） 相等，宽度按正弦规律变化
相关概念
占空比：高电平保持的时间与该PWM 时钟周期的时间之比
分辨率：指占空比最小值 频率 双斜率/单斜率
单片机需要一个稳定的电压保持平稳工作，所以供电 最好设计为独立供电，避免与其他负载并联导致负载变化时 影响单片机供电引起问题。 推荐使用“三端固定式集成稳压器”来为单片机提供降压稳
压供电。
正 输 入 电 压
C1、C3 滤波电容
C2、C4 抑制芯片 自激振荡
常用的稳压芯片有78系列、LM2940、AMS1117 等系列。由于78系列的稳压芯片发热量较大，不作推 荐。在5V稳压方案中使用LM2940进行讲解，在3.3V 稳压方案中则使用AMS1117-3.3。
5V传感器获取的信号要经过缓冲芯片变换为 3.3V的信号输入到单片机中
2.2 电动机驱动电路设计
电动机的速度是根据传感器的反馈 随时调整的
脉宽调制（PWM） 需要驱动模块来放大单片机输出的
信号 PWM信号的占空比决定电动机的转速
，故电动机的调速可通过改变PWM信 号的占空比来实现 欲实现双向控制，就要使用H桥。H 桥可以实现电动机的双向调速
LM2940S(TO-263-3)
AMS1117-3.3(SOT-223)
思考题：总结常用的稳压芯片，列出他们的异同点
滤
波
检测稳
电
压IC是
容
否有正
LM2940S 5V稳压电路示例
常输出
AMS1117-3.3 3.3V稳压电路示例
思考题：上述各个电容的作用以及接地的重要性
2.1.2 舵机供电电路设计 A车模 额定工作电压6v 6.5kg·cm AMS1117-ADJ
I/O外设
5V或3.3V Nokia 5110 LCD(3.3V或5V)
摄像头
3.3V/5V/12V
Ov7725(3.3V)、Ov5116(5V)、 SONY CCD(12V)
线性CCD 常用IC芯片
5V 5V或3.3V
TSL1401CL(5V) 缓冲IC供电根据需求而定
从上表中可以得知，大部分供电模块都实现降 压稳压的功能，其供电电压都低于供电电池的电压。 然而在智能汽车的制作过程中，使用部分特殊的传 感器或者芯片时需要为其提供高于电源的电压才能 正常工作，如SONY CCD摄像头、MOS管电动机驱动H 桥等。
MC34063 升压模块实物图
应用实例 LM2577-ADJ给CCD摄像头升压供电 保证电流的供给。
MC34063电流较小，作为MOS管的H全桥电 动机驱动。
2.1.4 传感器等其他外设供电
其他传感器、外设、IC等供电则参考其需求进 行配置
3.3V供电的单片机输出控制信号要过缓冲5V/12V Ov7725(S3O.N3YV)C、CDO(v1521V1)6(5V)、
线性CCD 常用IC芯片
5V 5V或3.3V
TSL1401CL(5V) 缓冲IC供电根据需求而定
2.1.1 单片机供电电路设计
MC9S12XS128MAL 5V供电
MK60DN512VLL10 3.3V供电
S3010舵机
B车模 额定工作电压5v 5kg·cm LM2940
SD-5舵机
AMS1117-ADJ稳压电路示例
使用电位器 可以调节输 出端的电压
2.1.3 特殊传感器的升压供电
模块名称 需求电压
典型单元
单片机供电 舵机供电 编码器供电
5V或3.3V 5～6.5V
5V
9S12XS128(5V)、K60(3.3V) S30150((45.～5～6.55.V5)V、) SD欧姆龙 E6A2-CW3C
2.2.2 H桥的基本原理
当I/O1和I/O2为00时，VT1、VT2导通，VT3、VT4截止，加在 电动机两端的电压差为？电动机？ 思考题:其他情况的各三极管导通、截止情况？电动机情况？
2.2.3 A车模、D车模电动机驱动方案 A车模 功率适中，驱动方式简单 D车模（自平衡组），驱动方式简单
BTN7971
智能汽车整体方案概述
2.1供电模块电路设计
模块名称 单片机供电 舵机供电 编码器供电
I/O外设
需求电压
典型单元
5V或3.3V 9S12XS128(5V)、K60(3.3V)
5～6.5V S3010(5～6.55.V5)V、) SD-5(4.5～
5V
欧姆龙 E6A2-CW3C
5V或3.3V Nokia 5110 LCD(3.3V或5V)
在升压电路的设计中，对于大电流设备供电， 推荐使用LM2577-ADJ；对于小电流设备供电，推荐 使用MC34063。
LM2577-ADJ升压稳压电路示例
输入电压为3～30V 输出电压为4～35V
LM2577-ADJ 升压模块实物图
MC34063 升压稳压电路示例
输入电压范围为2.5～40V 输出电压可调范围为1.25～40V
N3、N9输入 OUT1、OUT2输出 正反转&调速
简单直流电动机 调速驱动电路
2.2.1脉宽调制基本原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲（如 左图所示）加在具有惯性的环节上 时，其效果基本相同。 冲量指窄脉冲的面积。效果基本相 同是指环节的输出响应波形基本相 同，低频段非常接近，仅在高频段 略有差异。
形状不通过而冲量相同的各种窄脉冲
高频段 略有不同
冲量相同的各种窄脉冲响应波形
2.1 供电模块电路设计 2.2 电动机驱动电路设计 2.3 信号传递电路的设计 2.4 测速模块原理与电路设计 2.5 辅助调试设备及其电路设计 2.6 主板外形设计 2.7 PCB实体电路的设计
良好的硬件设计是智能汽车稳定运行的基本保证。 智能汽车的硬件模块大体可以分为三部分，即传感器电 路、驱动电路和辅助电路。传感器电路主要包括不同组 别的智能汽车在识别赛道时使用的传感器及其外围电路， 如： 摄像头使用的图像采集“硬件二值化”电路 电磁的“放大、选频”电路等 驱动电路主要用于摄像头、电动机、舵机的驱动电路 辅助电路部分包括信号的缓冲、光电隔离等电路设计