小白入智能小车坑（一）
1、背景:
入手一辆智能小车，深入研究，提高自己的知识储备和技能。
作为非科班的资深小白，我从头学习智能小车知识。
需要准备的知识
1、直流电机基础知识
1、H桥是什么？ 全桥式直流电机驱动电路
3、L293D全桥驱动器驱动程序编写
2、对于一个机械毕业生，不熟悉直流电机，我很尴尬
直流电机作为电机能量转化装置，在各个领域得到普遍运用。
关于直流电机，参见https://blog.csdn.net/peng_258/article/details/78156401
一般直流电机的转速都是一分钟几千上万转，因此一般需要安装减速器，目的是降低转速，增加转矩。
3、全桥式直流电机驱动电路
3.1 H桥是什么
H桥是一个典型的直流电机控制电路，因其电路形状酷似字母H，故称“H桥”。它是由4个三极管组成4条垂直腿，而电机就是H中的横杠。
3.2 H桥的特点
直流电机驱动使用最广泛的就是H型电路，这种驱动电路方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。
3.3直流电机H桥电路驱动原理
如图所示，H桥式电机驱动该电路4个三极管和一个电机，要使电机运转，只需要电机两端有电压差，也就是必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。
当Q1管和Q4管导通时，电流从电源正极经Q1从左到右穿过电机，再经由Q4回到电源负极。
从Q2和Q3导通时，电流从正极经Q3，再从右到左穿过电机，最后经由Q2回到电源负极。
3.4 直流电机H桥实际应用，程序考虑
4只三极管(开关管)都工作在斩波状态，在Q1和Q4导通且Q2 Q3关断 、Q1和Q4关断而Q2 Q3导通两种状态间切换，理论上要求这两组控制信号完全互补，但是由于实际的开关器件都存在导通和关断时间，绝对的互补逻辑会导致上下桥臂(H的垂直长腿短路)直通短路。为了避免直通短路且保证各个开关动作的协同性和同步性，两组控制信号实际上必须相差一个足够长的死区时间，这个校正过程即可通过硬件实现，即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时，也可 通过软件实现。
保证H桥上来两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。 通过硬件电路方便地控制三极管的开关。
上图，就是基于这种考虑，在基础H桥电路的基础上增加了4个与门和两个非门。4个与门同一个"Enable"导通信号相接，这样一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一个方向的输入，可以保证在任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三级管能导通。(此图仅为示意图，特点与门与三极管直接链接是不能正常工作的)
根据上述设计，电机的运转只需三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。
实际使用时，用分立件制作H桥很麻烦，市面上有封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了。常用的由于L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。
3.5 智能小车用到了L293D H桥集成电路
ST公司生产的一种高电压、小电流电机驱动芯片，内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和继电器线圈等感性负载，即该芯片可驱动两台直流电机。
引脚图
L293D 四重半H桥驱动，该电机驱动芯片不仅可以大大简化硬件电路，而且输出功率较大，有利于电机转速的稳定。L293D电机驱动芯片符合TTL(Transistor Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑电平)接口标准，它可直接用于驱动一些大功率感性负载，如电流和步进电机、继电器等，可通过对芯片控制信号输入端进行逻辑设定就可实现电机驱动电压的极性转换，即实现方向(正反转)的调整，且单芯片可独立控制两个电机。
主要特性: 它为每个电机可提供600mA的驱动电流;可为每个驱动提供高达1.2A的脉冲电流，宽电压范围4.5~36V；热关闭；内部ESD保护；抗噪性能好。
方框图
信号输入端
引脚1-1、2EN 和引脚9-3、4EN-----CHIPENABLE，高电平有效，实际用于电机PWM调试。
引脚2-1A 、7-2A 、10-3A 、15-4A ；其中2-1A 7-2A 控制一个电机的转向，10-3A、15-4A控制另一个。
驱动输出端
3-1Y、6-2Y、11-3Y、14-4Y为电机控制输出端， 其中1Y、2Y两路用于控制一个电机的动作，3Y、4Y控制另一个。
根据方框图：1、2、3、4是与门。
| 管脚1、2EN | 1A | 2A | 电机M1工作状态 |
| H | H | L | 正转 |
| H | L | H | 反转 |
| H | L/H | L/H | 刹车 |
| L | X | X | 停止 |
只有在EN端输入为高点平，电机才能工作在正转、反转、刹车状态。且只有控制端1A和2A输入电平为反相时，电机才能转动。在设计电路时，保证1A和2A的状态始终反相，故在主控制器通用I/O口与L293D控制端之间添加两个反相器，从而可实现使用一个I/O口控制电机实现转向改变。------直流电机驱动板
4、基于慧净智能小车，编辑电机驱动程序
包括PWM 定时器输出比较，GPIO输出控制。
8、参考资料
[1] H桥电路是什么？H桥式驱动电路在电机上的应用 http://www.elecfans.com/dianzichangshi/20170519517560.html
[2] 解析全桥电机驱动电路工作原理 http://www.elecfans.com/dianlutu/187/20170120477119.html
[3] L293D 小功率电机驱动模块 http://shop58691278.taobao.com
[4] 基于stm32的智能小车研究[D] 西南交通大学 http://www.docin.com/p-1355437656.html