基于LM3S811的智能避障小車

　　硬件電路的設計

　　小車所能實現的功能：主動識別障礙物，并對障礙物自動做出反應，實現自動避障功能。整個系統大致分為以下五個主要部分：電源模塊、微控制器單元模塊、電機控制模塊、傳感器模塊、機身模塊。以下就各部分進行詳細的說明。

　　電源模塊

　　本系統選擇了8.2V的直流電壓源為整個系統進行供電，電機部分需要7～12V的直流電源，采用電壓源直接為其控制驅動芯片來供電，傳感器模塊需要5V的直流電源，采用SPX1117M3_5V的穩壓芯片來輸出恒定的5V電壓，微控制器模塊需要3.3V的直流電源，我采用SPX1117_M3_3.3V的穩壓芯片來為其提供恒定的電壓源。

　　微控制器模塊

　　整個系統的控制單元采用LM3S811(與LM3S615全兼容)。LM3S811是32位的基于Cortex_M3 V7M架構的微控制器;具有32KB的Flash和8KB的SRAM;可以達到50MHz的工作頻率;集成了嵌套向量中斷控制器(NVIC)以提供明確的中斷處理，有29個中斷，帶8個優先級;具有豐富的外設資源，多達3個通用定時器，2個UART、1個SSI、ADC、I2C、3個PWM發生器模塊，多達34個通用GPIO。本系統主要使用到的部分是JTAG口下載和調試測序，PWM模塊以驅動紅外線傳感器，GPIO口以驅動步進電機，ADC模塊檢測電池電壓。

　　電機控制模塊

　　電機控制模塊主要負責控制電腦鼠的運動，包括電機和電機驅動電路兩部分。電機為兩個兩相四線制步進電機，工作電壓為8.2V。電機驅動芯片采用BA6845FS，每個芯片包含2個H橋，它的最大驅動電流為1A，且在輸入邏輯的控制下輸出有3種模式：正向、反向和停止。

　　傳感器模塊

　　傳感器單元選用IRM-8601S紅外線一體化接收頭;普通紅外線發射管。紅外發射管SIR563ST3F具有以下特性：最大輻射角約為30°，工作中心頻率38kHz，940nm波長，PWM調制。紅外線接受管IRM8601S為一體式紅外線接收頭，其最佳工作波長為940nm，視角45?，38kHz帶通濾波。使用PWM模塊產生38kHz的紅外調制信號經紅外發射管發出，當一體化接收頭接收到38kHz的紅外發射信號時將產生低電平，否則為高電平。采集接收端的信號狀態來判斷是否有墻壁。

　　電腦鼠機身模塊

　　結合電腦鼠的外型尺寸、迷宮格的大小以及電腦鼠走迷宮競賽的比賽要求，我們對電腦鼠機身進行了設計，并交由工廠加工制作。

　　底層算法的研究

　　搜集查閱相關資料，對各部分功能進行需求分析，制作程序流程圖，對各部分代碼進行編寫。

　　傳感器驅動

　　通過調節電位器阻值的大小，改變有效發射信號強度，當接收頭剛好能接收到信號時，記錄下此時發射的強度，這樣也就可以大致測算出距離。讓五個發射頭輪流發射38kHz及35kHz的調制信號，改變有效發射信號的強度，從而能夠粗略判斷障礙物的遠近距離，指示出有沒有障礙物。