電子電路設(shè)計是一個比較大的話題，電子電路設(shè)計通常包含的內(nèi)容較多,。對于電子電路設(shè)計,，小編對其做過諸多介紹。為增加大家對電子電路設(shè)計的認(rèn)識,，本文將對一些電子電路設(shè)計的實際案例予以介紹,。

一、信號燈的線性LED驅(qū)動器電路設(shè)計攻略

電路說明：本應(yīng)用筆記介紹了一款線性LED 驅(qū)動方案,，用于驅(qū)動6串LED 信號燈,，每串包含4只串聯(lián)LED。每串LED 負(fù)載具有獨立的陽極接點,，陰極連接在一起,。該電路采用汽車電池供電，　最低電壓為10V,，最高電壓為28V,，能夠為每串LED 提供350mA 電流。由于使用共陰極架構(gòu),，檢流電阻必須放置在LED 串的陽極端。LED 驅(qū)動器(MAX16836)電流檢測輸入端的最大共模電壓限制在4V,，因此,，檢流電阻兩端的電壓必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，以地為參考,，以符合驅(qū)動器的要求,。一對 PNP 晶體管把LED 檢流電阻的電壓轉(zhuǎn)換成以GND 為參考的電壓，送入MAX16836電流檢測引腳,。下式提供了R1,、R2、R3和R4 (電路圖中U1部分)的計算,。

當(dāng)LED 串的電壓處于最小值(7.6V),，而輸入電壓處于最大值(28V)時，LED 驅(qū)動電路功耗最大,，大于7W,。僅通過電路板散熱很難耗散如此大的熱量，所以,，在高輸入電壓情況下,，必須使用低占空比(低至25%)的調(diào)光信號驅(qū)動 UNIVERSAL DIM 輸入，以降低驅(qū)動器的功耗,。

解讀NCV70522汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)電路

由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制,，自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)(AFS)應(yīng)用中,，步進(jìn)電機(jī)有時可能會堵轉(zhuǎn)。一旦電機(jī)堵轉(zhuǎn),，電子控制單元(ECU)將失去前照燈位置的跟蹤信息并做出不恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng),，滋生極嚴(yán)重的安全問題，所以AFS 應(yīng)用中堵轉(zhuǎn)檢測是必不可少的,。通?？梢酝ㄟ^電機(jī)的反電動勢(BEMF)來判斷電機(jī)堵轉(zhuǎn)與否。BEMF 因電機(jī)速度,、負(fù)載及供電電壓的不同而變化,。傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片無BEMF 輸出，但包含內(nèi)置堵轉(zhuǎn)檢測算法,?？蛻魞H可以在寄存器里設(shè)定固定的堵轉(zhuǎn)認(rèn)定臨界值，這表示在真實道路條件下所有設(shè)定值都必須在工作之前“離線”預(yù)設(shè),，而不能適配真實工作條件,。NCV70522微步步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器透過SLA 引腳提供BEMF 輸出，這表示它能實時進(jìn)行停轉(zhuǎn)檢測計算,，并根據(jù)不同條件來調(diào)節(jié)檢測等級,。

NCV70522是一款微步步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，用于雙極型步進(jìn)電機(jī),。這芯片通過I/O 引腳及SPI 接口連接至外部微控制器,。NCV70522輸出電流有多種選擇。它根據(jù)“NXT”輸入引腳上的脈沖信號以及方向寄存器[DIRCTRL]或“DIR”輸入引腳的狀態(tài)來轉(zhuǎn)動下一個微步,。這器件提供從滿步到32微步的細(xì)分,、由SPI 寄存器SM[2:0]來選擇的7種步進(jìn)模式。NCV70522包含SLA 的輸出,，可以用于堵轉(zhuǎn)檢測算法及根據(jù)電機(jī)的BEMF 來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩和速度計算,。典型應(yīng)用電路圖如圖所示。

當(dāng)系統(tǒng)上電時候,，微控制器就會初始化,，NCV70522復(fù)位。這些動作完成時,，線圈電流及步進(jìn)模式將被設(shè)定,。然后電機(jī)驅(qū)動器將啟用。NXT 脈沖將被發(fā)送實現(xiàn)轉(zhuǎn)動電機(jī),。電機(jī)轉(zhuǎn)速等于NXT 脈沖頻率乘以步進(jìn)細(xì)分模式的值,。

