基于16位單片機(jī)MC9S12DG128的智能車 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2．2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)
直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用飛思卡爾公司的5 A集成H橋芯片MC33886。MC33886芯片內(nèi)置有控制邏輯、電荷泵、門驅(qū)動(dòng)電路以及低導(dǎo)通電阻的MOSFET輸出電路。適合用來(lái)控制感性直流負(fù)載(如直流電機(jī))。該芯片可以提供連續(xù)的5 A電流，并集成有過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、欠壓保護(hù)電路。通過(guò)控制MC33886的四根輸入線可以方便地實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、能耗制動(dòng)及反接制動(dòng)。圖3是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的H橋電路，圖中，當(dāng)S1、S4導(dǎo)通且S2、S3截止時(shí)，電流正向流過(guò)直流電機(jī)，智能車前進(jìn)；當(dāng)S2、S3導(dǎo)通且S1、S4截止時(shí)，電流反向流過(guò)直流電機(jī)，利用這個(gè)過(guò)程可以使車模處于反接制動(dòng)狀態(tài)，從而迅速降低車速；當(dāng)S3、S4導(dǎo)通且S1、S2截止時(shí)，沒(méi)有電源加在直流電機(jī)上，直流電機(jī)電樞兩端相當(dāng)于短接在一起。由于電機(jī)軸在外力作用下旋轉(zhuǎn)時(shí)。電機(jī)可以產(chǎn)生電能，此時(shí)可以把直流電動(dòng)機(jī)看作一個(gè)帶了很重負(fù)載的發(fā)電機(jī)，此時(shí)電機(jī)上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻礙輸出軸運(yùn)動(dòng)的力，這個(gè)力的大小與負(fù)荷的大小成正比，這時(shí)電機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)。

本方案采用了兩片MC33886并聯(lián)，一方面減小導(dǎo)通電阻對(duì)直流電機(jī)特性的影響，另一方面，可以減小MC33886內(nèi)部過(guò)流保護(hù)電路對(duì)電機(jī)啟動(dòng)及制動(dòng)的影響。直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電路原理圖如圖4所示。

2．3 傳感器電路設(shè)計(jì)
本智能車采用CMOS攝像頭作為圖像傳感器，以保證賽道信息采集的準(zhǔn)確有效。CMOS攝像頭的輸出信號(hào)是PAL制式的復(fù)合全電視信號(hào)，每秒輸出50幀(分為偶場(chǎng)和奇場(chǎng))。由于CMOS攝像頭采集圖像時(shí)，偶場(chǎng)和奇場(chǎng)不是同時(shí)采集的。因此，可以在每場(chǎng)信號(hào)都對(duì)路徑進(jìn)行識(shí)別。
2．4 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
該智能車加裝了基于射頻收發(fā)芯片nRF403的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，并可在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)MOD－BUS通信協(xié)議，這對(duì)測(cè)試智能車參數(shù)及程序調(diào)試很有幫助。在運(yùn)行的過(guò)程中，可以將智能車的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送上來(lái)，而分析智能車的運(yùn)行狀態(tài)可以更有針對(duì)性地對(duì)控制程序進(jìn)行改進(jìn)。事實(shí)上，在調(diào)試運(yùn)動(dòng)參數(shù)的過(guò)程中，可以通過(guò)上位機(jī)軟件改變Kp、Ki、Kd等參數(shù)，而不用重新燒寫程序，因而十分迅速而方便。