基于ATmegal28L的智能探測車的設計與實現(xiàn)

2.2 JTAG接口電路

在設計系統(tǒng)中,引出ATmegal28L的JTAG接口進行在線編程和下載,以方便調試和程序更新。對AVR器件進行編程是由JTAG端口的TCK、TMS、TDI和TDO實現(xiàn)的。通過JTAG可以實現(xiàn)如下的編程功能：

(1)Flash編程及校驗;
(2)EEPROM編程及校驗;
(3)熔絲位編程及校驗;
(4)鎖定位編程及校驗。
電路如圖2所示。

2.3 電機驅動電路

系統(tǒng)采用直流電機驅動兩個前輪實現(xiàn)小車的前進、后退、左轉、右轉。ATmega128L具有2個帶預分頻器和比較模式的8位定時/計數(shù)器、2個擴充的帶預分頻器和比較/捕獲模式的16位定時/計數(shù)器、2通道8位PWM、6通道2～16位精度：PWM。這里采用ATmegal281。的16位定時/計數(shù)器l來產生兩路PWM信號,分別接1298N的EN A和EN B,用于控制兩個電機的起停、轉向及速度。它工作在相位和頻率修正PWM模式下,該工作模式可以產生高精度、相位與頻率都準確的PWM波形。通常用OCRnA作為TOP值。改變TOP值即可改變PWM信號的占空比,從而改變電機轉速。

L1298N是SGS公司生產的恒壓恒流橋式2 A驅動器件,內部包含4通道邏輯驅動電路。1298N與單片機的連接如圖3所示。

系統(tǒng)采用了步進電機來控制超聲波旋轉平臺的上下左右運動,驅動電路與此類似。

2.4 超聲波測物電路和紅外測障電路

系統(tǒng)采用一組超聲波傳感器和五組紅外傳感器感知環(huán)境信息。超聲波通過一個可以上下左右旋轉的平臺安裝在小車的正前方,用來測量物體的大小。在普通行車中,超聲波傳感器的用途和紅外傳感器一樣。紅外傳感器分別安裝在小車的左前方、右前方、左側、右側和后面。本系統(tǒng)利用ATmegal28I。產生40 kHz的脈沖信號,驅動發(fā)射電路發(fā)送超聲波。紅外傳感器測量小車在五個方向的一定距離內(本系統(tǒng)為30 cm)是否有障礙物,輔助小車避開障礙物。

2.5 無線發(fā)射接收電路

本系統(tǒng)選用集成度較高的無線數(shù)據(jù)傳輸產品nRF401來實現(xiàn)PC與小車的無線通信。 nRF40l收發(fā)模塊的主要特點:工作頻段為433MHz;采用FSK調制,抗干擾能力強:頻率穩(wěn)定性好;靈敏度高,功耗小;具有多頻段切換功能。

通過ATmega128L的PA5(AD5)控制PWR UP。當PWR-UP="l"時，表示進入正常工作模式:當PWR-UP="0"時,表示進入接收待機模式。PANAD6) CS="1"時,表示中心頻率為434.32 MHz,當CS="0"時,表示中心頻率為433.92 MHz。PA7 (AD7)控制nRF40l的TXEN端,當TXEN="1"時,表示進入發(fā)送模式,當TXEN="0"時,表示進入接收模式。數(shù)據(jù)輸入端DIN與ATmegal28L的PEO(RXD0)相連。數(shù)據(jù)輸出端DOUT與ATmegal28L的PEl(TXD0)相接。

2.6 充電電路

由于電機啟動時瞬間電流很大,且PWM驅動的電動機電流波動較大,導致車載電源電壓不穩(wěn)，從而影響其他電路的正常工作,所以系統(tǒng)采用雙電源供電的方法。將電機驅動電源與單片機及傳感器電源完全隔離開來,利用耦合器進行連接。