二、解讀兩種機(jī)器視覺系統(tǒng)電路設(shè)計方案

機(jī)器人行走電路由驅(qū)動電路和直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路兩個單元構(gòu)成。電路通過運用555構(gòu)成的多諧振蕩電路,，同步計數(shù)器74LS196,，七段譯碼器 74LS248，雙JK觸發(fā)器等基本單元電路,，通過上述基本電路的級聯(lián)組合,，構(gòu)成機(jī)器人行走電路。電路有效地實現(xiàn)機(jī)器人的行走與后退,，通過調(diào)節(jié)阻值的大小而控制行走的時間,，時間在數(shù)碼顯示管顯示。利用三極管的導(dǎo)通和截止控制機(jī)器人的行走方向,，從而滿足設(shè)計電路的要求,。

電路原理系統(tǒng)框圖

方案一 電路圖

555構(gòu)成多諧振蕩電路產(chǎn)生方波信號，74LS196構(gòu)成十進(jìn)制計數(shù)器,，74LS248控制七段共陰極數(shù)碼管顯示電路顯示,，計數(shù)器計數(shù)滿產(chǎn)生觸發(fā)信號觸發(fā)雙JK觸發(fā)器，雙JK觸發(fā)器在觸發(fā)信號的作用下輸出發(fā)生高低電平跳變,，觸發(fā)器發(fā)生信號驅(qū)動直流電機(jī)兩端壓差發(fā)生正負(fù)跳變,，直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)和后退,。電路中各個開關(guān)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動方向和時間,。

方案二 電路圖

74LS123構(gòu)成的定時器產(chǎn)生矩形波信號，用74HC161和與非門74HC03構(gòu)成加十進(jìn)制計數(shù)器,，74LS248控制七段共陰極數(shù)碼管顯示電路顯示,，計數(shù)器計數(shù)滿產(chǎn)生觸發(fā)信號觸發(fā)雙JK觸發(fā)器，雙JK觸發(fā)器在觸發(fā)信號的作用下輸出發(fā)生高低電平跳變,，通過直流電機(jī)驅(qū)動電路改變電機(jī)兩端電壓方向，進(jìn)而改變電機(jī)轉(zhuǎn)向,。電路中開關(guān)也可是電機(jī)制動,，正反轉(zhuǎn)。

機(jī)器人行走電路工作原理

555構(gòu)成的多諧振蕩電路產(chǎn)生方波信號接到74LS196時鐘端觸發(fā)74LS196加計數(shù)器計數(shù),，并通過74LS248驅(qū)動七段共陰極數(shù)碼管顯示計數(shù),。加計數(shù)器計數(shù)滿十，通過74HC20與非門產(chǎn)生下降沿信號驅(qū)動雙JK觸發(fā)器使JK觸發(fā)器構(gòu)成的T‘觸發(fā)器輸出取非,，從而驅(qū)動三極管構(gòu)成的開關(guān)電路,，通過各個三極管的導(dǎo)通與截止來實現(xiàn)直流電機(jī)兩端的壓差的正負(fù)跳變，驅(qū)動直流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn),，實現(xiàn)小車的前進(jìn)與后退,。其中，通過調(diào)節(jié)四個單刀五擲開關(guān)可以改變多諧電路輸出方波周期，來調(diào)節(jié)小車的前進(jìn)與后退的時間,。多諧振蕩電路產(chǎn)生方波信號接入到74196時鐘端,，驅(qū)動74196進(jìn)行加計數(shù)。圖中 74196接成了10進(jìn)制加計數(shù)器,，計數(shù)滿十時通過74HC20與非門接入到清零端進(jìn)行清零,。由于計數(shù)到10時，便會立刻清零,，不會在數(shù)碼管上顯示,，所以此時信號很弱，不可以作為觸發(fā)信號驅(qū)動JK觸發(fā)器,，JK觸發(fā)器觸發(fā)信號是計數(shù)到9時,，通過74HC20輸出下降沿信號觸發(fā)。數(shù)碼顯示電路通過,，74LS248驅(qū)動的七段共陰極數(shù)碼管進(jìn)行顯示,。

MSP430F2274單片機(jī)設(shè)計的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)電路

隨著人們對汽車輔助駕駛系統(tǒng)智能化要求的提高和汽車電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，新型的倒車?yán)走_(dá)應(yīng)能夠連續(xù)測距并顯示障礙物距離,，并具有通信功能,，能夠把數(shù)據(jù)發(fā)送到汽車總線上去。以往的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計使用的元器件較多,，功能也較簡單,。本文介紹的基于新型高性能超低功耗單片機(jī)MSP430F2274的倒車?yán)走_(dá)可以彌補(bǔ)以往產(chǎn)品的不足。

