基于單片機(jī)的智能循跡小車的硬件設(shè)計(jì)

3．3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制選用MC33886 H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路如圖5所示。在此應(yīng)用中，MC33886的作用是將恒定的直流電源電壓(電池電壓)調(diào)制成頻率一定、寬度可變的PWM脈沖電壓序列，從而改變輸出平均電壓的大小。為了增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的能力，可將兩片MC33886并聯(lián)。而為了提高控制精度，則可將MC9S12XSl28單片機(jī)內(nèi)部的PWM2和PWM3兩個(gè)通道8位寄存器級(jí)聯(lián)成16位寄存器，并從PWM3通道輸出脈沖。同理。可將PWM4和PWM5兩個(gè)通道8位寄存器也級(jí)聯(lián)成16位寄存器，也從PWM5通道輸出脈沖，PWM2和PWM3通道與引腳PP3和PP5復(fù)用，MC9S12XSl28單片機(jī)的PP3和PP5引腳輸出的PWM脈沖經(jīng)器件6N137光耦隔離后，通過信號(hào)INl和IN2進(jìn)入MC33886 H橋輸入端，MC33886 H橋輸出端OUTl和OUT2分別接電機(jī)電樞兩端，從而控制電機(jī)的四象限運(yùn)行。

3．4 車速檢測(cè)模塊
為了構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，需要檢測(cè)小車速度。本系統(tǒng)中的反饋通道中采用了歐姆龍公司的增量型旋轉(zhuǎn)編碼器E6A2CS3C，并采用五線制(三根脈沖線，2根電源線)，分辨率為200P／R。由于只測(cè)量車速，故只需3線，即棕色線(7．2 V電壓)、黑色線(A相輸出脈沖)和藍(lán)色線(接地)，其中黑色線(A相輸出脈沖)引入單片機(jī)PT0引腳，以統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，獲取電機(jī)速度。車速檢測(cè)模塊的接線如圖6所示。

3．5 舵機(jī)模塊
本設(shè)計(jì)采用的是Futaba S3010型號(hào)的舵機(jī)，其接線如圖7所示。該舵機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)位置隨動(dòng)系統(tǒng)，它由舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)、直流電機(jī)和控制電路組成，通過內(nèi)部位置反饋，可使它的舵盤輸出轉(zhuǎn)角正比于給定控制信號(hào)，這樣，在負(fù)載力矩小于其最大輸出力矩的情況下，它的輸出轉(zhuǎn)角就會(huì)正比于給定的脈沖寬度。Futaba S3010型號(hào)舵機(jī)的接口是三根線，黑線(接地)、紅線(電源線)和白色線(控制信號(hào)線)。為了提高舵機(jī)的響應(yīng)速度，一般選擇最大的工作電壓7．2 V，并將單片機(jī)內(nèi)部PWM0和PWMl兩路8位輸出級(jí)聯(lián)成一個(gè)16位PWM輸出，然后從PWMl通道輸出脈沖。同時(shí)由于PWMl通道和引腳PPl復(fù)用，因此，引腳PPl便可輸出控制脈沖給舵機(jī)。

4 結(jié)束語
本文介紹了黑線循跡智能車的硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)踐證明，該車自動(dòng)循跡效果好，響應(yīng)速度快，在規(guī)定的賽道上能跑出20秒的好成績(jī)，從而證明了該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的正確性。