智能小车的前进、后退、刹车、调速是怎么实现的？
贾跃亭的无人汽车太曲折了，我已经等不及，于是要自动动手做一个。
上一篇文章，看到了精致的电机模样，小伙伴们表示帅呆了！
现在来让我们看看它是如何连接到小车底板的？
这张图片是把小车翻过来拍的，这是底盘的反面，这篇文章刚开始的第一张图片，是底盘的正面。
底盘的正面与反面都有图片丝印，所以不要以丝印来判断小车的正面与反面哈。
在电机上，还用螺丝固定了一个红外光电测速传感器，仔细的小伙伴会发现，轮子里边那个白色的一条一条的东西，就是编码盘。
此传感器已经在技新网产品中心有售，大家可以去看看它的原理图等资料。
1
有刷直流电机的
正转、反转、刹车
怎么转起来？
想要有刷直流电机转起来，很简单，只需要把电源的正负极接到电机的两个接线端子上就可以。
怎么反转？
想要反转也容易，只需要把电源的正负极反一下，再接到电机两个接线端子就可以。
怎么刹车？
并不是你想的断电。
断电只是释放，并不是刹车。
把电机的两个接线端子接同样的电平，比如都接GND，就是刹车。
用手拿个电池，控制电机正反转很容易。
但是要用单片机实现自动控制，就需要动一下脑筋了。
2
单片机控制电机
前进、后退、刹车
如果你是刚刚学会单片机，可能你会这样用单片机驱动电机转动：
理论上：PB0给一个高电平，电机就会转；PB0给个低电平，电机就会停。
实际上：这样是不行的。
单片机的这种驱动方式，属于“输出电流”，单片机引脚的输出电流能力，一般最大20mA，这个也要视单片机而定，不同型号的单片机，输出能力不一样。不过，也都差不多最大输出20mA左右。
就拿技小新选的这款电机来说，正常工作的时候，需要的工作电流是200mA左右，启动电流差不多是正常工作电流的两倍还多。
根据以上分析，单片机引脚是不能够直接驱动电机的。
所以，需要加驱动电路，可以由三极管或者MOS管来完成。
三极管和MOS管在这种驱动电路中，是当做开关用，所以我们要考虑它们允许通过的最大电流。
对于三极管，就是ICE，对于MOS管，就是IDS，一般叫做ID。这些参数都可以在元器件对应的datasheet里边找到。
三极管的ICE一般都在1A以下，当然，也有大于1A的。
MOS管的ID一般都在1A以上，通常情况下，都是几十A、上百A。
所以，我们在驱动电机的时候，一般选择MOS管。
加了MOS管的驱动电路如下所示：
实际使用中，还需要加二极管保护等辅助电路，这里为了方便描述，先不说这些。
这种电路，只能控制“转”或者“不转”，不能控制电机“反转”。
新的问题就产生了，如何控制电机反转呢？
最经典的电路就是MOS管搭的全桥电路：
这么庞大的一个电路，只驱动一个电机。
那小车上4个电机，岂不是要4倍的这个电路。
所以，技小新没有选择分立元件驱动电路，而是选择了集成电路解决方案。
RZ7899芯片，就是集成了一个全桥电路的芯片。
一个RZ7899就可以完成驱动一个电机的正转、反转和刹车，只有SOP8大小。
这个模块上放置了2个RZ7899，所以，4个电机只需要2个模块就可以了。
支持的电压范围是：3V-25V。
最大输出电流：3A
这些参数都表明RZ7899非常适合做智能小车电机的驱动。
3
单片机通过RZ7899
控制电机
正转、反转、刹车
先看RZ7899芯片的引脚功能。
芯片的VCC和GND是电源引脚，可以接受3V~25V的电压。
BI和FI引脚和单片机引脚连接，接收单片机的逻辑高低电平信号。
BO和FO引脚，是连接到电机端子的引脚，这几个引脚在工作的时候是要输出大电流的，最大支持3A输出。
BI和FI引脚的电平变化，有四种：高高、低低、高低、低高。
这四种变化，就可以使得BO和FO的电平发生高低变化，从而控制电机正转、反转、刹车和浮空。
他们之间的对应关系，可以看RZ7899芯片手册的真值表：
56脚FO为高、78脚BO为低，电流从FO经过电机流向BO；
56脚FO为低、78脚BO为高，电流从BO经过电机流向FO；
上边两种情况，就实现了电机的正反转，对与小车，就是前进和后退。
56脚FO和78脚BO都为低，这就是刹车。
56脚FO和78脚BO为释放状态，电机应该是自由转动状态，不要理解为刹车。
通过以上分析，你可以知道，单片机用2个引脚可以控制1个电机的正转、反转和刹车。
单片机使用8个引脚，就可以控制4个电机的正转、反转和刹车。
4
智能小车调速的实现
单片机通过RZ7899控制电机，像上边说的，直接给高低电平的情况，实际上是让车全速运行的状态。
要想控制速度，就需要用PWM调速。
方法是：电机两个接线端子中，低电平的那一端一直保持低电平，高电平的那一端，输出PWM波形。
小车前进的时候，电机的其中一个端子是低电平，另一个端子是PWM波形。
小车后退的时候，刚才产生PWM波形的端子上输出低电平，刚才低电平的端子上输出PWM。
所以，要控制电机的4个轮子，必须要用单片机的8个引脚，而且这8个引脚必须都具有输出PWM的能力。
STM32的一个定时器可以输出4路PWM，用两个定时器就可以实现控制小车的所有轮子了。
未完待续...
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