先来搞清楚2个问题：

问题1：四驱车与前驱（后驱）车的区别

四驱车，是四个轮子都驱动，就是每个轮子一个电机，需要四个电机。

前驱或者后驱车，就是前面两个轮子带电机或者后面两个轮子带电机。

我们电子工程师DIY的话，四轮驱动要比两轮驱动更容易做。

因为，我们只要设计好了一个轮子带电机和小车底板的连接，其它几个轮子照样做就可以。如果是两轮驱动的话，还需要设计另外两个轮子与底板的连接，可能会涉及到机械结构的问题，开模、定做什么的，会比较麻烦。

问题2：轮子带电机是否可以空转滑动

如果轮子带了电机，是不能够空转或者滑动的，必须要给电机供电才能转起来。

搞清楚了上述2个问题，我们就可以开始做了。

这次，我们先做一个四轮驱动的智能小车，下一次，我们再做一个两轮驱动带机械转向的智能小车。

电机选型：

接下来，我们需要选择一个合适的电机。

有两种电机比较适合做智能小车：有刷直流电机、无刷直流电机。

有刷直流电机，只带两个引脚，一个引脚给电源正极，一个引脚给电源负极，就可以让电机转起来。

无刷直流电机，分为“带霍尔传感器”和“不带霍尔传感器”之分。

不带霍尔传感器的，一般用于无人机，只能运行在高速转动的情况下。慢速转动的话，不容易检测正确的换相点，所以不适合做小车。

带霍尔传感器的，除了ABC相的3条引线之外，还有霍尔传感器的5条引脚。

（这5条引脚分别是：霍尔V+，霍尔GND，霍尔A，霍尔B，霍尔C）

这种电机的驱动电路比较复杂，而且价格非常贵，一个有刷电机可能几块钱到几十块钱不等，一个无刷电机就需要几百元。

这一次，我们做有刷直流电机的，下一次，我们再做无刷直流电机的高端小车。

齿轮减速箱

上图，就是技小新千辛万苦找了N个厂家以后定下来的带齿轮减速箱的微型小电机。

市场上通用的那个几毛钱的电机，体积太大，一点也不精致。

看看下图的对比：

拆开它的外壳看齿轮：

经过实测，那种塑料的齿轮，很容易打滑，不耐用。所以技小新选择了金属齿轮。

技小新选择的这款小电机，额定电压5V下，转速25000转每分钟，齿轮减速箱的减速比为50:1，在额定电压5V下，经过减速箱以后的转速就是500转每分钟，这个速度非常适合智能小车。

电机小，大家还会关心扭矩的问题。

经过实测，电机带上轮子后，直接给电机5V电压，体验手拿轮子感觉，想要握紧轮子，还是需要一定的力气的。四个轮子装到小车底板，直接供5V，在不太平的地面上，可以很顺畅的前行，一些不太高的障碍物，也可顺利通过。

电机与轮子的连接

上图，仔细看轮子的中间，一边是半圆，一边是平的。

上图，仔细看电机轴，正好与轮子是匹配的，这样就可以插进去，保证轮子不打滑了。

上图是安装好电机和轮子的效果。

上图，是技小新电机轮子与市场上常用的小车电机轮子的对比，是不是很精致呀！

电机转接板：

小伙伴们，你们有没有注意到，电机的这两个接线端子。

直接拧线影响美观且不稳定，直接焊线的话，拆装很麻烦。

所以…

技小新设计了一个电机转接板，如下图所示：

这样，很巧妙的把电机的原生接线端子变成了可拔插的2.54mm排针。

拆装、调试、维修都变得很方便了。

如果你觉得用彩排线连接不可靠的话，还可以换成XH接线端子。

小设计、大用途。

电机接线端子两端为什么要接104电容？

这个104电容的作用是：

1. 防止火花；
2. 滤除噪声；

有刷直流电机正转、反转、刹车的实现

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端就可以。

怎么反转？

想要反转也容易，只需要把电源的正负极反一下，再接到电机两端就可以。

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压，比如都接GND，或者都接VCC，就是刹车。

想的容易，做起来难！

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。

单片机控制电机前进、后退和刹车

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而言，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。

驱动电机的电路就可以这样画：

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。

这个模块在立创商城的链接是：

http://www.szlcsc.com/so/product/details_150018.html

单片机如何通过RZ7899控制电机正转、反转和刹车？

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。

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。

原理是：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。

小车跑起来

轮子和底盘已经安装好，现在只需要给每个电机的两个接线端子与电池正负极相连，小车就可以跑起来了。

如果你想这么做的话，连接电池的时候，注意轮子转动的方向要一致。

不过，“永动车”并不是我们想要的结果，我们想要的是自动控制小车的前进、后退、刹车以及转弯、避障、循迹、跟随等。