基于MSP430智能小車的設(shè)計(jì)

摘要：介紹一種基于MSP430F2274單片機(jī)為核心的智能小車。小車采用超聲波測距技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障，同時(shí)通過語音模塊來播報(bào)出小車與障礙物的距離。為了使測距不受溫度影響，用溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測小車周圍環(huán)境的溫度并修正距離計(jì)算公式的參數(shù)，采用光電編碼器來檢測小車的速度，運(yùn)用PID控制算法和PWM來控制小車的精確穩(wěn)定的運(yùn)行，從而達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：MSP430F2274；超聲波模塊；光電編碼器；PID控制算法

智能小車涉及到高級(jí)計(jì)算機(jī)控制、電子機(jī)械、自動(dòng)化等諸多學(xué)科，隨著科技的不斷進(jìn)步，智能電子產(chǎn)品發(fā)展步驟不斷加快，各種應(yīng)用層次的機(jī)器人等大量出現(xiàn)，目前應(yīng)用在智能小車或機(jī)器人的微控制器主要是8／16單片機(jī)或ARM和數(shù)字信號(hào)處理器DSP等。本設(shè)計(jì)采用TI公司生產(chǎn)的功耗低運(yùn)行速度快且價(jià)格便宜的MSP430F2274為核心，避障檢測采用測距精準(zhǔn)的超聲波傳感器，該傳感器采集小車周圍的環(huán)境信息并傳遞給MSP430進(jìn)行程序判斷處理，從而達(dá)到控制小車自動(dòng)避障的目的。

1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖
該系統(tǒng)主要由MSP430控制器，超聲波避障模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，測速，語音模塊，溫度模塊，小車的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分采用四輪差速轉(zhuǎn)向式結(jié)構(gòu)，前2個(gè)輪是驅(qū)動(dòng)輪，分別由電機(jī)控制其運(yùn)動(dòng)，后兩輪為隨動(dòng)輪。采用MSP430F2274單片機(jī)作為主控制單元，小車裝有超聲波模塊來負(fù)責(zé)探測障礙物，做出避障決策。在小車的驅(qū)動(dòng)輪上裝有光電編碼器對小車進(jìn)行測速。為消除溫度對測距的影響，使用溫度傳感器模塊時(shí)刻檢測小車周圍的溫度情況并修正。在小車上裝配語音播報(bào)功能模塊，能知道小車的位置和運(yùn)行狀態(tài)，總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2 智能小車的硬件設(shè)計(jì)
2．1 主控芯片
該設(shè)計(jì)是以MSP430F2274單片機(jī)為控制的核心部件。MSP430是一款16位的超低功耗單片機(jī)，采用了精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式，片內(nèi)資源豐富，處理能力強(qiáng)大、系統(tǒng)工作穩(wěn)定，主要是它具有多路PWM輸出，以作為該設(shè)計(jì)電機(jī)控制的有利資源，系統(tǒng)主控設(shè)計(jì)圖如圖2所示。