发布时间 : 星期五 文章智能车 - 余晓填 - 图文更新完毕开始阅读9f534a8a6529647d2728525c
第3章 车模硬件系统设计
图3.2 SN74V293功能结构图
SN74V293应用电路如下图所示。CMOS传感器输出的亮度数据Y[0..7]从FIFO的D[0..7]输入，从Q[0..7]输出。FIFO可以缓存一帧以上的图像数据。
图3.3 FIFO应用电路
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3.2 MC9S12DG128单片机最小系统
由于清华大学提供的DG128核心板体积较大，批量采购成本很高，故我们自行制作了S12单片机核心板，以适和安装在小型化设计电路主板上。核心板与清华大学提供S12核心板相比，接口定义基本相同，去除了RS232电路和接口，缩小了插槽间距，大幅缩小了板面积，但原版上的复位监控电路和指示灯，以便于调试。
图3.4 S12核心板电路图
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第3章 车模硬件系统设计
3.3 大电流直流电机驱动器
为了使车模能以最短的时间完成循线任务，而不同路况下（直道、弯道、蛇行）都有其安全运行的最高速度，这就要求车模有较好的调速性能，能根据不同的路况动态调节运行速度。但由于车模上没有任何机械减速刹车机构，只能通过对电机进行反接自动获取较好的制动性能。由于该电机在启动和反接制动时工作电流都比较大（20A以上），对电机驱动器驱动能力的要求比较高。
鉴于组委会推荐的单片MC33886有限的驱动能力和多片MC33886并联导致的电路体积庞大和多个芯片之间难于同步和配合的缺点，而一般集成电机驱动芯片又不能提供如此大的驱动电流，所以我们使用2片MOS管半桥驱动器和4个大电流低内阻MOSFET设计了大电流大功率的直流电机驱动器。由于低内阻MOSFET的使用，电机驱动电路的发热问题得到了根本上的解决。
3.4 速度传感器
为了使车模在跑道上平稳地运行，并以最快的时间完成比赛，这就要求车模能以高速通过直道，并以恰当的速度平稳地转弯，这就要求车模要有较好的调速性能。直流电机调速通常使用PWM调速来完成，通过改变驱动器输出PWM波的占空比，就可以调节加在电机上的平均电压，达到调速的目的。但是，采用开环调节时电机特性比较软，转速收到供电电压、负载变化等因素变化影响较大，所以需要设置速度传感器，对车速进行实时检测进行闭环控制。
检测车速的办法有很多种，例如测速电机、旋转编码器、反射式光电检测、对射式光栅检测、霍尔测速等等方法。鉴于测速的可靠性，我们采用工业用的增量式旋转编码器进行测速。受安装条件的制约，我们选用了一款2.0cm直径256线的小型编码器，编码器安装如图3.5所示。
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图3.5 编码器安装示意图
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