基于MSP430智能小車的設計

摘要：介紹一種基于MSP430F2274單片機為核心的智能小車。小車采用超聲波測距技術實現(xiàn)自動避障，同時通過語音模塊來播報出小車與障礙物的距離。為了使測距不受溫度影響，用溫度傳感器實時檢測小車周圍環(huán)境的溫度并修正距離計算公式的參數(shù)，采用光電編碼器來檢測小車的速度，運用PID控制算法和PWM來控制小車的精確穩(wěn)定的運行，從而達到預期的設計目標。
關鍵詞：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計算機控制、電子機械、自動化等諸多學科，隨著科技的不斷進步，智能電子產(chǎn)品發(fā)展步驟不斷加快，各種應用層次的機器人等大量出現(xiàn)，目前應用在智能小車或機器人的微控制器主要是8／16單片機或ARM和數(shù)字信號處理器DSP等。本設計采用TI公司生產(chǎn)的功耗低運行速度快且價格便宜的MSP430F2274為核心，避障檢測采用測距精準的超聲波傳感器，該傳感器采集小車周圍的環(huán)境信息并傳遞給MSP430進行程序判斷處理，從而達到控制小車自動避障的目的。

1 系統(tǒng)的總體結構框圖
該系統(tǒng)主要由MSP430控制器，超聲波避障模塊，電機驅動，測速，語音模塊，溫度模塊，小車的機械運動部分采用四輪差速轉向式結構，前2個輪是驅動輪，分別由電機控制其運動，后兩輪為隨動輪。采用MSP430F2274單片機作為主控制單元，小車裝有超聲波模塊來負責探測障礙物，做出避障決策。在小車的驅動輪上裝有光電編碼器對小車進行測速。為消除溫度對測距的影響，使用溫度傳感器模塊時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功能模塊，能知道小車的位置和運行狀態(tài)，總體結構框圖如圖1所示。

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