系統(tǒng)采用超聲波測距原理,。超聲波測距儀器一般由發(fā)射器,、接收器和信號處理器三部分組成。工作時,，超聲波發(fā)射器發(fā)出超聲波脈沖,，超聲波接收器接收遇到障礙物反射回來的反射波，準(zhǔn)確測量超聲波從發(fā)射到遇到障礙物反射返回的時間,，根據(jù)超聲波的傳播速度,，可以計算出障礙物距離。作為一種非接觸式的檢測方式,，超聲波具有空氣傳播衰減小,、反射能力和穿透性強(qiáng)的特點。超聲波測距具有在近距離范圍內(nèi)有不受光線和雨雪霧的影響,、結(jié)構(gòu)簡單,、制作方便和成本低等優(yōu)點。高性能的單片機(jī)結(jié)合超聲波測距,，可以實現(xiàn)功能強(qiáng)大,、使用方便的倒車?yán)走_(dá),。TI 公司的16位單片機(jī)MSP430F2274功耗極低，片上資源豐富,，同時利用JTAG 接口技術(shù),，可以對片上閃存方便的編程，便于軟件的升級,，非常適合作為倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的微控制器,。

三、MSP430F2274單片機(jī)設(shè)計的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)電路

系統(tǒng)的主控電路圖如上圖所示,。本系統(tǒng)中選用的MSP430F2274片內(nèi)有32Kb 閃存和1Kb RAM,，因此無須外擴(kuò)存儲器。外接的32.768kHz 晶振作為CPU 關(guān)閉狀態(tài)Basic-TImer 的時鐘源,，同時也作為系統(tǒng)的車載時鐘使用,。超聲波發(fā)送模塊電路如圖3所示，由超聲波產(chǎn)生和發(fā)射兩部分組成,。超聲波的產(chǎn)生方法有兩種：硬件發(fā)生法和軟件發(fā)生法,。常用的硬件發(fā)生法常采用如下方案：超聲波由CD4011構(gòu)成的振蕩器振蕩產(chǎn)生，經(jīng)升壓變換推動超聲波換能器而發(fā)射出去,，振蕩器的起振和停振由單片機(jī)來控制,。本設(shè)計采用軟件發(fā)生法，因為通過軟件發(fā)生法既可以減少硬件的復(fù)雜程度,，降低系統(tǒng)的成本,，又具有靈活性強(qiáng)、容易實現(xiàn),、穩(wěn)定性好的優(yōu)點,。本系統(tǒng)利用 MSP430F2274單片機(jī)的定時器功能來產(chǎn)生穩(wěn)定的PWM(40Hz)脈沖波，并通過I/O 端口P2.3輸出到超聲波發(fā)射部分,。在超聲波發(fā)射電路中CD4049一共包括了6個非門,，下圖中線路僅使用了3個，為了防止干擾或被靜電擊穿導(dǎo)致整個 CD4049損壞,，把沒有使用的那一側(cè)的3個非門串起來做接地處理,。當(dāng)控制端輸出一系列固定頻率脈沖時，在壓電陶瓷型超聲波發(fā)射換能器UCM-40-T 上就固定頻率的加正電壓和反電壓,，發(fā)出大功率的超聲波,，所得到的波形比其他方式效果更理想,。

超聲波接收電路如下圖所示,。這是本系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的一個難點。壓電陶瓷型超聲波接收器UCM-40-R 接收反射的超聲波轉(zhuǎn)換為40kHz 毫伏級的電壓信號,，需要經(jīng)過放大,、處理,、才能用于觸發(fā)單片機(jī)中斷。一方面?zhèn)鞲衅鬏敵鲂盘栁⑷?，由于反射條件不同,，需要放大倍數(shù)的范圍大約是 100～5000，另一方面?zhèn)鞲衅鬏敵鲎杩馆^大,，需要高輸入阻抗的多級放大電路,，而高輸入阻抗容易接收干擾信號。通常采用兩種方案：一是采用運算放大器組成多級選頻放大電路;二是采用專用的集成前置放大器,。第一種方案容易產(chǎn)生自激振蕩,，要使接收電路達(dá)到很好靈敏度和抗干擾效果，電路的調(diào)試是較困難的,。本系統(tǒng)采用專用的集成電路前置放大器CX20106,，它由前置放大器、限幅放大器,、帶通濾波器,、檢波器、積分器,、整型電路組成,。其中前置放大器具有自動增益控制功能，可以保證在超聲波傳感器接收較遠(yuǎn)反射信號輸出微弱電壓時放大器有較高的增益,，在近距離輸入信號強(qiáng)時放大器不會過載,。調(diào)節(jié)芯片引腳5的外接電阻 R3，將它的濾波器的中心頻率設(shè)置在40kHz,，達(dá)到了很好的效果,。當(dāng)接收到與濾波器中心頻率相符的信號時，其輸出引腳7輸出一個低電平,，而輸出引腳7直接接到MSP430F2274的P2.2上,，以觸發(fā)中斷。