MSP430小车电路原理图及功能介绍

图6.3为MSP430小车的原理图，元件功能及系统功能介绍如下：

图6.3　MSP430小车电路原理图

1）元件的功能

（1）电 阻（电 阻R1、R2、R3、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R15；可变电阻或电位器R4、R5）

电阻对电流具有阻碍作用，在电路中的作用有四种：限流、分压、分流、转化为内能。比如，为保证用电器正常工作，通过用电器的电流不能超过额定值(或实际工作需要的规定值)，此时通常可以在用电器电路中串联一个可变电阻，该电阻起到限流作用，当改变这个电阻的大小时，流过用电器的电流也随之改变，这种现象可由欧姆定律来定量描述。这种电阻通常也叫做限流电阻。

电位器是一个连续可调的电阻器，如多圈精密电位器和云台电阻，常用于变阻器和分压器。

①用作分压器。当调节电位器的转柄或滑柄时，动触点在电阻体上滑动，此时在电位器的输出端可获得与电位器外加电压和可动臂转角或行程成一定关系的输出电压。

②用作变阻器。电位器用作变阻器时，应把它接成两端器件，这样在电位器的行程范围内便可获得一个连续变化的电阻值。

③用作电流控制器。当电位器作为电流控制器使用时，其中一个选定的电流输出端必须是滑动触点引出端。

（2）光敏电阻（R13、R14）

光敏电阻的电阻值随光照强度的变化而变化，用于采集外部光强数据。

（3）发光二极管（D1、D2、D3、D4）

发光二极管用于指示电路是否通电。

（4）晶体三极管（Q1、Q2）

晶体三极管具有电流放大作用，这是三极管最基本、最重要的特性。其实质是以基极电流的微小变化量ΔIb来控制集电极电流产生较大的变化量ΔIc，将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示，即β=ΔIc/ΔIb。对于某一只三极管来说，电流放大倍数β可视为一个定值。

（5）电源（BT1）

电源广泛应用于各种设备、仪器仪表、计算机系统等，为设备和系统提供电能。

（6）电容（C3、C4、…、C8）

①滤波作用。在电源电路中，整流电路将交流电变成直流脉动电，之后接入一个较大容量的电解电容，利用电容的充放电特性，使整流后的直流脉动电变成相对比较稳定的直流电，即滤除了直流脉动电中的高频成分。

②耦合作用：耦合指的是前后级电路的连接关系。在信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容耦合。为了防止信号中低频分量损失过大，耦合电容一般采用容量较大的电解电容。

（7）开关（S1）(www.xing528.com)

开关用于控制设备通电与断电。有的开关还具有漏电保护、短路保护功能。

（8）单片机（MSP430）

MSP430单片机相当于控制系统的中央处理器，实现对小车的各种控制，比如，控制电机(Motor)的转动，进而控制小车前进或后退。

（9）直流电机（Motor：B1、B2）

实现电能转换为机械能，为小车运动提供动力。

2）系统的功能

①复位电路是用来使电路恢复到起始状态的电路。本案例中MSP430小车系统的复位电路(RST)如图6.4所示。其工作原理为：接通电源VCC时，电容C8充电，在复位端(RST)上出现由低到高的复位信号，使单片机复位。

②图6.5所示电路为小车启停控制电路，开关S1闭合后，端口P2.1、P2.0接低电平或地GND，使Q1、Q2导通，电机B1、B2开始工作，可带动小车车轮转动；同时，连接R11、R12的支路也接通，发光二极管D3、D4点亮，指示小车启动。

图6.4　MSP430小车复位电路

图6.5　电机启停控制电路

③光检测电路如图6.6所示，R5、R10、R14串联支路，可从端口P1.6输出R10串R14的电压：

R14为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化而变化。发光二极管D2与电容C7并联后再与R9串联支路为背光源支路，当该电路接通时，D2发光使光敏电阻R14的阻值改变，从而使P1.4端输出的电压VP1.4随之改变。电容C7容量较大，相当于一个储能元件，用于稳定D2的电压。在电机B1启停时，D2的亮度不发生改变，则R14的阻值也不发生改变。同理，左边R4、R8、R13串联支路和发光二极管D1、电容C6、R7构成的电路与右边电路完全对称，电容C6用于稳定D1的电压，在电机B2启停时，D1的亮度不发生改变，P1.5端输出电压VP1.5。输出电压值VP1.4和VP1.5可用于小车循迹或避障。

④如图6.7所示为电源滤波电路，其作用是使电源不受外部干扰的影响。

图6.6　光检测电路

图6.7　电源滤波电路