基于ATmegal28L的智能探測車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.2 JTAG接口電路

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,引出ATmegal28L的JTAG接口進(jìn)行在線編程和下載,以方便調(diào)試和程序更新。對AVR器件進(jìn)行編程是由JTAG端口的TCK、TMS、TDI和TDO實(shí)現(xiàn)的。通過JTAG可以實(shí)現(xiàn)如下的編程功能：

(1)Flash編程及校驗(yàn);
(2)EEPROM編程及校驗(yàn);
(3)熔絲位編程及校驗(yàn);
(4)鎖定位編程及校驗(yàn)。
電路如圖2所示。

2.3 電機(jī)驅(qū)動電路

系統(tǒng)采用直流電機(jī)驅(qū)動兩個前輪實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)。ATmega128L具有2個帶預(yù)分頻器和比較模式的8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、2個擴(kuò)充的帶預(yù)分頻器和比較/捕獲模式的16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、2通道8位PWM、6通道2～16位精度：PWM。這里采用ATmegal281。的16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器l來產(chǎn)生兩路PWM信號,分別接1298N的EN A和EN B,用于控制兩個電機(jī)的起停、轉(zhuǎn)向及速度。它工作在相位和頻率修正PWM模式下,該工作模式可以產(chǎn)生高精度、相位與頻率都準(zhǔn)確的PWM波形。通常用OCRnA作為TOP值。改變TOP值即可改變PWM信號的占空比,從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。

L1298N是SGS公司生產(chǎn)的恒壓恒流橋式2 A驅(qū)動器件,內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路。1298N與單片機(jī)的連接如圖3所示。

系統(tǒng)采用了步進(jìn)電機(jī)來控制超聲波旋轉(zhuǎn)平臺的上下左右運(yùn)動,驅(qū)動電路與此類似。

2.4 超聲波測物電路和紅外測障電路

系統(tǒng)采用一組超聲波傳感器和五組紅外傳感器感知環(huán)境信息。超聲波通過一個可以上下左右旋轉(zhuǎn)的平臺安裝在小車的正前方,用來測量物體的大小。在普通行車中,超聲波傳感器的用途和紅外傳感器一樣。紅外傳感器分別安裝在小車的左前方、右前方、左側(cè)、右側(cè)和后面。本系統(tǒng)利用ATmegal28I。產(chǎn)生40 kHz的脈沖信號,驅(qū)動發(fā)射電路發(fā)送超聲波。紅外傳感器測量小車在五個方向的一定距離內(nèi)(本系統(tǒng)為30 cm)是否有障礙物,輔助小車避開障礙物。

2.5 無線發(fā)射接收電路

本系統(tǒng)選用集成度較高的無線數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品nRF401來實(shí)現(xiàn)PC與小車的無線通信。 nRF40l收發(fā)模塊的主要特點(diǎn):工作頻段為433MHz;采用FSK調(diào)制,抗干擾能力強(qiáng):頻率穩(wěn)定性好;靈敏度高,功耗小;具有多頻段切換功能。

通過ATmega128L的PA5(AD5)控制PWR UP。當(dāng)PWR-UP="l"時(shí)，表示進(jìn)入正常工作模式:當(dāng)PWR-UP="0"時(shí),表示進(jìn)入接收待機(jī)模式。PANAD6) CS="1"時(shí),表示中心頻率為434.32 MHz,當(dāng)CS="0"時(shí),表示中心頻率為433.92 MHz。PA7 (AD7)控制nRF40l的TXEN端,當(dāng)TXEN="1"時(shí),表示進(jìn)入發(fā)送模式,當(dāng)TXEN="0"時(shí),表示進(jìn)入接收模式。數(shù)據(jù)輸入端DIN與ATmegal28L的PEO(RXD0)相連。數(shù)據(jù)輸出端DOUT與ATmegal28L的PEl(TXD0)相接。

2.6 充電電路

由于電機(jī)啟動時(shí)瞬間電流很大,且PWM驅(qū)動的電動機(jī)電流波動較大,導(dǎo)致車載電源電壓不穩(wěn)，從而影響其他電路的正常工作,所以系統(tǒng)采用雙電源供電的方法。將電機(jī)驅(qū)動電源與單片機(jī)及傳感器電源完全隔離開來,利用耦合器進(jìn)行連接。